I. Sur les changements produits dans l’eau par rélectricilé

(I) Baker, savant anglais, mort en 1774, fonda une rente annuelle de cent livres sterling pour un discours qui serait prononcé par un des membres de la Société royale sur un sujet important de pliilosophie natuturelle. Davy fut chargé cinq ans de suite, de 1806 à I8iü, de la Lecture Bakérienne.

— II. Sur l’action de l’électricité dans la décomposition de divers corps composés. — III. Sur le transport de certaines parties constituantes des corps, par l’action de l’électricité. — IV. Sur le passage des acides, des alcalis et autres substances à travers divers menstrues chimiques, au moyen de l’électricité. — V. Observations générales sur ces phénomènes et sur le mode de décomposition et de transport. — VI. Sur les principes généraux des changements chimiques produits par l’électricité. — VII. Sur les relations qui existent entre les actions électriques des corps et leurs affinités chimiques. — VIII. Sur le mode d’action de la pile de Volfa, avec les éclaircissement's que donne l’expérience. — IX. Généralisation et application des faits et des principes précédents (1).

Le mémoire de Davy débutait, comme on le voit, par l’élude de la déeomposition électro-chimique de l’eau. Depuis plusieurs années, en effet, ce phénomène était devenu l’objet d’une foule d’observations contradictoires, qui avaient jeté une grande confusion sur ce sujet. Lavoisier avait établi, par ses expériences purement chimiques, la véritable composition de l’eau. Soumettant ce liquide à l’action d’un courant électrique, Nicholson et Carlisle avaient conürmé cette grande découverte de Lavoisier ; ils avaient vu l’hydrogène se rendre au pôle négatif et l’oxygène au pôle positif. Les mêmes expérimentateurs avaient eonstaté aussi les rapports simples qui existent entre les volumes des deux gaz obtenus. Mais les personnes qui voient aujourd’hui la décomposition de l’eau s’exécuter dans nos laboratoires d’une manière si simple et si facile, auraient peut-être beaucoup de peine à comprendre les défiances, les oppositions de toutes sortes qui, à l’origine, accueillirent ce lait capital. Le phénomène était loin de se présenter alors avec la netteté que nous lui voyons maintenant. En même temps, en effet, que l’oxygène et l’hydrogène apparaissaient, on voyait se produire au pôle

(I) Philosop/iical Tra/isac fions , 1807. — Annales de chimie, t. LXII!, p. 172.

LA PILE DE VOLTA

l)Ositif un acide, et une base au pôle négatif. La nature de cette base et de cet acide variaient d’ailleurs suivant l’espcce de vases employés. De là une confusion inexprimable. La composition de l’eau n’était pas eneore universellement admise ; il restait quelques esprits aveugles qui s’obstinaient à nier la découverte do Lavoisier. Ces bases et ces acides, qui formaient l’escorte obligée des deux gaz, compliquaient encore cette première difficulté, et jetaient les esprits dans un trouble extraordinaire. On trouvait dans ce fait matière aux opinions les plus étranges et à des hypothèses si bizarres, que l’on a quelque peine à s’en rendre eompte aujourd’hui, ün confondit ces deux phénomènes, savoir : la formation de l’hydrogène et de l’oxygène, et la production d’un acide et d’un alcali. Cruikshank regardait l’acide formé pendant la décomposition électro-chimique de l’eau comme de l’acide azotique, et la base comme de l’ammoniaque. Désormes opinait pour l’acide chlorhydrique et l’ammoniaque. Mais , d’un autre côté, certains chimistes affirmaient que, sous l’influence de l’électricité, l’eau peut se convertir en une base et un acide ; d’autres i-egardaient l'oxygène et l’hydrogène comme de l’eau en combinaison avec de l’électricité. Drugnatelli allait jusqu’à prétendre que le fluide électrique pouvait lui-mème se changer en un corps matériel ; il admettait la formation d’un acide électrique. D’autres enfin, Monge, par exemple, pour expliquer l’apparition des deux gaz sur deux points du liquide éloignés l’un .de l’autre, admettaient la formation d’une eau hydrogénée à un pôle, et d’une eau oxygénée à l’autre. Et nous omettons encore bien des suppositions telles que leur sens précis ne saurait être clairement formulé. C’est en eet état que Davy trouva la question ; elle était, comme on le voit, bien embrouillée et bien obscure. Cependant il n’hésita pas à aborder de front toutes ces difficultés.

Rien n’est plus intéressant que de suivre la série de tâton-

nemcnts successifs par lesquels Davy eut à passer dans l’exécution de son travail, de montrer comment il réussit d’abord à dégager le grand fait de la décomposition de l’eau des phénomènes accessoires qui l’offusquaient ; conunent il constata que les bases et les acides, dont l’apparition était constante, n’étaient pas, ainsi qu’on l’avait pensé, formés de toutes pièces durant l’opération, mais provenaient simplement de la décomposition de certains sels disséminés dans les vases dont on faisait usage ; comment il dut abandonner l’emploi des vases de verre pour ceux d’agate, puis ces derniers pour des vases d’or, qui ne pouvaient rien céder au courant voltaïque.

