CHAPITRE II

§ I. — Piles hydro-électriques.

Définition. — Une pile hydro-électrique est un appareil dans lequel s'opèrent des actions chimiques donnant naissance à un courant électrique.

Nous avons dit (Chapitre premier) que, lorsque deux corps se trouvaient dans un état électrique différent et qu'ils venaient à être mis en communication, ils étaient traversés par un courant, lequel courant persistait ou disparaissait, suivant qu'il se produisait ou non, au même moment, une transformation de l'énergie de nature à entretenir les phénomènes électriques. La pile donne de la persistance au courant en transformant de l'énergie chimique en énergie électrique.

Pile Volta. — C'est à Volta qu'on doit la première pile électrique et les premières études scientifiques qu'elle a permis d'entreprendre. Les deux formes sous lesquelles fut présentée cette pile primitive sont caractérisées : l'une par la superposition de rondelles, et l'autre, parla réunion d'une série de tasses, d'où les désignations bien connues de pile à colonne et pile à couronne de tasses,

La pile à colonne, qui a donné son nom de pile k toutes les autres dispositions basées sur le même principe, se composait de rondelles de zinc et de rondelles de cuivre superposées et séparées par couples à l'aide de rondelles en drap imbibées d'eau salée. Ces rondelles étaient placées toujours dans le même ordre :

zinc, cuivre, drap, zinc, cuivre, drap, zinc, cuivre,... et ainsi de suite. En réunissant par un fil métallique le premier zinc avec le dernier cuivre, on constatait le passage d'un courant d'une assez grande puissance.

La pile à couronne de tasses, dont la disposition a prévalu* en pratique, était composée d'une série de tasses en verre contenant de l'eau acidulée (une partie d'acide sulfurique et vingt parties d'eau) et deux lames, l'une de zinc et l'autre de cuivre. Cette dernière était souvent remplacée par une lame d'argent.

La lame de zinc d'une tasse était soudée à la lame de cuivre de la tasse suivante. Pour obtenir un circuit électrique, il suffit de réunir par un conducteur, comme pour la pile à colonne, le zinc de la première tasse au cuivre de la dernière. •

Il est utile de faire remarquer qu'une seule lame de zinc et une seule lame de cuivre, séparées par un liquide acide, suffîsenj, pour former une pile électrique. Si l'on superpose beaucoup de rondelles, ou si l'on accouple à la suite l'un de l'autre beaucoup de tasses, c'est uniquement, ainsi que nous l'expliquerons plus loin, pour augmenter la force électromotrice du système.

Lorsque la pile n'est composée que de deux plaques, contenues dans une tasse, ou séparées par une rondelle en drap, on la désigne généralement sous le nom d'élément de pile ou simplement d'élément ou couple.

Voici comment s'opère l'action chimique dans une pile à tasses de Volta :

L'eau, en présence de l'acide sulfurique, est décomposée par le zinc. L'oxygène, provenant de cette décomposition, se combine avec le zinc pour former de l'oxyde de zinc, et ce dernier corps se combine avec l'acide sulfurique pour donner naissance à du sulfate de zinc que l'eau dissout. L'hydrogène se dégage, et le cuivre ne subit aucune modification appréciable.

Pendant que ces réactions ont lieu, on constate que le zinc est électrisé négativement, et que le cuivre est électrisé positivement. Il suffit donc de les mettre en contact direct, ou de les réunir par un conducteur, pour obtenir un courant électrique qui persiste aussi longtemps que dure l'action chimique.

Examen d'un circuit. — Les deux lames métalliques placées dans un même vase de pile se nomment électrodes, La lame active, c'est-à-dire celle qui s'use, se nomme électrode positive, et la lame inactive, électrode négative. Dans le cas d'une pile Voila, le zinc est l'électrode positive, et le cuivre l'électrode négative.

Les pôles de la pile sont les extrémités des électrodes où viennent se fixer les conducteurs. Le pôle négatif est situé sur l'électrode positive, et, réciproquement, le pôle positif est situé sur l'électrode négative.

Cela, pour être compris, exige une courte explication.

Pour faciliter l'étude de la pile, on a admis que le courant allait, dans l'intérieur du liquide, de l'électrode positive à l'électrode négative, et dans le conducteur extérieur, du pôle positif au pôle négatif.

Celte convention établie, il a fallu naturellement donner aux pôles des noms opposés à ceux des électrodes qui les portent.

