V. PILES THERMO-ÉLECTRIQUES

La chaleur, dans certains cas, peut développer de Télectricité. Ainsi, il existe certains cristaux tels que le tourmaline, le topaze, etc., qui

il 4 TECHNOLOGIE ÉLECTRIQUE.

étant chauffés donnent des signes trës>marqués d'électricité ; Volta avait même reconnu qu'une lame d'argent chauffée inégalement à ses deux extrémités, constituait un élément électro -moteur. Toutefois, ces différentes réactions électriques étaient 'tellement minimes, que bien certainement on n'aurait jamais eu Tidée de les appliquer utilement, si M. Seebeck, professeur à Berlin, n'avait découvert, en 18^1, les conditions dans lesquelles ces sortes de dégagements électriques pouvaient non-seulement se produire, mais encore augmenter de puissance par la multiplication de leurs effets.

£n soudant en effet sur une lame de bismuth, les extrémités d'une lame de cuivre recourbée de manière à laisser un certain espace vide entre les deux lames, M. Seebeck put reconnaître qu'en chauffant une des soudures de ce système métallique, une aiguille aimantée, placée entre les deux lames, se trouvait déviée, et cela d'autant plus que la différence de température entre les deux soudures était plus grande ; en même temps il reconnaissait que le courant ainsi produit se dirigeait toujours de la soudure chauffée à la soudure froide. Il devait naturellement en conclure que, dans ces conditions, l'accouplement de deux métaux différents Sdudés ensemble constituait un véritable élément de pile , et que , par suite, on pouvait en accumuler les effets, en réunissant à la manière d'une pile ordinaire, plusieurs éléments ainsi constitués. Telle fut l'origine des piles thermo-électriques qui, dans ces derniers temps, ont produit des effets si importants et si remarquables (1).

Depuis l'époque de la découverte de Seebeck, la question des courants thermo-électriques a été longuement et fréquemment étudiée, et on a reconnu que non-seulement ces sortes de courants pouvaient naître de l'accouplement de métaux différents, mais encore qu ils pouvaient être le résultat de Véchauffeiûent inégal de deux parties d'un même métal placé dans certaines conditions, ainsi que l'avait annoncé Volta. Dès lors, l'explication des phénomènes devenait facile, car en procédant par voie de déduction, on pouvait dire : 1^ que ces sortes de courants ne pouvaient naître d'un effet de contact, puisqu'un même métal pouvait les produire ;

(1) Depuis que la théorie du contact est redevenue à la mode, surtout en Allemagne, on explique le développement électrique dans les piles thermo-électriques par des acuons de contact. M. Avenarius a publié sur cette question des mémoires très-intéressants, dont on pourra lire un résumé dans les Monde», tome 4, p. 34.

2** qu'ils ne pouvaient pas non plus naître d'une action chimique, puisque suivant M, Becquerel, ils peuvent se produire dans le vide ou dans rbydrogène ; on se trouvait donc naturellement conduit à conclure que c^est à rinégale propagation du calorique à travers les différentes parties d'un circuit disposé de cette manière qu'il fallait les attribuer.

Le pouvoir électro-moteur des différents couples thermo-électriques est bien différent, suivant la nature des métaux qui les constituent. En formant des circuits de différents métaux, dont une soudure était portée à ^0 degrés, tandis que l'autre était maintenue a zéro, M. Becquerel a pu ranger les métaux dans l'ordre croissant de leur pouvoir thermoélectrique, savoir : bismuth, platine, argent, étain, plomb, cuivre, or, zinc, fer et antimoine ; chacun étant positif avec ceux qui le précèdent, et négatif ave cceux qui le suivent.

Snivant M. Becquerel, la chaleur aurait pour effet de détruire l'équilibre du point chauffé et de provoquer dans le circuit, à partir de ce point, un double courant dirigé dans deux sens différents. Dans un métal homogène, ces deux courants ne peuvent manifester leur présence, l'effet de l'un étant détruit par l'effet de l'autre, mais dans un circuit non homogène, la- conductibilité calorifique n'étant plus la même, l'un de ces deux courants devient prépondérant et manifeste sa présence. Or, dans ces conditions, le courant différentiel doit être d'autant plus intense que les métaux soudés l'un à l'autre présentent plus de différence par rapport à leur pouvoir thermo-électrique.

Les courants thermo-électriques ont une tension infiniment moins grande que les courants hydro-électriques ; mais comme leur résistance intérieure est par le fait extrêmement petite, pour ne pas dire nulle, ils peuvent avoir nne très-grande intensité, c'est pourquoi on est obligé, quand on fait des expériences avec ces sortes d'appareils, d'avoir recours a des rhéomètres ou galvanomètres à gros fil.

La première pile thermo-électrique a été composée par MM. Œrsted et Fourier ; elle se composait d'une suite de petits barreaux de bismuth et d'antimoine soudés à la suite les uns des autres en ligne droite ou en cercle de deux en deux soudures. Les barreaux de bismuth se terminaient par une partie coudée qui plongeait dans de la glace à zéro, tandis que les autres soudures étaient portées à une température de 200 à 300 degrés à l'aide de petites lampes.