Une circonstance particulière s’était toujours présentée, comme nous venons de le dire, dans la décomposition de l’eau par la pile : on voyait constamment apparaître une base au pôle négatif, ce qui donnait lieu aux interprétations les plus diverses. Cette formation spontanée d’un acide et d’un alcali pendant la décomposition électro-chimique de l’eau fut le premier problème dont Davy se proposa la solution. Les piles dont il fit usage étaient composées, l’une de cent cinquante couples cuivre-zinc de 0“,12 de côté, l’autre de cent couples cuivre-zinc de O®,! 6 de côté ; le liquide excitateur était une solution saturée de sulfate d’alumine. La disposition de l’expérience consistait à faire arriver le courant par un fil d’or ou de platine dans une capsule remplie d’eau distillée, et communiquant, au moyen d’une mèche d’amiante, avec une deuxième capsule également pleine d’eau, et dans laquelle plongeait le fil d’or ou de platine en contact avec le pôle négatif de V électro moteur (pile).

La solution que Davy donna du problème fut complète. Il démontra que l’eau distillée, qui était sensiblement pure pour les réactifs chimiques ordinaires, contenait pourtant des sels et particulièrement de l’ hydrochlorate de soude (sel marin), dont la base était transportée par le courant au

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pôle négatif et l’acide an pôle positif de la pile. II reconnut que la capsule, dans laquelle plongeait le fil positif, était elle-même rongée par l’action du courant, bien quelle fût composée des substances les moins solubles, c’est-à-dire de cristal, d’agate, de marbre, de sulfate de chaux, de sulfate de strontiane ou de baryte, etc. ; et que les sels contenus dans la substance de ces divers récipients étaient décomposés par la pile, et leurs éléments transportés à leurs pôles respectifs. Voici comment Davy parvint à se convaincre de la réalité de ce fait.

Dès scs premières expériences, il avait reconnu que l’acide qu’il obtenait constamment n’était autre chose que de l’acide chlorhydrique, et la base toujours de la soude. S’apercevant alors que le verre se trouvait légèrement corrodé au point de contact des fils conducteurs, il n’hésita pas à attribuer l’origine de l’acide chlorhydrique et celle de la soude à la présence d’une petite quantité de sel marin qui devait se trouver contenu dans le verre, et l’expérience directe vint bientôt justifier cette conjecture.

Davy employa alors pour récipients, des vases d’agate. Mais il obtint encore une petite quantité de soude et d’acide chlorhjxlrique. Toutefois ces corps diminuaient à mesure que l’on faisait de nouvelles expériences dans les mêmes vases. Aux vases d’agate il substitua enfin de petits cônes d’or, qui ne pouvaient rien céder au courant voltaïque. L’emploi de ces cônes d’or, réunis entre eux par des filaments d’amiante, ne donna pas tout de suite des résultats satisfaisants, car on obtenait encore de la soude et de l’acide azotique. Davy soupçonna dès lora la pureté de l’eau distillée elle-même, et ce soupçon était juste, car un litre de cette eau, évaporée à siccité, lui fournit une petite quantité d’azotate de soude.

Distillée de nouveau avec de grandes précautions, et placée dans les vases d’or, celte eau ne donna plus aucune trace d’alcali fixe. Cependant le papier de tournesol rougi se

trouvait encore légèrement influencé par la liqueur, qui, portée à l’ébullition, perdait ses propriétés alcalines ; d’un autre côté, le pôle positif recueillait encore de l’acide azotique, et alors même que l’ammoniaque ne continuait pas à se produire, la quantité d’acide devenait à ce pôle de plus eu plus considérable. Davy comprit dès lors que les éléments de l’eau et ceux de l’air atmosphérique prenaient à la fois part à la réaction, et il expliqua la formation continue d’acide azotique, même quand l’ammoniaque ne se montrait plus, au moyen de ce fait découvert par Priestley, que dans l’eau aérée un courant de gaz hydrogène chasse l’azote de sa dissolution dans l’eau, en y laissant coexister l’oxygène.

Il ne restait donc plus qu’une expérience à faire pour démêler les phénomènes accidentels de la décomposition do l’eau : il fallait opérer à l’abri de l’air. Plongeant les fils d’or de sa pile dans de petites capsules d’or pur, remplissant ces capsules d’eau, qu’il avait lui-même distillée dans des vases d’argent et purgée par une ébullition lente de toute trace d’air, établissant la communication entre les deux capsules au moyen d’une mèche d’amiante, plaçant enfin les capsules d’or sous le récipient de la machine pneumatique, pour opérer hors du contact de l’air, Davy reconnut qu’il ne se dégageait au pôle positif que de l’oxygène, au pôle négatif que de l’hydrogène, et qu’il n’y avait formation d’aucune trace de substance acide ou alcaline. La conversion de l'eau en oxygène et hydrogène, sans autre produit, se trouva ainsi définitivement démontrée.