La figure 2, qui représente un élément avec un fil conducteur, fait bien ressortir la nécessité de ces appellations.

Pour éviter toute confusion dans la pratique, le mieux est de ne désigner que les pôles des piles sans parler des électrodes. En parlant du zinc de la pile Volta, on dit simplement le pôle négatif.

Pour reconnaître le sens d'un courant, il suffît de placer l'aiguille d'une boussole sous le conducteur : la pointe N de l'aiguille dévie alors vers l'Est, si le courant va du Nord au Sud, et vers l'Ouest, si le courant se dirige du Sud au Nord.

Quand un conducteur de faible résistance réunit les deux pôles d'une pile, comme dans notre croquis, on dit que la pile est fermée en court circuit. Généralement, les conducteurs aboutissent à un bain chimique que le courant traverse en y opérant des décompositions, ou bien à un moteur en y effectuant du travail

Fig. 2. — Circuit électrique.

mécanique, ou bien encore à un régulateur ou à une lampe en y développant un foyer lumineux, etc., etc. Le circuit est alors l'ensemble formé par la pile elle-même, les conducteurs et l'appareil où s'opère le travail utile.

Force électromotrice d'une pile. — La force électromotricc d'une pile est intimement liée à l'affinité chimique des substances en présence ou, pour mieux dire, aux quantités de chaleur dégagées par les diverses réactions qui se produisent; mais elle ne dépend ni des dimensions des électrodes, ni de la quantité de liquide employée. Un élément ayant des électrodes d'un centimètre carré, par exemple, a exactement la même force électromotrice qu'un élément constitué avec les mêmes substances et ayant des électrodes de dix mètres carrés de surface.

Si l'on réunit plusieurs éléments par leurs électrodes de noms contraires, on obtient une force électromotrice égale à celle d'un élément» multipliée par le nombre d'éléments. En «accouplant ainsi 100 éléments donnant chacun 1 volt, on parvient à obtenir une force électromotrice de 100 volts, même avec des éléments minuscules. On dit alors que la pile est couplée en tension ou en série.

Résistance d'une pile. — La résistance intérieure d'une pile dépend de la nature du liquide, de la surface des électrodes et de leur écartement.

Les liquides n'ont pas tous, en effet, la môme résistance spécifique, et la quantité de liquide contenue entre deux électrodes peut être considérée comme un véritable conducteur, ayant une résistance d'autant plus grande que sa section transversale est plus petite, et sa longueur, c'est-à-dire la distance entre les électrodes, plus considérable.

Pour avoir le moins de résistance possible, dans une pile donnée, il faut associer les éléments dont elle se compose en unissant ensemble les électrodes de même nom. La force électromotrice est alors égale à celle d'un seul élément, et la résistance égale à celle d'un élément divisée par le nombre des éléments. Ce couplage de pile se nomme couplage en quantité ou couplage parallèle.

Débit d'une pile. — Le débit des piles, constituées comme celle dont nous venons de parler, s'affaiblit rapidement par suite des décompositions et des transports de substances d'une électrode à Tautre. Dans la pile Volta, par exemple, l'hydrogène provenant de la décomposition de l'eau se porte sur la plaque de cuivre, et le zinc provenant de la décomposition du sulfate de zinc se dépose également sur le cuivre. Ces deux dépôts changent, petit à petit, l'état électrique du cuivre, et créent, dans le sein de la pile, une force électromotrice contraire à celle qui est utilisée extérieurement, et qu'on nomme pour cette raison force confre-électromotrice. Après un court fonctionnement, la force contre-électromotrice fait équilibre à la force élëctromotrice, et le courant devient nul. Des expériences multiples ont démontré que le dépôt d'hydrogène était la principale cause de l'affaiblissement et de l'arrêt du courant. Ce phénomène qu'on observe dans toutes les piles du genre Volta se nomme polari$ation. On dit qu'une pile est polarisée, ou que son électrode négative est polarisée, lorsque le dépôt de bulles d'hydrogène sur cette dernière diminue ou annule le courant électrique.

Dans des éléments n'ayant jamais fonctionné, l'hydrogène dégagé commence par se combiner avec l'oxygène dissous dans le liquide, ce qui retarde la polarisation; mais, dès que le liquide a été privé de son oxygène libre, la polarisation se fait sentir au début même de la mise en action de la pile.