M. Nobili a modifié cette forme tort incommode et encombrante en a-c-

pliant sur elle-même en zigzags et sur ses soudures la chsdne de barreaux bismuUi et antimoine, de manière que toutes les soudures de même espèce par rapport à la superposition respective des métaux fussent d'un même côté. En réunissant Tune à côté de l'autre et de la même manière plusieurs chaînes ainsi disposées, Sfrha avoir eu soin de les faire communiquer métailiquement ensemble par les extrémités et les avoir soigneusement isolées les unes des autres (avec du papier vernis) aussi bien que les barreaux eux-mêmes, M. Nobiii est parvenu à faire entrer dans un cube de ^ centimètres de côté 5Q éléments. Les pôles de cette pile, constitués Tnn par le premier barreau d'antimoine de la pile, Tautre par le dernier barreau de bismuth, se présentent^ par Tintermédiaire d'un petit prokmgement métallique isolé, au-dessus de la boîte de cuivre qui leur sert d'enveloppe, et cette boite est ouverte sur deux côtés, de manière à laisser à découvert les deux faces du cube occupées par l^s soudures , lesquelles se trouvent recouvertes d'un enduit noir pour mieux absorber la chaleur.

Les avantages des piles thermo-électriques sont faciles à saisir, d'abord elles sont d'une merveilleuse constance, puisqu'elles ne varient qu'avec la différence des températures des soudures, et qu'il est toujours facile d'obtenir deux températures constantes 0 et 100 degrés, au moyen d'un bain d'eau légèrement glacée et d'un bain d'eau bouillante ; nous avons déjà vu que cette propriété avait été utilisée pour la déterminatîoD des constantes voltaîques et pour la vérification des lois des courants ; en second lieu, étant munies d'un galvanomètre convenablement disposé, elles peuvent t^iir lieu d'un thermomètre excessivement sensible dans une foule de recherches scientifiques, entr'autres dans celles que l'on pev4 fftû^e sur la polarisation de la chaleur, d'après la méthode de M. Melloni, et sur les températures à l'intérieur du sol, d'après la méthode de M. Becquerel.

Nous verrons plus tard qu'on les a utilisés dans beaucoup d'autres cas et même dans les applications industrielles. En attendant, nous allons passer en revue les différents perfectionnements qu'on leur a apportés.

Pile tlierm€»-électriqiie de HBf • Marena et Famier (arguent allemand» alliafl^ d'antimoiney de zine et de bismutli). — M. Marcus ayant constaté que la puissance d'une pile thermo-électrique est grandement accrue quand on prend pour la former des alliages métalliques multiples au lieu de métaux simples, et surtout quand on soumet ces alliages à des fusions successives (fait qui s'explique

TECnifOLOGlE ÉLECTBIQU£. il 7

par la destination de la strudore crisiallioe de la masse métaUique qui s^ opère alors), a construit une pile avec deux dUages métalliques, corn* posés TuD de nickel de cuivre et de zinc (alliage connu sous le nom io/rffent allemand), l'autre d'antimoine, de zinc et de bismuth (ce dernier n^ entrant que dans la proportion de 1 à 18). Cette pile se trouvait disposée de manière que les soudures homologues pussent être chauffées chacune par un petit bec de Bunsen.

Une pile de 80 éléments, construite par M4Wheatstone, d'après ce système, a fourni des étincelles brillantes an moment du contact des rhéophores. Un fil de platine, placé entre ces rhéophores, a pu devenir incandescent et même se fondre sur une longueur de 1 centimètre ; Teau d'un iroltamètre était décomposée ; une pièce de monnaie se recouvrait en quelques secondes d'un dépôt d'argent ; un électro-aimant rendu actif par le conrant a porté plus de 50 kilog. Cette pile, enfin, qui avait l'intensité de deux éléments de Daniell, a produit des étincelles brillantes par Tintermédiaire d'un appareil de Ruhmkorff (1).

Une pile dn même genre a été aussi construite par M. Ladd, qui a pu faire fonctionner avec elle la grande bobine d'induction de Ruhmkorff et lui faire produire des étincelles de 38 millimètres de longueur. Il est Yrai que la même machine donnait des étincelles de 279 millimètres avec 6 éléments de Grove, mais l'aimantation du fer doux de Télectro-aimant était très-forte. Avec une armature très-étroite de 12 millimètres 1/2, qui touchait sa surface sur une longueur de 76 millimètres environ, la force d'adhésion était de plus de 26 kilog. (2).

M. Farmer, de Boston, a présenté également, en 1868, une pile analogue à celle de M. Marcus, qui a produit de fort beaux résultats pour la réduction des métaux et la création de courants uniformes et constants. Dans cette pile, les lames positives sont constituées par un alliage de 10 parties de cuivre^ 6 de zinc et 6 de nickel ; elles s'étendent au dehors, de manière à* recevoir l'influence rafraîchissante, et les lames négativ:)s sont formées par un alliage de 12 parties d'antimoine, 5 de zinc et 1 de bismuth. Les deux métaux sont vissés Tun dans l'autre, de sorte que leurs jonctions inférieures peuvent être chauffées par un bec de gaz et les jonctions supérieures refroidies par un courant d*eau.

(1) Voir les Mondes, tome 8, p. 376.

(«) Voir les Mondes, tome 10, p. 519.

PUes thermo-éleetrlqiies de M. Bmtaeii an pyrite die euivre et & la pyrolaaite. — En raison des propriétés tliermoélectriques toutes particulières queprésentent le pyrite de cuivre (soUhre de cuivre et de fer), et la pyrolùsit^ (peroxyde de manganèse), qui les placent au-dessus du bismuth, dans la série des corps les plus propres à développer le pouvoir thermo-électrique, M. Bunsen a eu Tidée de £ûre tailler ces substances en plaques et de constituer avec elles, des oonples thermo-électriques, en les alliant, l'une (le pyrite de cuivre) avec du cuivre^ l'autre la pyrolusite avec un alliage d'antimoine et d'étain.