Après cette admirable analyse du phénomène de la décomposition électro-chimique de l’eau, Davy abordait, dans son mémoire, l’action qu’exerce la pile sur les composés salins. Il avait soumis à ses expériences, d’une part, les sels solubles dans l’eau, d’autre part, les sels insolubles dans ce liquide. Parmi les sels solubles dans l’eau, les sulfates de potasse, de soude, d’ammoniaque, l’alun, l’azotate de baryte,

LA PILE DE VOLTA

le phosphate de soude, les succinates, oxalale et benzoate d’ammoniaque ; et parmi les sels insolubles, les sulfates de chaux, de baryte et de strontiane, le fluorure de calcium, Tazéolithe, la lépidolithe et le verre ordinaire, furent soumis par Davy à l’action décomposante de la pile, et tous se comportèrent dans cette circonstance de la même manière.

Après avoir isolé dans toute sa simplicité le phénomène de la décomposition électro- chimique de l’eau, et dégagé ce fait essentiel des accidents qui l’avaient troublé dans les expériences de ses prédécesseurs, après avoir rapporté les résultats de l’action du courant électrique sur un certain nombre de sels, le profond chimiste montrait, dans la sixième partie de son mémoire, que ce n’étaient là que des exemples particuliers d’une loi des plus générales. Il faisait voir que, sous l’influence de la pile, tous les autres composés peuvent, aussi bien que l’eau, se réduire en leurs éléments ; — que dans les décompositions de ce genre, le corjîs acide se porte constamment au pôle positif, et le corps basique au pôle négatif ; — enfin, que les corps simples afifectent aussi des rapports d’élection galvanique invariables.

Mais, eu voyant tous les composés chimiques se défaire sous l’influence de l’électricité, Davy avait été conduit à admettre que la cause de la combinaison des corps réside aussi dans une véritable attraction électrique, et par une série d’inductions et d’expériences qu’il serait trop long de rapporter, il proclamait ce fait, que l'affinité chimique n'est autre chose que réleclricité, ou, eu d’autres termes, que la force qui détermine l’union des corps et qui maintient les combinaisons formées, est identique avec la force électrique. Telle est l’origine de la théorie électro-chimique, si brillamment défendue par Berzelius, et qui a exercé sur l’esprit de la chimie une si profonde et si durable influence, que depuis vingt ans seulement on a commencé à en secouer l’autorité.

DÉCOÜVERTES SCIENTIFIQUES.

Nous renonçons avec peine à pousser plus loin l’analyse de cet admirable travail de Davy, à suivre l’auteur dans les considérations générales auxquelles il s’élève lorsque, cherchant à apprécier le rôle que joue l’électricité dans l’ensemble des phénomènes chimiques qui se passent sur notre globe, il semble lire, d’un regard assuré, dans l’avenir de la science. Nous avons hâte d’arriver à la magnifique application qu’il fit lui-même de ses idées, en se servant de la pile voltaïque pour réduire en leurs éléments les alcalis et les terres.

C’est en 1807, c’est-à-dire un an après la lecture du grand mémoire dont nous venons d’exposer les résultats, que Davy fit connaître sa découverte de la décomposition électro-chimique des alcalis et des terres.

Depuis longtemps on avait remarqué la ressemblance chimique des terres, c’est-à-dire de la chaux, de la baryte, de la magnésie, etc., avec les oxydes métalliques, et celle des oxydes avec les alcalis, c’est-à-dire la potasse, la soude et l’ammoniaque. Lavoisier, dès les premiers temps de la chimie, avait pressenti cette grande vérité (1). Mais, depuis cette époque, Berthollet avait découvert la composition de l’ammoniaque, et prouvé que cet alcali est formé d’hydrogène et d’azote. Ce fait avait rompu la ligne entrevue des analogies. Si, d’un côté, on persistait à regarder, avec

(I) Voici ce qu’écrivait à ce sujet Lavoisier en 1*89, dans son Traité élémentaire de chimie : « Il serait possible que toutes les substances auxquelles nous donnons le nom de terres ne fussent que des oxydes métalliques, irréductibles par les moyens que nous employons... Il est à ajoutait-il plus loin, que les terres cesseront bientôt d'être

comptées au nombre des substances simples; elles sont les seuls corps de toute cette classe qui n’aient point de tendance à s’unir à l’oxygène, et je suis bien porté à croire que cette indifférence pour l’oxygène, s'il m’est permis de me servir de cette expression, lient à ce qu’elles en sont déjà saturées. Les terres, dans cette manière de voir, seraient des substances simples, peut-être des substances métalliques, oxygénées à un certain point. »

LA PILE DE VOLTA

Lavoisier, les terres comme des oxydes métalliques, d’autre part, l’analogie des alcalis fixes avec l’ammoniaque amenait à prêter à ceux-ci une constitution analogue à celle de l’ammoniaque. Davy, par exemple, s’imaginait, avant ses recherches, que les alcalis fixes étaient formés de phosphore et d’azote. Cependant, armé d’un agent de décomposition aussi puissant que la pile, il n’hésita pas à aborder ce grand problème.