Piles à liquide dépolarisant. — Pour donner aux piles la régularité de débit essentielle dans presque toutes les applications de l'électricité, il suffit de supprimer la polarisation. C'est à quoi se sont attachés un grand nombre de physiciens émérites, parmi lesquels nous citerons Becquerel, Grove, Daniell, Bunsen et Poggendorff, qui ont les premiers ouvert une voie pratique dans la production de l'électricité au moyen d'actions chimiques.

Pile Daniell. — L'élément connu sous le nom de Daniell, un des plus en usage dans la pratique, se compose :

l*» D'un vase extérieur, en grès ou en verre ;

2« D'un vase poreux en porcelaine dégourdie placé à l'intérieur du premier;

3*^ D'une électrode en zinc placée entre les deux vases, et plongeant, par suite, dans le liquide du vase extérieur;

4o D'une électrode en cuivre plongeant dans le vase poreux.

Le vase extérieur contient de l'acide sulfurique dilué, et le vase intérieur, du sulfate de cuivre en dissolution dans de l'eau.

Cette pile ne diffère de celle de Volta que par Taddition du vase poreux et de la dissolution de sulfate de cuivre ; mais c^s seules additions suffisent, comme on va le voir, pour supprimer la polarisation et donner au courant une constance des plus remarquables.

Examinons quelles sont les actions chimiques en jeu.

Le zinc se dissout en s'oxydant et en formant du sulfate de zinc; l'hydrogène mis en liberté traverse le vase poreux et, au lieu de se dégager sur le cuivre, décompose le sulfate de cuivre et se substitue dans cette dissolution à une quantité équivalente de cuivre, lequel se dépose sur l'électrode en cuivre. Après un certain temps, tout l'acide sulfurique du vase extérieur est converti en sulfate de zinc, ce qui ne modifie en rien le régime de la pile ; le zinc lui-même se substitue alors au cuivre dans le sulfate de cuivre, et le fonctionnement régulier continue jusqu'à ce que tout le sulfate de cuivre se soit transformé en sulfate de zinc. La force électromotrice d'un élément Daniell est très approximativement égale à 1 volt; elle est souvent, vu sa constance, prise pour unité dans les laboratoires et dans les ateliers d'électriciens.

La résistance de celte pile est variable à cause des changements qui surviennent sans cesse dans la composition du liquide. En télégraphie cela est sans importance, parce que la résistance extérieure est tellement grande, par rapport à celle des éléments, que le débit électrique est peu modifié, malgré Tinconstance de la résistance intérieure. Il n'en est pas de même dans les applications industrielles, pour lesquelles il faut construire des piles à grandes surfaces et à renouvellement fréquent des liquides, si l'on veut obvier à la variabilité de la résistance intérieure. Par suite de l'emploi d'un vase poreux, et d'actions locales que nous n'avons pas à analyser ici, la pile Daniell consomme presque autant de zinc et de sulfate de cuivre quand

son circuit est fermé sur une résistance extérieure, et qu'il est traversé par un courant électrique utilisable, que quand son circuit est ouvert et n'est le siège d'aucun courant extérieur, d'aucun travail utile. Un seul inconvénient à signaler, c'est la formation des sels grimpants; on nomme ainsi un dépôt de sulfate de zinc cristallin qui s'élève le long des parois du vase extérieur et qui gagne bientôt le vase poreux et l'ensemble de l'appareil. Une petite couche mince de liquide, amenée sur les parois du vase extérieur, produit, par évaporation, un dépôt de cristaux, lequel dépôt augmente graduellement par l'efiet de son action capillaire qui pompe le sulfate, et l'action se continue de proche en proche dans tous les sens.

Pile Bunsen. — La pile Bunsen se compose essentiellement:

P D'un vase extérieur contenant de l'eau acidulée à l'acide sulfurique ;

2* D'un vase poreux contenant de l'acide azotique;

3"* D'un cylindre en zinc placé dans le vase extérieur ;

4** D'un prisme en charbon placé dans le vase poreux.

Pour transformer un élément Daniell en un élément Bunsen il sufTit donc de substituer une lame de charbon à la lame de cuivre, et de l'acide azotique au sulfate de cuivre.