La pile au pyrite de cuivre est constituée avec des plaques de cette matière, longues de 70 millimètres, larges de 40 et épaisses de 7, dans lesquelles sont insérées, vers les deux extrémités de leur longueur et à 35 millimètres Tune de l'autre, deux clavettes de cuivre, de forme un peu conique, dont le moyen diamètre est de 9 millimètres et qui doivent être recouvertes d'un dépôt de platine platiné. Ces barreaux sont disposés de manière à ce que les clavettes métalliques placées à leur partie supérieure puissent, en se prolongeant, être introduites dans la partie non lumineuse de la flamme d'un bec de gaz, et que la partie inférieure avec les clavettes qui s^y trouvent adaptées puissent plonger dans de l'eau froide ou être tout au moins refroidies avec de Veau. En fermant ensuite le circuit par h réunion métallique des deux clavettes, on obtient un courant assez intense et qui est très-constant, si on a soin de défendre la flamme de toute fluctuation anormale. La force électro -motrice de cette pile dans ses conditions les plus favorables (c'est-à-dire avec un échaufiement voisin du point de fusion de l'étain, d'une part, et une température de 60 degrés, d'autre part) est à celle de l'élément Daniell comme 1 : 9,7 ; sa résistance est 0,7^ de celle de ce même élément.

Au-dessus de la température dont nous venons de parler, la pile courerait risque d'être altérée, mais sa force augmenterait encore si on poussait plusjoin réchauffement. Quoiqu'il en soit^ dans ces conditions, le couple de M. Bunsen est 10 fois plus fort que le couple bismuth et antimoine chauffé à 0 et 100 degrés (1).

La pile k la pyrolusite associée au platine peut fournir une force élec-

(i) Le pyrite de cuivre ne conserve ses propriétés ihermo- électriques aussi câract«>risées, qu'autant qu*il n'a pas été fondu.

tro~motrice représentant le dixième de celle d'un élément Daniell ; elle a sur la précédente Tavantage de pouvoir être chauffée à une habte température, sans qu'on ait à craindre que la chaleur décompose le minerai. Seulement, la résistance est environ 18 fois plus grande que celle de Téléuient Daniell. Cette pile se construit avec de petits cylindres de pyrolusite de 6 millimètres de diamètre sur 5 centimètres de longueur, taillés dans des fragments de ce minerai et dont les extrémités sont développées avec des fils de platine. La jointure qui doit être chauffée est pro- . tégée par une espèce de clavette de mica, tandis que l'autre jointure plonge dans Teau froide.

La pile de M. Bunsen au sulfure de cuivre ji été construite par M. Ruhmkorff de la manière suivante : les couples sont formés de plaques de sulfure de cuivre à Tétat naturel, de 9 centimètres de longueur sur 4 de largeur et 8 millimètres d^épaisseur, percées à leurs deux extrémités de trous pour recevoir des montants de cuivre rouge soudés à des tiges massives de ce même métal. Les tiges en rapport avec celles des extrémités des plaques de sulfure qui doivent être chauffées dans la flamme du gaz, sont horizontales ; les autres tiges sont verticales et plongent dans de Teau à la température ordinaire ou dans de la glace pour ' maintenir la seconde extrémité des plaques à une basse température.

Suivant M. Bunsen, le pyrite de cuivre préparé fond à la température

du rouge intense et en fondant il perd beaucoup de son pouvoir thermo*

électrique, qui le ramène bien au-dessous du bismuth dans la série des

tensions, et c'est pour cela qu'il préfère le minerai à Tétat naturel.

Toutefois, M. Ed. Becquerel ne paraît pas être de cet avis, car dans la

pile qu'il a proposée et que nous allons décrire, il emploie du sulfure

fondu et prétend développer, en associant cette substance au maillechort,

une force électro-motrice supérieure à celle de Télément dont nous parlons.

Pile thenuLO-éleetriqne de M. Ed. Becquerel (sulfure

de cniinre et maillechort). — Cette pile se compose de barres de

sulfure de cuivre fondu et de barres de maillechort ou argentan, mais les

soudures sont disposées de manière que ce sont les lames mctalhques de

maillechort qui supportent Taclion de la chaleur, laquelle, comme dans

la pile précédente, est produite par des becs de gaz. Ce n'est donc que

par la simple conductibilité du métal que le sulfure de cuivre se trouve

échauffé. Il est nécessaire, ajoute M. Becquerel, d'encastrer Textrémité

(lu barreau de sulfure de cuivre à Taide de petites lames de maillechort

4S0 rSBHfrCMLMIE iMMGfKVïm.

fixées à vis, afin que la flamme du bee de gaz ne vienne pas griller et réduire le sulfure.

L'élément de M. Ed. Beequerd, composé de barres métaBiques de 8 centimètres de longueur sur ^ centimètres carrés de section, chauffées à une température de 360 degrés, a une force électro-moirice qui atteint environ k huitième de celle d'une pile de Daniell, c'est-àrdire 747. Cest une force qui est plus du double de celle du couple thermo-électrique à alliage d^antimoine. Par chaque 100 degrés de différence de température, cette force électro-motrice va à peu près en doublant jusqu'à 450 degrés, mats an delà elle diminue, et cela d'autant plus qu'on s'approche du point de fusion de la matière, fjt raison de la mauvaise conductibilité du soUure de cuivre, hi pile de M. Becquerel>st beaucoup plus résistante que les autres. Ainsi, cette résistance est représentée pour un élément par 287 mètres de il télégraphique de 4 miUim., tandis que la résistance d'un couple à alliage d'antimoine est représentée par 4 mètres environ.