Il essaya d’abord de soumettre à l’action de la pile une dissolution aqueuse de potasse. Mais l’eau se décomposait seule. Il plaça alors dans le cercle de la batterie voltaïque un morceau de potasse maintenue en fusion par la chaleur; mais ce corps, privé d’eau, ne livrait point passage à l'électricité. Il essaya enfin d’abandonner l’alcali pendant quelques minutes à l’air, pour lui laisser attirer un peu d’humidité; rendu ainsi suffisamment conducteur, il le plaça entre les pôles de la pile, et dès lors l’expérience eut un plein succès. La potasse entra en fusion par la chaleur de la décharge électrique, et bientôt on put observer au pôle positif un bouillonnement gazeux produit parle dégagement de l’oxygène, tandis qu’au pôle négatif apparaissaient de petits globules semblables au mercure par la couleur et par l’éclat, mais tellement combustibles et oxydables, que, dès leur formation, ils se recouvraient d’une croûte blanche en reproduisant delà potasse. Jetés sur l’eau, ces globules y brûlaient avec une flamme éclatante. Davy venait de décomposer la potasse en oxygène et en un métal nouveau qui a reçu le nom de potassium.

Cette découverte, l’une des plus brillantes des temps modernes, honore particulièrement l’esprit et le labeur humains, en ce qu’elle est le fruit unique de l’induction expérimentale, en ce que le hasard ni les secours étrangers n’y prirent aucune part. Ce qui faisait son extrême importance, c’est qu’elle donnait le signal d’une série d’autres

découvertes semblables. En efl’et, la potasse une fois analysée, la composition de la soude et de toutes les bases terreuses était par cela même connue. Après avoir réduit la potasse, Davy, dès le lendemain, décomposa la soude. Il dut, toutefois, employer une pile plus puissante.

Disons, en passant, que les piles voltaïques, employées par Davy dans ces expériences mémorables, n’avaient rien de bien inusité pour l’énergie. Celle qui sei^it à décomposer la potasse était formée de 230 plaques de 6 et de 24 pouces. On réussit même avec 100 plaques seulement de 6 pouces. Les personnes qui ont attribué le succès des recherches du chimiste anglais à l’emploi de batteries énormes étaient donc fort injustes envers lui.

Les travaux de Davy furent interrompus à cette époque par une grave maladie. Pendant sa convalescence, et grâce à une souscription de ses concitoyens, une pile de 600 couples de 4 pouces fut construite et mise à sa disposition. Il dirigea cette artillerie contre les terres, mais elles furent plus difficiles à réduire que la potasse et la soude. Il réussit pourtant à décomposer la baryte, la strontiane et la chaux, et put isoler les métaux contenus dans ces oxydes. En soumettant à l’action de la pile des fragments de strontiane et de baryte, il vit une flamme apparaître à la pointe du fil négatif. Gomme le défaut de conductibilité électrique des terres était l’obstacle qui l’arrêtait, il augmenta cette conductibilité électrique en chauffant avec un peu d’acide borique les oxydes qu’il soumettait à l’action du courant. Grâce à cet artifice, la matière inflammable se montra plus facilement. Mais Davy reconnut qu’il n’y avait qu’un moyen de recueillir le corps combustible dégagé : c’était de former un alliage de ce corps avec des métaux, et pour cela, de soumettre à l’action de la pile les terres mélangées avec un oxyde de plomb, de mercure ou d’argent.

Voici donc le procédé dont le chimiste anglais fit usage

LA PILE KE VOLTi.

pour obtenir quelques parcelles de métaux terreux. Il l éduisait en poudre de la baryte, de la strontiane, de la magnésie ou de la chaux, ajoutait à ces ten’es un tiers de leur poids d’oxyde de mercure, et plaçait ce mélange dans une lame de platine façonnée en godet, dans lequel il introduisait un peu de mercure recouvert d’huile de oaphte ; il se servit pour ces dernières expériences d’une pile de 500 paires. Il obtint ainsi des amalgames qui, distillés dans des tubes de verre pleins de vapeurs de naphte, donnèrent pour résidus des corps blancs qui se transformaient à l’air, en augmentant de poids, en baryte, strontiane, chaux et magnésie.

Davy en était là de ses recherches, lorsqu’il reçut de Borzelius une lettre contenant la description d’un très-ingénieux procédé qui avait permis à l’illusti’c chimiste de Stockholm, aidé du docteur Pontiu, de décomposer la baryte et la chaux assez facilement et sans grand appareil. Berzelius et Pontin avaient eu l’heureuse idée de placer, au pôle négatif de la pile, du mercure métallique contenu dans une petite cavité creusée sur un fragment de baryte ou de chaux ; le mercure facilitait la réduction de l’oxyde en s’amalgamant au fur et à mesure avec le métal rendu libre (I).