Les réactions chimiques qui s'effectuent dans la pile Bunsen, concourent toutes au même résultat, savoir : la sulfatation du zinc, et l'absorption de l'hydrogène, provenant de la décomposition de l'eau, par l'acide azotique. L'acide azotique possède la propriété de se réduire facilement en abandonnant de l'oxygène, de sorte que l'hydrogène traversant le vase poreux forme, avec l'acide azotique, de l'eau et du bioxyde d'azote. Ce dernier, étant un corps gazeux, se dégage dans l'atmosphère et forme, au contact de l'air, de l'acide hypoazotique rutilant.

La force électromotrice de cette pile est d'environ 1,7 volt. Cette grande force électromotrice et le bas prix des acides sulfurique et azotique font de la pile Bunsen un appareil énergique et relativement économique; aussi est-elle une des plus employées par l'industrie.

Avant l'invention des machines dynamos, on la rencontrait

28 ÉCLATRAGE A L'ÉLECTRICITÉ.

dans tous les ateliers de galvanoplastie, et, chaque fois qu'on voulait éclairer des chantiers de travaux publics ou faire des projections lumineuses, c'est à elle qu'on avait recours; aujourd'hui encore, le nombre de piles Bunsen en fonction en Europe et en Amérique est considérable.

Le dégagement des vapeurs rutilantes, aussi désagréables à l'odorat que nuisibles à la santé, peut être annulé par l'addition d'une certaine quantité d'huile à brûler au-dessus de l'acide azotique. Les vapeurs nitreuses sont retenues par l'huile et transformées en une substance blanche solide, l'acide élaïdique, que l'on peut utiliser dans la fabrication des bougies.

Piles au bichromate. — Ce sont les piles au bichromate dont on se sert le plus souvent pour les petites installations d'éclairage. Elles sont d'un maniement facile, et, grâce à la concentration possible du liquide dépolarisant, elles peuvent fournir une énergie électrique assez considérable, eu égard à leur poids et à leur volume.

L'oxygène nécessaire à la dépolarisation de ces piles est emprunté à l'acide chromique qui l'abandonne facilement pour passer à un degré d'oxydation moindre. Au lieu d'acide chromique que l'on trouve peu dans le commerce, on se sert de bichromate de potasse ou de bichromate de soude, mélangé avec de l'acide sulfurique plus oa moins dilué. Introduit dans la pile, ce mélange forme de l'alun de chrome qui n'abandonne l'oxygène qu'au fur et à mesure du dégagement de l'hydrogène, ce qui amène la production d'une quantité d'eau correspondante.

Poggendorff , le premier qui ait fait usage de bichromate dans les piles, constituait son élément comme celui de Bunsen : vase extérieur, vase poreux, zinc et charbon. Dans le vase extérieur, contenant le zinc, il mettait de l'acide sulfurique étendu de douze fois son poids d'eau; dans le vase poreux, contenant le charbon, il mettait un mélange ainsi composé :

Eau iOO parties.

Bichromate 12 —

Acide sulfurique 25 —

Ainsi montée, cette pile a une force électromotrice de 2 volts environ.

Groupement des éléments de pile. — La puissance maxima d'une pile est obtenue lorsque les résistances intérieure et extérieure sont égales. — Pour arriver à équilibrer ces résistances dans rétablissement d'une batterie, il faut naturellement connaître la résistance extérieure R du circuit, et la résistance r d'un élément de la pile. La première est généralement donnée, pour le cas d'un éclairage, par le problème même, car elle dépend uniquement des brûleurs et des conducteurs ; la seconde peut être déterminée assez facilement sur place, ainsi que nous l'indiquerons plus loin.

Le rendement maximum dune pile est obtenu lorsque le rapport entre la résistance extérieure et la résistance intérieure est le plus grand possible. Cela revient à dire que le rendement est maximum quand R est égal à l'infini, et r à zéro. Ce rendement est alors de 100 pour 100; mais la puissance est égale à zéro. Au point de vue algébrique, comme au point de vue pratique, il ne faudra donc pas se placer dans des conditions trop voisines de celles du rendement maximum, à cause de la petitesse delà puissance obtenue, et de l'importance excessive qu'il faudrait donner au matériel électrique.

Connaissant les conditions de puissance maxima et celles du rendement maximum d'une batterie, il devient facile de formuler le mode de groupement à adopter pour les éléments, si la résistance extérieure n'est pas imposée.

Il peut se présenter deux cas :

1<» On veut obtenir la plus grande puissance extérieure avec un rendement inférieur à 50 pour 100; il faut grouper tous les éléments en tension ;

2^ On désire un grand rendement, sans s'inquiéter du travail par seconde; il faut grouper tous les éléments en quantité.