M. Becqnerd prétend qu'avec une pile de 30 éléments, chauffés à une température de 350 à 400 degrés, il a pu décomposer rapidement de Tean acidulée et faire rougir un petit fil de platine ; cette pile a même pu marcher toute une semaine d'une manière continue, sans diminution sensible d'intensité.

Pour obtenir les barreaux de sulfure de cuivre fondu, on place au fond d'un creuset en terre, préalablement chauffé au rouge sombre, des fragments de soufre (100 ou 200 gr.). Ces fragments ne tardent pas à fondre et è entrer en ébulUtion ; on plonge alors dans la vapeur de soufre de fortes lames de cuivre préalablement chauffées au rouge sombre, et la réaction ne tarde pas à s'effectuer entre les corps. Quand on voit quela vapeur de soufre va disparaître, on retire la lame couverte de sulfare, on la fait refroidir en la plaçant pendant un instant dans de l'eau pour éviter le grillage du sulfure au contact de Pair, puis on détache le sulfure formé à la surface de la lame. Le suUure est ensuite fondu dans un creuset, puis coulé en barreanx ou en plaques. La température de fusion du sulfure est à peu près la même que celle de l'or, elle est comprise entre 1030 et 1040 degrés ; toutefois, on peut la rendre plus faible en ajoutant au sulfure de cuivre une petite quantité de suUure d'antimoine ; la force du couple n'en souffre pas d'une manière sensible.

Dans cette pile, le sulfure est positif et joue le rôle de l'antîmoînc des piles ordinaires.

TECHNOLOGIE ÉLECTRIQVE. 421

Piles thermo-éleotriiiiies de lllll. Mure et Claiond (fer ^^ ^flLlèue)* -^ Des différentes piles thermo-électriques jusqu'ici ima* g;inéeSy celle de MH. More et Clamond réunit le mieux les conditions d'économie, de solidité et de force nécessaires pour une bonne application» D^abord, la fabrication de ce nouveau générateur est faite sur une grande échelle et dans des conditions commerciales trës-avantageuses, mais ce qui est plus important, cette pile peut être disposée de manière à être mise en action, soit par im chauffage au gaz, soit par un chauffage au pétrole, soit même par un chauffage au coke. Les éléments qui constituent chaque couple, le fer, la galène ou sulfure de plomb (taillée mécaniquement), sont d*«illeurs tous les deux très-répandus dans la nature; ils sont tous les deux presque réfractaires et inattaquables aux températures trës-élevées, et tous les deux à bas prix. Comme 60 couples de cette pile peuvent fovnir une force électro-motrice équivalente à celle de deux éléments de BQDsen, on peut admettre que, dans ces conditions, la pile thermo-électrique peut être employée concurremment avec les piles hydro-ékctriques, sous le npport de Tintensité électrique développée, mais dans des conditions beaucoup plus économiques, puisque les éléments ne s'nsant pas, le développement électrique est produit au prix d'une combustion peu coûteuse (1).

Comme la disposition de la pile de MM. Mure et Clamond varie suivant le système de chauffage adopté, nous allons décrire séparément les trois systèmes*

Système au chauffage au gaz. — Dans cette disposition, comme du reste dans toutes les autres, les éléments sont assemblés circulairement, de manière à former une couronne ou cylindre creux au centre duquel se produit Vaction calorifique, et en superposant Tune au-dessus de l'autre plusieurs" couronnes d'éléments ainsi disposées, on peut constituer une

(l) Suivant MM. Mure et Clamond, avec une dépense de gaz de 15» mètres par heure, et une pile de M élénesto, le poids du cvtvre déposé «i nue btmn peut être estimé à 8 grammes 3 décigrammes, les électrodes de cuive mesurant 72 centimètres carrés de superficie, et étant distants Tun de l'autre de 1 centimètre. 11 en résulteraK que le kilog. de cuifre déposé par ee sysééme, reviendialt à il',S0, à Puis, ot le prix du gas est 30 eeatimes le mètre cube, et à 7',85 à Londres, où le prix d« gaz n'est que de SO centimes. Si on ne considère que le prix de revient du gaz, le kiiog. de cuivre ainsi déposé ne re- Ttendrait pas à pins de i francs. C'est an féMlUt fort étonoant ot auquel or n'aurait pas voola croire il y a quel<iaes années.

pile aussi puissante qu'on peut le désirer. Les figures 76 et 77 ci-desisoDs représentent la vue perspective et la coupe d'une pile de 60 couples.

Dans la figure 76, les différentes couronnes d'éléments s'aperçoivent en E, elles sont maintenues par des brides de cuivre et l'une de ces brides porte les deux boutons d'attache des rhéophores 1,1'. F représente la

Fig. 77-

Fig. 76.

partie inférieure du fourneau auquel aboutit le tube en. caoutchouc H qui amène le gaz, et G la cheminée d'appel à laquelle peut être adaptée une allonge pour augmenter le tirage du fourneau.

La figure 77 montre la manière dont les éléments galène et fer sont disposés dans chaque couronne. A sont les lames de fer qui sont soudées à l'extrémité intérieure des barreaux de galène ou de sulfure de plomb C, et qui en se recourbant en B viennent se souder de nouveau à l'ext^rieui* de ces mêmes barreaux. K sont des lames de mica placées entre les couples pour les isoler les uns des autres. Enfin D est le brûleur formé de

deux tubes concentriques^ criblés de trous. Par Touverture annulaire arri^ice le gaz ; par Touverture centrale arrive Tair.