(I ) Le mémoire de Davy, qui renferme l’histoire de ses tentatives pour la décomposition de la baryte, de la strontiane, de la chaux, et qui a pour titre: Recherches électro-chimiques sur la décomposition des terres, fut lu le 30 juin 1808 à la Société royale de Londres. Voici comment Davy raconte l’expérience de Berzelius, répétée par lui-même au laboratoire de l’Institution royale :

« Un globule de mercure, formant le circuit d’une batterie composée de cinq cents couples de six pouces carrés, faiblement chargée, fut posé sur de la baryte légèrement humectée, placée sur une lame de platine. Le mercure perdit peu à peu de sa fluidité, et quelques minutes après il se couvrit d’une pellicule blanche de baryte. Lorsqu'on jeta l’amalgame dans de l’eau, il se dégagea de l’hydrogène, le mercure revint à son état primitif, et l’eau fut reconnue être une solution de baryte.

« Avec la chaux, les ré ultais furent exactement les mêmes.

■ 11 n’y avait point à douter que celte méthode ne réussit également avec la strontiane et la magnésie, et je me hâtai de tenter l’expérience. La strontiane me donna un résultat immédiat ; mais je ne pus d'abord

■ vtk

Davy essaya de soumettre à l’action de la pile la silice, l’alumine et la glucine, selon le procédé imaginé par Berzelius et Pontin. Mais il échoua dans cette tentative d’analyse électrique, car ces oxydes ne donnèrent point d’amalgame avec le mercure. En traitant par le potassium la silice, la magnésie, l’yttria et la glucine, de manière à déplacer l’oxygène de ces bases, il reconnut bien que ces substances étaient des oxydes, mais il ne put isoler assez bien leur radical pour s’assurer s’il était métallique. La solution de cette question était réservée à Berzelius et à MM. Woehler et Bussy.

Le magnifique ensemble de découvertes contenu dans la longue série des recherches de Davy, que nous venons d’exposer, remplissait glorieusement toutes les conditions du programme de prix publié en 1801 par l’Institut national de France. En 1808, la France honora dignement le génie du physicien anglais, en lui décernant le prix fondé par le premier Consul (c pour ses découvertes annoncées dans les Tran- (I sactions philosophiques de 1807. » Faisons bien remarquer pourtant que ce ne fut pas, comme on l’a toujours dit jusqu’ici, le prix extraordinaire de 60000 francs, mais seulement une somme de 3000 francs qui fut accordée à Davy. La rémunération était faible sans doute, comparée à la grandeur, à l’importance des découvertes du savant anglais. Mais si l’on se rappelle la guerre acharnée qui divisait alors l’.Angleterre et la France, on sentira toute la valeur de ces trois mille francs envoyés, à une pareille époque, de Paris à Londres, au nom de Napoléon. En cela, la France obéissait à CCS traditions généreuses qui lui font chercher, découvrir, proclamer le mérite étranger, et décerner la palme du génie

procurer d'amalgame avec la magnésie. Cependant, en prolongeant me l’opéralion et entretenant cette terre continuellement humide, j’obtins enfin une combinaison de sa base avec le mercure, laquelle reproduisit lentement de la magnésie en absorbant l’oxygène de l’air ou celui de l’eau. »

LA riLE DE VOLTA.

scientifique, sans regarder au drapeau d'une nation ennemie (1).

Les travaux de Davy avaient excité chez les savants de tous les pays une émulation extraordinaire. C’est en France que se manifestèrent les plus importants résultats de cette noble rivalité. Dans l’ouvrage de Gay-Lussac et Thénard, Recherches physico-chimiques, qui fut publié en 1811, on trouve l’exposé d’un grand nombre d’observations remarquables sur les effets physiques et chimiques de la pile.

Ces recherches de Gay-Lussac et Thénard furent commencées à l’occasion de la grande pile que Napoléon avait donnée à l'Ecole polytechnique. Comme Berthollet lui parlait un jour des grands travaux de Davy sur l’électricité, l’Empereur demanda avec son impétuosité ordinaire pourquoi ces découvertes n’avaient pas été faites en France.

— Sire, répondit Berthollet, c’est que jusqu’à ce jour nous n’avons pas possédé de pile voltaïque assez puissante.

— Eh bien ! qu’on en construise sur-le-champ une suffisante, et qu’on n’épargne ni soin ni dépense.

C’est ainsi que fut construite aux frais de l’Etat la magnifique pile voltaïque de l’École polytechnique.

(1) Après la récompense solennelle accordée aux travaux de Davy, aucun autre prix n’a été décerné par notre Académie des sciences pour encourager les progrès de l’électricité. 11 a été question, sur une demande de la famille Ærsted, d'accorder une récompense à ce physicien, pour sa découverte, faite en 1820, de l’action de la pile sur l’aiguille aimantée, qui a eu pour résultat la création de l’électro-magnétisme, et toutes les applications de ce fait immense réalisées aujourd’hui au grand bénéftee des nations. Mais ce projet n’eut point de suite, les ministres de la restauration ayant refusé de mettre à la disposition de r.Acadcmie la somme promise par le gouvernement consulaire.