Dans les applications industrielles, on a reconnu qu'il y avait avantage à adopter le groupement en tension, même au point de vue du rendement. La raison de ce fait est que l'énergie chimique, rendue disponible par la dissolution du métal, n'est pas

entièrement transformée en énergie électrique; elle reste, en partie, confinée dans la pile sous forme de chaleur.

Ce fait, qui parait être en désaccord avec la loi de Faraday, change les conditions du problème, et indique qu'un grand rendement ne correspond pas à une très grande résistance extérieure. L'expérience démontre que, en couplant les éléments d'une pile de sorte que la résistance intérieure soit le tiers de la résistance extérieure, on réalise les meilleures conditions pratiques de rendement.

Calcul de la force électromotrice des piles. — On peut, par le calcul, trouver la force électromotrice d'une pile dont on connaît la composition. Il suffît, à cet effet, de diviser le nombre représentant la chaleur des réactions de la pile, rapportée à un équivalent chimique du liquide excitateur et exprimée en calories, par 23.

La difficulté est de bien déterminer la nature des réactions qui se produisent dans la pile, ce qui est souvent matériellement impossible à analyser complètement; puis de chercher, à l'aide des tableaux de thermo-chimie, les calories qui correspondent à chaque réaction.

Prenons comme exemple la pile Daniell. — Il se produit, dans un élément Daniell, les trois réactions suivantes :

1** Réduction de l'oxyde de cuivre, exigeant 21 calories par équivalent;

2"^ Destruction du sulfate de cuivre exigeant î>,2 calories par équivalent;

3^ Formation du sulfate de zinc produisant 53,5 calories par équivalent.

Le nombre des calories obtenues est donc de 53,5, et celui des calories dépensées de 30,2; la différence 23,3 représente précisément la chaleur transformée en énergie électrique. La force électromotriçe d'un élément Daniell est donc de

^ = 1,02 volt.

A l'aide d'instruments, dont nous parlerons plus loin, celte force électromotrice est facile à obtenir directement; les calculs

PILES ET ACCUMULATEUKS. 3<

ne sont utiles que lorsqu'il s'agit d'étudier une nouvelle combinaison de pile avant de la construire.

§ II. — Accumulateurs électriques.

Définition. — On nomme accumulateur ou pile secondaire un appareil destiné à emmagasiner électriquement de l'énergie chimique reconvertible en énergie électrique, ou à régulariser un courant électrique. Tel qu'il est établi aujourd'hui, l'accumulateur est une véritable pile à un seul liquide, ayant ses deux électrodes identiques, dans laquelle on envoie un courant pour polariser énergiquement lesdites électrodes. Cette polarisation donne naissance à un courant secondaire (de sens opposé au courant primaire), pouvant remplacer un courant ordinaire dans ses diverses applications.

Accumulateur à formation lente. — A peine Volta eut-il créé la première pile, qu'un physicien français nommé Gautherot reconnut que les électrodes d'un voltamètre servant à la décomposition de l'eau avaient, pendant ce travail, acquis la propriété de produire ultérieurement un courant. Mais, ce ne fut que longtemps après, vers 1800, que M. Planté eut l'idée de tirer parti de cette propriété pour mettre en quelque sorte en réserve une certaine quantité d'électricité. En principe, l'accumulateur Planté se compose d'un vase contenant de l'acide sulfurique dilué, et de deux lames de plomb plongeant dans le liquide.

Sous l'action du courant primaire, l'eau est décomposée, l'oxygène se dégage sur la lame positive, se combine avec le plomb, et forme du peroxyde de plomb, tandis que l'hydrogène se porte sur l'autre électrode. Les deux électrodes sont alors dans un état électrique différent, et, par suite, susceptibles de donner naissance à un courant. Si donc on interrompt les communications avec la source d'électricité, et si l'on ferme le circuit de l'accumulateur sur une résistance extérieure, on constate la production d'un courant, allant de la plaque oxydée à la plaque polarisée ; ce courant est dû à la reconstitution de l'eau et à la réduction du peroxyde de plomb à un état inférieur d'oxydation.

L'oxygène mis en liberté se rend à l'électrode inactive avec laquelle il se combine, et l'acide sulfurique transforme les oxydes simples, ainsi constitués, en sulfate de plomb insoluble. Ces actions chimiques fournissent l'énergie correspondant au courant secondaire.