Pour comprendre Fimportance de cette disposition du brûleur, il faut considérer que, par la manière même dont il est construit, la flamme du gaz arrive sur les soudures des divers éléments, comme des jets de chalumeau. On pourra se faire une idée exacte de Teffet qui se produit par rinspection de la fig. 78 ci-dessouâ, qui représente la coupe verticale de Tappareil.

Les denx tubes concentriques sont représentés en D et en B. Le tube Fig. 78. ^ ^^^ ouvert à sa partie inférieure et se trouve

surmonté d'un cylindre creux M en terre réfractaire, percé de trous sur sa surface convexe, de manière à ce que ces trous correspondent aux barreaux à échauffer. Un diaphragme R sert à mieux répaHir le gaz dans Fespace annulaire. La cheminée d'ap ' pel est représentée en L ; elle est percée à sa bas ^ de trous K, enveloppés d'uii manchon en verre qui permet d'observer la combustion.

Ou allume par un des orifices K le gaz qui arrive, et quand les rallonges de la cheminée sont placées. Pair est aspiré et monte par le tube D pour sortir par les trous du cylindre M ; il fait alors irruption dans le gaz et détermine devant chaque trou un jet ardent qui est projeté sur les soudures. On règle, au moyen du robinet de la prise de gaz, la flamme de manière à ce qu'elle ne dépasse pas la partie supérieure du cylindre M. Ce brûleur rougit fortement et c'est pourquoi il est fait en terre réfractaire.

Dans l'origine, cette partie de l'appareil était faite en lôlede fer, mais au bout d'un certain temps, elle se trouvait tellement corrodée et rongée, que l'appareil ét«it promptement mis hors de service. C'est précisément ce qui est arrivé dans la pile que M. Becquerel Avait présentée à l'Académie des sciences et dont il n'avait pas obtenu alors de bons résultats^ à en juger d'après les termes de son rapport (1).

(1) D'après ce rapport, cette pîle n'offrirait rien de nouveau et serait moins énergique que la pile dont nous avons donné la description précédemment ; elle perdrait de plus en plus de son énergie à mesure qu'elle fonctionnerait, et à une température élevée, cette énergie diminuerait encore par suite de l'altération des surfaces et du grillage de la galène. EnQo, le travail produit par cette pile serait trois fois plus coûteux que celui des piles hydro-électriques.

Quand MM. Mure et Clamond vinrent à démontrer cette pUe, ils trouvèrent en effet le brûleur complètement détruit, mais }f& éléments étaient tout à fait intacts, parce que les trois causes qui pouvaient amener leur altération se trouvent évitées dans la disposition donnée par IflC. More et Clamond. Ainsi, le grillage de la galène ne peut avoir lieu, ainsi que l'avait cru M. Becquerel, parce qu'elle n'est pas en contact avec la flamme, et qu'en outre la combustion se fait dans un milieu de gaz réducteur et non oxydant ; la réduction de la galène ne peut pas également avoir lieu, car cette réduction ne peut s'opérer que quand la galène est fondue, c'est-à-dire à une température de 1 100* ; enfin, la galène ne peut se décomposer sous l'influence du courant, car elle conduit relativement bien l'électricité. Du reste, s^il y avait une action chimique, échangée entre le fer et la galène, te courant produit serait de sens contraire au courant thermo-électrique et il en résulterait que celui-ci aurait pour effet de s'opposer à la réaction.

Les plus grandes batteries que HM. Mure et Clamond ont construites d'après le système que nous venons d'exposer, ont été de 150 grands couples, dont l'intensité était équivalente à celle de 5 éléments Bunsen (moyen modèle), et.de 560 petits couples disposés en teasion, fournissant une intensité équivalente à celle de 60 éléments Daniel!. La dépense est d'environ 800 litres de gaz par heure dans les deux cas.

Système au chauffage au pétrole. — La figure 79 représente la eonpe d^une pile établie d'après ce système. Le brûleur et le mode de chanlfoge sont les mêmes que dans la pile précédente, il n'y a que le gazificaieur en plus.

La pile est portée sur le récipient à essence quand elle est petite ; lorsqu'elle est grande, le gazificateur est placé à côté. Le principe sur lequel on s'est appuyé pour gazîfier le pétrole est celui-ci : si la flamme produite par une lampe à pétrole brûle dans un espace resserré et dos, elle y brûle incomplètement et le courant d'air qu'elle provoque entraine beaucoup de vapeurs combustibles qui jouent le rôle du gaz ordinaire. Le problème à résoudre pour l'application du pétrole à l'appareil que nous avons décrit est donc de développer dans le gazificateur la plus grande quantité de ces vapeurs combustibles par une combustion insuffisante, et de faire arriver ces vapeurs dans l'espace annulaire du brûleur, afin qu'elles puissent y produire le même effet que le gaz ordinaire. C'est ce h. quoi on est parvenu au moyen du dispositif représenté fig 79.

TEfflNOLOGIB ÉLBCTRIQIJE. 4^5

A est le récipient d'essence de pétrole qui se remplit par Torifiee ; T est un tuyau en cuivre qui supporte la pile et qui est percé Fig. 7». en M de six trous^ qu'une coidisse K peut fermer

ou ouvrir plus ou moins. C est une mèche en amiante plongeant dans le liquide^ et enfermée dans un tube D, qui laisse la mèche à nu eu face des trous M. On allume par ces trous après avoir abaissé la coulisse K ; la mèche s'enflamme et développe par suite de l'exiguité de l'espace où elle se trouve renfermée, une grande quantité de vapeurs combustibles qui montent et se rendent en face du brûleur R, qui a sa prise d'air en 0, 0 au ùioyen de deux petits tubes. On enflamme le gaz de pétrole comme le gaz ordinaire et on règle la flamme de la même manière au moyen d'une clef N. Ce système a pour effet de brûler l'essenee du commerce sans résidus, sans odeur ni fumée. La partie liquide brûlée en M est d'ailleurs très-petite. La dépense d'une pile de 7% couples (petit modèle) est de 60 grammes à l'heure.