L’importance extrême du rôle que l’électricité est appelée à remplir dans la science et l’indu.-trie n’ont pas manqué de frapper l’attention de l’Empereur Napoléon IIl. Un des premiers actes de son pouvoir a été l’institution, faite le 28 février 1 852, d’un prix de 50000 francs à décerner en 1857, pour récompenser les applications pratiques de la pile de Volta. Ce prix n’a pas été décerné encore, il a été prorogé jusqu’à l’année i863.

3 70 1)£CÜLV£11ÏES SCIEMIFIQUES.

Cette pile était composée de 600 couples de cuivre et de zinc de 9 décimètres carrés pour chaque plaque ; toute la batterie avait 54 mètres carrés de surface.

Gay-Lussac et Thénard reconnurent et apprécièrent avec beaucoup d’exactitude l’influence du nombre des couples de la pile sur l’intensité de ses effets, et celle de l'acidité plus ou moins grande du liquide dont elle est chargée. Ils analysè rent aussi avec beaucoup de soin plusieurs*autres circonstances physiques ou chimiques, qui influent sur la manifestation des phénomènes chimiques de la pile, et confirmèrent les résultats obtenus par Davy sur la décomposition des alcalis et des terres, en employant des procédés d’une nature différente. C’est à Gay-Lussac et Thénard que l’on doit la découverte du procédé de préparation du potassium et du sodium par l’action du charbon sur le carbonate de potasse ou de soude, méthode qui permit d’obtenir pour la première fois, en proportions notables, ces curieux métaux qu’on n’avait pu se procurer jusque-là qu'en très-petite quantité par l’action de la pile.

Pendant que l’on construisait à Paris, par l’ordre de Napoléon, la grande batterie de l’École polytechnique, les directeurs de VInstitution royale de Londres^ dans un noble but de rivalité scientifique, profitèrent de cette circonstance pour stimuler le zèle de leurs concitoyens. La pile qui avait servi à Davy à exécuter ses nombreuses expériences s’était complètement usée entre ses mains par l’action prolongée des acides, et se trouvait hors de service. On ouvrit une souscription pour la remplacer ; « Les recherches électro-chimiques, écria vaient les directeurs de l’Institution royale, ont pris nais- « sance en notre pays; ce serait un déshonneur pour une « nation si puissante et si riche que, faute d’assistance pé- « cuniaire, elles allassent se compléter aillcure. » La liste de souscription fut promptement remplie, et Davy se vit bientôt en possession de la plus belle batterie que l’on eût encore vue.

LA PILE DE YOLTA

« La plus puissante combinaison qui existe, disait-il en 1812 dans ses Éléments de philosophie chimique, dans laquelle le nombre des couples est combiné avec l’étendue de surface, est celle qui fut donnée au laboratoire de l’Institution royale par un petit nombre de zélés patrons de la sdencc. Elle se compose de deux cents groupes joints ensemble dans un ordre régulier, composés chacun de dix doubles plaques placées dans des auges de porcelaine, chaque plaque contenant trente-deux' pouces carrés ; ainsi le nombre total des couples métalliques est de deux mille, et la totalité de la surface est de cent vingt-huit mille pouces carrés. »

Le liquide qui servait à mettre en action cette puissante pile consistait, comme celui qui avait été employé précédemment dans la plupart des expériences de Davy, en une dissolution d’alun aiguisée d’acide sulfurique. Le gaz hydrogène qui se dégageait par suite de l’action de l’acide sulfui’iquc sur le zinc, était si considérable quand les deux mille plaques étaient mises en action, que l’on n’aurait pu manier sans danger un tel instrument ; aussi l’appareil était-il établi dans une cave, d’où partaient des fils conducteurs, pour aboutir dans la salle supérieure où les expériences s’exécutaient.

C’est avec cette remarquable batterie, qui fut installée en 1813 dans le laboratoire de l’Institution royale, que Davy put étudier et développer dans toute leur beauté les phénomènes physiques et chimiques de la pile, et produire la lumière et la chaleur les plus intenses que l’on eût développées jusque-là par des moyens artificiels. En se sc'rv'ant d’acide azotique étendu pour charger les deux mille couples, Davy découvrit l’arc lumineux de la pile, qui est comparable, par son intensité, à la lumière solaire, et dont l’emploi, rendu pratique de nos jours, a permisde créer l’éclairage électrique.

Davy observa que, lorsqu’on termine les deux fils conducteurs de la pile par deux pointes de charbon, et que l’on approche ces deux charbons l’un de l’autre à environ un trentième de pouce de distance, on voit jaillir aussitôt entre les

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deux conducleurs une étincelle d’un éclat incomparable. En éloignant peu à peu les charbons l’un de l’autre, le jet de lumière s’étendait et formait, à travers l’air, une courbe étincelante de trois à quatre pouces de longueur. Toute matière introduite dans ce foyer sans pareil y disparaissait aussitôt par fusion ou volatilisation : le platine, le cristal de roche, le saphir, la magnésie, la chaux, et toutes les substances les plus réfractaires y semblaient vaporisées. Ces divers phénomènes se reproduisaient dans le vide, ce qui montrait bien que cet effet n’était pas dû à l’oxygène atmosphérique, mais bien le résultat propre du calorique développé par le courant. Il est inutile d’ajouter que toutes les décompositions chimiques observées jusque-là furent reproduites par cette nouvelle batterie avec une intensité prodigieuse.