Quand on fait passer de nouveau le courant primaire dans l'accumulateur, l'acide sulfurique se reconstitue; une nouvelle quantité d'eau est décomposée; l'oxygène se porte sur l'électrode positive et donne naissance à du peroxyde de plomb ; l'hydrogène réduit le sulfate de plomb de l'électrode négative en plomb métallique. Tout revient dans le même état qu'après la première opération, à cette différence près que la quantité de peroxyde de plomb, formée sur Télectrode positive, est plus considérable, tandis que l'électrode négative est recouverte de plomb réduit.

Pour l'obtention de courants intenses ou de longue durée, il est nécessaire de renouveler les opérations de charge et àQ'décliarge un très grand nombre de fois, de manière à former des couches épaisses d'oxyde et de plomb réduit, ayant une grande capacité de charge. Cette première phase (charges et décharges successives), dite de formation^ s'effectue chez le constructeur, qui ne livre ses accumulateurs que lorsqu'ils sont propres à absorber et à restituer une certaine quantité d'énergie électrique par kilogramme d'électrodes eu action.

La lame positive se forme plus vite que la lame négative et l'on hâte la formation de l'accumulateur en alternant le sens du courant de charge. On peut également hâter cette formation en faisant plonger pendant un jour ou deux les électrodes dans de l'acide azotique étendu de moitié d'eau ; cette opération dissout une petite quantité de plomb, ce qui rend les électrodes spongieuses à la surface, de sorte que l'oxydation de la lame positive pendant la charge et celle de la lame négative à la décharge et, par suite, la réduction du plomb, pénètrent plus profondément dans les lames.

Pour donner à ses éléments une grande surface sous un petit volume, et, par suite, une faible résistance intérieure, M. Planté emploie deux feuilles de plomb roulées en spirale et séparées par des bandes de caoutchouc, qu'il plonge verticale-

ment dans un vase cylindrique en verre, contenant de Teau acidulée au dixième par de l'acide sulfurique.

La durée de la formation complète est de plusieurs mois ; elle dépend de Tépaisseur des feuilles de plomb.

Pendant les premiers moments de la décharge, la force éleotromotrice est de 2,50 volts. Quelques minutes plus tard, elle descend à 2,10 volts, et enfin, pendant les deux tiers de la durée de la décharge, elle reste à 2 volts. La résistance d'un accumulateur de 50 décimètres carrés de surface active et passive varie entre 0,04 et 0,06 d'ohm, suivant le degré de formation.

En associant plusieurs éléments, on obtient une batterie d'accumulateurs qui peut transformer un courant intense sous faible potentiel en faible courant sous potentiel élevé, ou réciproquement. Si Ton a, par exemple, 50 éléments Planté accouplés 25 en quantité et 2 en tension, il est possible de les charger sous une tension de 5 à 6 volts ; puis, lorsqu'ils sont chargés, de changer l'accouplement en mettant tous les éléments en tension; le courant de décharge s'effectuera alors sous 100 volls.

L'énergie recueillie pendant la décharge est naturellement moindre que celle dépensée pour la charge. Le rendement atteint facilement 6D pour 100 lorsqu'on emploie convenablement les appareils.

L'élément Planté peut conserver la plus grande partie de sa charge pendant quelques semaines, si on ne l'utilise pas» d'une manière continue.

La capacité peut atteindre 4 500 kilogrammètres par kilogramme de plomb, ce qui correspond à 60 kilogrammes de plomb par cheval-heure.

Accumulateur à formation rapide. — M. Faure, dans le but de remédier à la lenteur de formation des accumulateurs, a eu l'heureuse idée de déposer directement les oxydes de plomb sur les électrodes, au lieu d'attendre la formation graduelle de ces dépôts par le courant.

Les électrodes de l'appareil Faure étaient primitivement constituées au moyen de lames de plomb recouvertes d'une

couche de miDium mis en pâte avec de l'eau acidulée. Ces lames étaient renfermées dans des sacs en feutre destinés à maintenir le minium contre leurs parois.

Cette disposition a été perfectionnée par MM. Sellon et Volckmar, et aujourd'hui les accumulateurs à formation rapide se composent d'électrodes formées de grilles de plomb, dont les trous sont remplis de minium et de litharge, plongeant dans de l'eau acidulée. En faisant passer un courant assez intense, on réduit presque complètement le mélange de l'électrode négative, et on peroxyde celui de l'électrode positive. La formation est complète en quelques jours.