Système au chauffage au coke. — Le problème, dans ce système de chauffage, ne laissait pas que d'être assez compliqué, car il fallait utiliser la chaleur produite par le coke de la même manière que pour le gaz et le pétrole, et il fallait de plus avoir une alimentation régulière et continue, afin que le courant fût lui-même continu.

Pour résoudre ce problème, MM. Mure et Clamond ont donné à leur appareil des dimensions beaucoup plus grandes et ont dû adapter au fourneau un double système de grilles, dont on voit le dispositif dans la figure 80.

La griUe A, composée de barreaux circulaires, esta charnière et peut s'ouvrir au moyen du verrou B; l'autre grille C est cylindrique et concentrique à la pile, et la grille A en est le fond. Cette dernière est surmontée d'un alimentateur en tôle conique se fermant au moyen d'un couvercle R^ dont le rebord s'enfonce dans une rainure S, remplie de sable fin, afin de fermer hermétiquement. La pile est de plus surmontée d'une cheminée de mtoie hauteur que l'alimentateur et cette cheminée porte en 00 de petits trous pour observer la flamme, et en N de grand trous pour l'échappement des gaz provenant de la combustion. Le tirage se règle au moyen d'une

coulisse se manœuvrant avec deux poignées K. Voici comment Tappareil fonctionne.

On ferme d'abord la coulisse K et on ouvre le couvercle R ; on place

sur la grille A des copeaux et du menu bois, puis un peu de charbon de bois ; enfin on jette plusieurs pelletées de coke et on allume les copeaux avec un papier par dessous la grille. Le tirage se faisant verticalement, le coke ne tarde pas à s'allumer et quand il est bien embrasé, on remplit ralimeniateur, ou plutôt on n'y met que la quantité de coke voulue pour le nombre d'heures que l'appareil doit fonctionner. On ferme alors le couvercle R bien soigneusement, on ouvre la coulisse K et le courant d'air changeant alors de sens, la flamme passe à travers le cylindre grillé C et vient lécher les barreaux thermo-électriques, comme dans la première pile. La coulisse K règle la combustion, l'alimentateur fournit le combustible, et il suffit de recharger toutes les 10 heures.

Ce système ne peut s'employer que pour les grandes batteries. Une batterie de 1 50 couples de la force de 5 éléments Bunsen ne dépense que un kilog. de coke à l'heure, soit environ 3 centimes. On voit par là l'énorme économie que ce chauffage réalise.

MM. MureetClamond construisent en ce moment, dans ce système, des batteries de 1500 grands «éléments, qu'ils prétendent être de la force de 50 éléments Bunsen. Si, comme tout le fait espérer, la dépense se produit dans le même rapport que dans le cas précédent, la dépense seîa environ de 30 centimes par heure et la pile thermo-électrique pourra aiusi devenir une source économique de lumière électrique. Du reste, d'après les expériences de MM. Mure et Clamond, il paraîtrait que la quantité d'électricité dégagée dans les conditions de construction de leur pile, dépend de la section des barreikux et croit proportionnellement aux carrés. de ces sections; on peut donc calculer les dimensions de ces piles pour telle intensité qu'il convient, et, comme les couronnes d'éléments peuvent, par un dispositif très-simple, être accouplées en tension, en quantité ou en séries, il devient facile de le^

approprier à telle application électrique qui peut se présenter (Voir les Mondes, t. 21, p. 207).

Pile pyro-éleeirlque de M. BulT (zinc et laiton)* — En

faisant des expériences sur la conductibilité du verre chauffe, M. Buff est arrivé à construire une pile où le verre remplace le liquide électrolytique, mais non de la même manière que dans la pile de M. Becquerel. Il place les uns sur les autres et dans le même ordre des disques de zinc et des disques de laiton séparés par déminées plaques de verre ; puis, au moyen d'un fil de platine, il unit le premier et le dernier disque qui cou vrent les plaques de verre, formant ainsi une véritable pile à colonne, haute de i centimètres. Comprimant ensuite les plaques, afin de les soumettre au courant d*air chaud d'une lampe d'Argand, il obtient pour résultat une divergence de 10 millimètres dans Télectroscope à feuilles d'or; les disques une fois échauffés, un contact de quelques secondes peut produire une divergence d'au moins 35 millimètres.

Cette pile, employée en diverses occasions, n'avait ;*ien perdu de sa force électro-motrice au bout de cinq mois.

Quoique M. de la Rive ne le dise point, le sens du courant dans cette pile doit être le même que dans celle de M. Becquerel, oùil va du fer au cuivre à travers le verre, c'esi-à-dire que dans celle de M. Buff, il doit se diriger du zinc au laiton dans la pile.