La grande batterie de Davy trouva pourtant sa rivale. A la même époque, un riche amateur de sciences, nommé Children, venait de faire construire une pile composée dans le système dit couronne de tasses, et modifiée par Wollaston. Sous le rapport de la dimension des plaques, c’est la plus grande pile qui ait jamais été construite. Chacun de ses éléments présentait une surface de trente-deux pieds carrés, et elle contenait vingt et un de ces éléments. Par le courant de cette pile, de gros fils de platine, dont quelques-uns avaient jusqu’à cinq pieds et demi de long et deux lignes de diamètre, étaient rougis, dans une portion plus ou moins grande de leur longueur, et même en partie fondus. Les oxydes, les métaux infusibles dans les foyers ordinaires, et en particulier l’iridium, furent mis en fusion de cette manière. On réussit à fondre complètement une tige carrée de platine, de deux lignes de diamètre sur deux pouces trois lignes de long. De la poussière de diamant étant placée dans une fente pratiquée à la scie, en travers d’un fil de fer, le diamant fut liquéfié et le fer qui le touchait se transforma en acier. C’est en 1813 et en 1815 que Children exécuta ces curieuses expériences.

LA PILE DE VOLT A

Le génie particulier du physicien Wollaston le portait à produire de grands résultats avec de petits moyens. Dès qu’il eut connaisance des effets de la pile de Children , il voulut, pour ainsi dire, retourner l’expérience, et produire tous ces puissants phénomènes à l’aide de l’appareil voltaïque le plus petit que l’on eût employé jusque-là. On raconte que Wollaston ayant rencontré un soir, dans une rue de Londres, un de ses amis, tira de sa poche un dé à coudre de cuivre, et s’en servit pour construire une pile microscopique reproduisant les effets de la gigantesque batterie de Children. Pour cela, il enleva le fond du dé, l’aplatit avec une pierre, de manière à rapprocher les deux surfaces internes à deux ligues environ l’une de l’autre , ensuite il plaça entre les deux surfaces de cuivre une petit lame de zinc qui n’était en contact ni avec l’une ni avec l’autre des parois de cuivre, grâce à l’interposition d’un peu de cire à cacheter. Il plaça ce petit couple ainsi préparé dans un petit godet de verre, préalablement rempli avec le contenu d’une petite fiole d’eau acidulée avec de l’acide sulfurique. Réunissant extérieurement la lame de zinc et son enveloppe de cuivre au moyen d’un fil de platine, il fit rougir aussitôt ce fil par l’électricité développée dans cette petite pile. Les dimensions de ce fil de platine étaient excessivement petites ; il avait seulement un trente-millième de pouce de diamètre et un trentième de pouce de longueur (1). En raison de ses dimensions exiguës, ce fil de platine pouvait être non-seulement rougi, mais fondu par cette petite batterie. Aussi l’ami de Wollaston, témoin de cette expérience, put-il allumer sur-le-champ de l’amadou à ce fil rougi.

Dans cette petite batterie de Wollaston, le cuivre enveloppait de toutes parts la lame de zinc, c’est-à-dire que l’élément négatif était bien supérieur, en surface, au métal posi-

(1) C’est à Wollaston que l’on doit l’ingénieux procédé qui sert à obenir des fils d’or et de platine d’une microscopique ténuité.

tif. Cette expérience fit penser à ^^'ollaston que dans toutes les piles en général, il fallait, pour obtenir les plus grands elfets calorifiques, donner le plus d’étendue possible à l’élément positif. C’est depuis cette époque, et d’après les indications de Wollaston, que l’on a construit presque toutes les piles, en entourant chaque plaque de zinc d’une enveloppe de cuivre mise en communication avec la plaque de zinc suivante. Cette modification, a rendu ces appareils beaucoup plus puissants, principalement pour la production des phénomènes de chaleur et de lumière.

C’est en appliquant cette même idée que le physicien américain Robert Rare construisit bientôt après les piles en hélice^ qui permettent de donner au couple métallique une surface énorme dans le plus petit espace possible, et de diminuer ainsi la dépense du liquide acide, qui est très-grande dans les piles à auges. Les piles en hélice, dont nous donnerons, dans le chapitre qui va suivre, une description plus complète, se composent essentiellement de longues bandes de zinc et de cuivre laminés, attachées chacune par un bout,et séparées de distance en distance par de petits morceaux de bois. On forme ainsi un couple dont les deux éléments, isolés l’un de l’autre, ont chacun cinquante ou soixante pieds de surface. Chaque élément plonge dans un seau de bois contenant le liquide acide.