§ III. — Piles thermo-électriques.

Principe des piles thermiques. — Bien que nous ne connaissions aucune application des piles thermo électriques à l'éclairage, nous ne pouvons nous dispenser de parler de ces appareils; la conversion directe de la chaleur en électricité est un problème si attrayant, sa solution pratique aurait de si heureuses conséquences, qu'il est utile de donner une idée des travaux effectués en vue d'y parvenir, ne fût-ce que pour éviter aux inventeurs une partie des déceptions éprouvées par les pionniers de cette branche scientifique.

En 1822, Seebeck constata que, lorsqu'on soude par leurs bouts deux lames de métaux différents et que l'on maintient les deux soudures à des températures différentes, il se produit un courant dont le sens dépend de la nature des métaux accouplés. C'est sur ce principe de soudures maintenues à des températures inégales que repose la construction de toutes les piles thermoélectriques.

Pour deux métaux donnés, et entre certaines limites, la force électromotrice est proportionnelle à la différence des températures.

On appelle métal positif du couple, celui dans lequel le courant va de la soudure froide à la soudure chaude, et métal négatif, celui dans lequel le courant va de la soudure chaude à la soudure froide.

La table suivante donne la force électromolrice qui naît dans une batterie thermo-électrique de 1 000 couples, formés par le plomb et divers autres corps, pour chaque degré centigrade de différence de température entre les deux soudures, la température moyenne étant de 20* centigrades.

(Les signes -f- ou — indiquent que le métal est positif ou négatif par rapport au plomb.)

Bismuth . ^ -f 0,097 volt.

Cobalt ' + 0,0î2 —

Plomb -f- 0 —

Étain — 0,0001 —

Cuivre — 0,0001 —

Platine — 0,0009 —

Antimoine — 0,0028 —

Argent — 0,003 —

Zinc — 0,0037 —

Fer — 0,0175 —

Tellure — 0,502 —

Sélénium - 0,807 —

La même table permet de déterminer la force électromotrice d*un couple quelconque de la série. — Exemple : la force électromotrice de 1000 couples bismuth-fer est égale à 0,097— 0,017 = 0,08 volt.

Pile Noë. — La pile de Noë est formée de maillechort et d'un alliage à base d'antimoine. La soudure active n'est pas chauffée directement; elle est renfermée dans une capsule en laiton, du centre de laquelle émerge une tige de cuivre rouge terminée en pointe, laquelle pointe est chauffée par un bec de gaz.

La soudure froide est faite à l'étain ; pour faciliter le refroidissement» on soude plusieurs feuilles minces de laiton présentant une grande surface et pouvant être maintenues à une faible température par Taîr ambiant. Cet élément a une force électromotrice de 1/16 de volt, et une résistance intérieure de 1/30 d'ohm.

Pile Clamond. — La pile thermique de Clamond est formée d'un alliage zinc-antimoine, et, comme deuxième métal, de fer. Les couples sont disposés en couronnes et superposés, de ma-

nière à fournir une force électromotrice relativement grande sous un faible volume.

Une pile Clamond de 50 couples développe 8 volts, et a une résistance intérieure de 2 à 3 ohms*

L'inventeur avait construit, il y a une dizaine d'années, une pile puissante, chauffée au coke, dont le courant était employé à l'éclairage électrique. Cette pile produisait une force électromotrice de 109 volts et présentait une résistance intérieure de 15 ohms. Elle développait une puissance d'environ 1/2 cheval avec une dépense de 10 kilogrammes de coke par heure.

Au point de vue économique, cet appareil était donc très supérieur à tous les systèmes de piles hydro-électriques connus ; mais il s'est rapidement détérioré et n'a plus été reconstruit depuis.

Piles Clamond-Carpentier. — Dans cette pile les couples sont également constitués par le fer ouïe nickel soudé à un alliage de zinc et d'antimoine. Chaque couple est logé dans un des compartiments d'une couronne en terre réfractaire, laquelle protège les éléments contre l'action directe de la flamme. Une disposition spéciale empêche le métal, qui viendrait à fondre, de sortir des cellules où il est renfermé, de sorte que le courant ne serait pas interrompu par cette fusion.