Pile tiiermo-éleetriqiie de M* Gauf^aln (blsmnth-eiii- "vre). — Les couples de la batterie thermo-électrique dont M. Gaugain s*est servi pour les expériences qu'il a faites sur les piles à l'administra- . tion des lignes télégr^hiques, sont formés de barreaux de bismuth et de barreaux de cuivre disposés en fer à chevalet qui n'ont que 3 millimètres de diamètre ; ils sont fixés les uns à côté des antres sur une traverse de bois qui permet de les soulever ou de les plonger d'un seul coup dans les bains qui doivent fournir l'effet thermo-électrique. Ces bains sont généralement composés d'eau de pluie, à la température ambiante pour les soudures froides, et de paraffine chauffée au bain marie pour les soudures chaudes. La paraffine isole mieux qu'aucune autre substance et eHe a l'avantage de ne pas dégager d'odeur à la température de 100*^. Inutile de dire que ces bains sont contenus dans des auges de la longueur de la pile et que l'auge pour la paraffine est double pour se prêter au mode d'échauffement que nous avons signalé. On peut trouver une description détaillée de cette pile dans les Annales de chimie de 1.862.

Pile thermo-électrique de M. Amtonld Tkémmrd (for et fonte). — Cette pile, plutôt théorique que pratique^ a pour élémeitts constituants le fer et la fonte qui^ comme l'a démontré M. Joule, sont désignes opposés Tun par rapport à l'autre dans les actions thermoélectriques.

Cette pile est construite en barreaux carrés de 1 centimètre de côté et de 29 centimètres de longueur ; chaque barreau contourné en fer à A©val va par un talon se souder au talon du barreau suivant, de façon que toutes les soudures chaudes sont sur la même ligne et les soudures froides sur une autre ligne parallèle à la première.

L'intervalle vide entre les soudures chaudes et les soudures froides est de 10 centimètres ; TintervaBe vide entre les soudures de même ligne, de 1 centimètre.

Pour fonctionner, cette série de fers à cheval est plongée dans deux petites auges parallèles et horizontales, remplies l'une d'eau ou d^buile chauffée par des lampes à alcool, l'autre de glace.

M. Thénard a construit encore deux autres piles, constituées par des barreaux de fer et de bronze d'une part et par des barreaux de fonte de fer et de bronze d'autre part. La direction du courant était natureflement inverse dans ces deux piles. Dans la première (fer et bronze) le courant va de la soudure froide à la soudure chaude, dans la seconde (fonte et bronze) de la soudure chaude à la soudure froide.

'Enfin, pour clore cette liste déjà nombreuse des piles thermo -électriques, nous citerons encore celle nouvellement combinée par M. F. Noé, de Vienne, qui parait plus intense que celle de M. Marcus et d'un plus petit volume. On peut la chauffer à volonté avec une lampe à esprit de vin ou à gaz. Dans ce dernier cas, on n'y adapte ' pas d'appareil réfrigérant humide, ce qui simplifie la manipulation. La pile qui est de 73 éléments est subdivisée en 4 groupes, reliés entre eux par un rhéophore à ressort, qui permet à un moment donné de la subdiviser en 8 groupes simples ou en deux groupes doubles.

. La force électro-motrice d'un élément isolé correspond à peu près

à -- de celle de l'élément Dauiell et la résistance ne dépasse 0^054 d'une

unité Siemens. La pile de 73 éléments a pu faire fonctionner des appareils Ruhmkorff de dimension moyenne (1).

(1) Voir les Mondes, tome 24, p. 445.

TIGHIKOLOGIE ÉLBCnUQCfi. |^c^

MoQft aattiioBBeToiis égatemeni ht pile dite <AeniM-«#latre de M» Jobeii, éaak les éUmeais Bafflechort et fer e^nt ans ea action, sans aDcme dépense de eamfamtîble, par la projectkm ei la eonoaBtmtioa des ray<ws solaires sv Tane des séries de seodurea de la pile à Taide d'un appareil à réfleelear AectroHDQobile analogue à an hétiostat.

APPENDICE AU CHAPITRE DES PU^ HYDR(MQLEGTiUQUES.

Noui aTons yu, page 2165, ^e pour éviter les incoBTéaieiits d^ime pr^[>aration particulière du liquide exeûtatear des piles à bichromate de potasse, M. Chuianx avait été eocduit à composer oa sel solide de bichromate de potasse, eontenaiitraetde sdftoiqae nécessaire ponr qm'étaBt dissoos dans de l'eau, il pat fournir iBuaédiatemeat et sans antre préparation, la solution excitatrice* Ce ad, tontefoia, n'ayant pas été constitoé dans ks cMiditions chimiqnes voulues pour fournir une véritable combinaison chimique, n'avait produit, comme on l'a va dans la pile à liquides libres, que des résultats notabksent inférieurs à ceux que l'on obtenait avec les sofaitions acides. Or, MM. Voisin et Dronier, en traitant la question au point de vue des équivalents chimiques, sont arrivés à des résultats beaucoup pfais satisfaisants, car les sels solides qu'ils pré- ]Mirent fournissent, par leur simple dissolutioD dans l'eau, un liquide aussi énergique que la solution de bichromate acidifiée daas ses meil- . leures conditions d'action, mais plus constant daas ses effets.

Ce sd, qui a pour formule KO, SO' + (7S0», HO) + KO, 2CrO*, est constitué par un équivalent de sul&te de potasse, 7 équivalents d'acide sulfurique et 1 équivalent de bichromate de potasse. On commence par dissoudre à chaud le sulfate de potaase dans l'acide salfuriqne, et on y ajoute ensuite lentement le bichr<»iate ; le refroidissement entraîne la solidification de la masse, et on la coule avant ce refroidissement dans des moules disposés de SMuière à oe qu'eHe puisse en être lacâement retirée. Cette masse est ensuite divisée en menus fragments, tfox sont alors d'un rouge vermiBon. MM. Voisin et Dronier pensent qu'après la fabrication, la formule de oe sdi devient :

î (KO, 2S0') + 5 (CfO^, WO») + 7H0,

produit dans lequel on retrouve un des composés d'acide sulfurique et chromique indiqué par M. Gay-Lussac, confirmé par M. Bollez, qui est solide, ce qui était nécessaire pour obtenir le tout solide.

D'après ces Messieurs^ quand ce sel est dissous, Tewi dédouble cette combinaison, et les acides snlfîirique et cbromique se trouYent alors à l'état libre. On peut voir, par la formule de eompositton, que ce produit renferme le nombre d'équivalents d'acide stdftuiqae nécessaire pour pouvoir employer tout l'oxygène utilisable de l'aeide <Aro]iiif^e, de façon à avoir, après épuisement complet de la pile, un sulfate dooUe de potasse et de chrome qui n'est pas de l'alun de chrome, puisque l'oxyde de chrome qui devient libre après l'action de l'hydrogène sur la solution, est du protoxyde de chrome et non du sesquioxyde. Le liquide, en effet, après un certain temps de travail de la pile^ devient verdàtre d'abord, puis de ph\s en plus bleu, sans laisser se déposer de cristaux violets d'alun de chrome, et les charbons ne sont jamais recouverts d*aucun dépôt de sel de chrome. La solution doit se composer de 20 grammes de sel pour 100 grammes d'eau. Elle peut revenir à 0^,17 le litre.

MM. Voisin et Dronier ont encore introduit dans U fabrication du sulfote de bioxyde de mercure, un perfectionnement important, qui empêche complètement la précipitation du turbith minéral dont nous avons parlé page 271 , laquelle épuise en pure perte la solution excitatrice. Ce perfectionnement consiste dans l'addition au sel de mercure d'une certaine quantité de bi-sulfate de soude, qui agit en fournissant an liquide un excès d'acide. Le turbith minéral a pour formule 3H^0, SO^, le sulfate de bi-oxyde de mercure (SO', H^O) et le bi-sulfate de soude qu'on doit ajouter (NaO, 2S0»).

Nous devrons encore signaler comme un perfectionnemen important apporté aux piles par les mêmes inventeurs : 1^ Un système pour charger instantanément et décharger une pile d'un nombre quelconque d^éléments ; 2® un dispositif à l'aide duquel un élément à bichromate de potasse peut être mis ou non en activité, sans qu'on toudie aux âectrodes polaires.

Pour obtenir la charge immédiate d'une pile composée d'un nombre plus ou moins grand d'éléments, on dispose ces éléments dans une grande [caisse divisée en deux compartiments étages l'un sur l'autre; Tun de ces compartiments, celui du dessus, est divisé par des cloisons isolantes en autant de compartiments que la pile doit avoir d'éléments, et chacun de ces compartiments qui joue le rôle du vase extérieur d'un élément de pile, est à son tour divisé, si cette pile est à deux liquides, par une double cloiâon poreuse en terre rouge anglaise qui tient lieu de

^ase poreux. Ces différents compartiments contiennent les lames polaires qui s'y trouvent fixés à demeure et communiquent par le fond, à l'aide de tubes en verre soigneusement disposés, avec des récipients établis sur deux rangées parallèles dans le compartiment inférieur de la caisse. Des tuyaux pour le déversement des liquides qui doivent animer la pile, aboutissent à ces récipients, et le compartiment qui les renferme est hermétiquement dos, ne communiquant avec le dehors que par Tintermédiaire d'un tuyau muni d'un robinet et d'un cmrp» de pompe* Ce corps de pompe est appelé à agir comme une machine de compression. Quand on veut charger la pile, on fait d'abord arriver les liquides dans les divers récipients du compartiment inférieur de la caisse, à l'aide de tubes disposés à cet effet, puis on fait marcher la pompe qui, en comprimant l'air du compartiment inférieur de U caisse, provoque l'ascension du liquide des récipients à la manière du gaz comprimé dans les flacons à eau de seltz. Les diverses cases des éléments placés supérieurement, se remplissent donc successivement et restent ainsi chargés tant que la pression dans le compartiment inférieur de la caisse est maintenue, mais aussitôt qu'on ouvre le robinet du corps de pompe,* la pile se décharge par les mêmes tubes qui avaient servi à sa charge, et les liquides, une fois retombés dans les réciiAents, peuvent en être retirés par les tuyaux de déversement.

Le dispositif pour mettre en activité ou rendre inerte une pile à bi- ' chromate de potasse sans toucher aux électrodes immergées, est fondé comme le système précédent, sur le déplacement du liquide, sous l'influence d'une pression de l'air. Dans ce genre de pile, U lame de zinc est soutenue par un double fil isolée replié en U, de manière à pouvoir étire enveloppée dans toute sa longueur et même à quelques millimètres au-dessous de son extrémité inférieure, par une petite cloche en verre aplatie. Quand cette dodie est élevée au-dessus du liquide de la pile, le zinc plonge dans le liquide et la pile est en activité. Quand, au contraire, elle est abaissée, la pression de l'air emprisonné sous la cloche éloigne le liquide de la lame de zinc, et la pile devient inactive. Cette disposition supplée avantageusement à celle que nous avons représentée p. 357» en ce qu'elle permet de réduire de moitié la hauteur de l'élément.

MM. Voisin et Dronier ont encore imaginé un commutateur de pile, qui permet de disposer les éléments en tension en quantité ou en séries, comme l'appareil de M. Lequesne ; il est à touches et d'une dimension très-réduite, ce qui permet de le livrer dans le commerce à bon com|)te.