C’est aussi à la même époque qu’appartient la construction définitive des piles sèches, que Zamboni, professeur à Vérone, fit connaître et étudia avec soin en 1810. On nomme assez improprement piles sèches celles dans lesquelles le liquide acide est remplacé par un corps solide légèrement humide. Cependant Zamboni n’est point, comme on l’a dit, le véritable inventeur des piles sèches; c’est à Deluc qu’appartient cette découverte. Eu 1809, Deluc avait présenté à la Société royale de Londres une pile à colonne, composée de trois cents disques de zinc et de trois cents disques de

LA PILE DE VÜLTA

papier doré d’un seul côté, entassés les uns au-dessus des autres dans un tube de verre. En 18 r 2 , Zaraboni fit connaître la manière do construire les piles sèches, qui est généralement adoptée aujourd’hui, et qui consiste à entasser et à presser fortement l’un contre l’autre des milliers de disques de papier un peu fort, dont une surface est étamée et l’autre recouverte d’une couche très-mince d’oxyde de manganèse en poudre, mêlée avec de la farine et du lait (1). Mais cette disposition de l’instrument n’était qu’une modification très-simple de la méthode de Deluc, qui doit être considéré comme le véritable inventeur des piles sèches (2).

On s’occupa beaucoup, à la suite des mémoires publiés sur ce sujet par Zamboni, des piles sèches et de leurs effets : on croyait voir réaliser le mouvement perpétuel par ce petit appareil, qui exerçait des attractions et des répulsions continues à ses deux pôles opposés. Mais on a reconnu de nos jours le peu de valeur scientifique de cet instrument, qui ne constitue pas d’ailleurs une pile sèche, puisque le papier, qui conserve toujours un peu d’humidité empruntée à l’atmosphère, en raison de sa propriété hygrométrique, y joue le rôle d’un conducteur humide.

Dans l’intervalle qui s’étend de 1815 à 1820, l’étude de la pile ne s’enrichit d’aucune découverte particulièrement digne d’être signalée. On continua de perfectionner la con-

tt) Note historique sur les piles sèches {Annales de chimie et de physique, t. XI, p. 190).

(2) Déjà, en 1803, Hachetleet Desormes avaient fait connaître un appareil du meme genre, dans la vue de simplifier la construction de la pile à colonne, ou plutôt pour essayer de confirmer le principe du développement de 1 électricité par le simple contact et sans l’emploi d’aucun conducteur humide. Ils avaient remplacé, dans la colonne de Volta, le liquide interposé entre les couples, par des couches de colle d’amidon; mais cette combinaison était trop Influencée par l’humidilé pour pouvoir être regardée comme une plie sèche. Deluc est donc le véritable inventeur des piles sèches.

truclion ou l’emploi de l’appareil producteur de l’électricilé dynamique, et de poursuivre l’observation de ses effets physiques et chimiques. Mais l’année 1820 vit s’accomplir la plus remarquable de toutes les découvertes faites au moyen de la pile, depuis les travaux de Volta et de Davy. C’est alors que le physicien Ærsted constata l’action qu’un courant électrique exerce à distance sur l’aiguille aimantée. Cette observation fondamentale eut pour résultat presque immédiat la création d’une nouvelle branche de l’étude de l’électricité, c’est-à-dire Vélectro-magrtétisme;ei les phénomènes électromagnétiques trouvèrent bientôt une vaste série d’applications, parmi lesquelles figure au premier rang la télégraphie électrique.

C’est au mois d’août 1820 qu’Ærsted, professeur de physique à Copenhague, fit connaître, dans un mémoire écrit en latin, et qui fut adressé aux principaux savants de l’Europe, le grand fait qui constitue son impérissable découverte. Bien des efforts avaient été tentés jusque-là pour saisir le rapport qui devait exister entre l’agent des phénomènes électriques et la cause inconnue de l'attraction et de la répulsion magnétiques, lorsque le physicien danois parvint à trouver la véritable marche expérimentale propre à donner la clef de ce grand mystère de la nature.

Réunissant par un fil métallique conducteur les deux pôles d’une pile en activité, Æi-sted approcha ce fil conducteur près d’une aiguille aimantée qui pouvait facilement tourner sur son pivot. En disposant ce fil parallèlement à l’aiguille, soit au-dessus, soit au-dessous d’elle, il remarqua que l’aiguille aimantée était fortement déviée de sa direction vers le nord. L’aiguille magnétique était d’autant plus écartée de sa direction primitive qu’elle était plus rapprochée du fil conducteur de la pile ; l’angle de cette déviation était aussi d’autant plus grand que la pile dont on faisait usage présentait plus d’énergie. Le sens de cette déviation dépen-

LA PILE DE VÜLTA

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(lait de deux circonstances : 1® de la direction suivant laquelle les fluides positif et négatif de la pile marchaient dans le fil conducteur par rapport aux deux pôles de l’aiguille aimantée ; 2° de la position du fil conducteur de la pile audessus ou au-dessous de l’aiguille aimantée.

Ainsi fut mis en évidence pour la première fois le grand fait de l’action exercée par l’électricité en mouvement sur les corps magnétiques, phénomène qui devait amener la science à des conséquences incalculables.

Ici se termine l’esquisse que nous nous sommes proposé de tracer de l’histoire de la pile voltaïque. La découverte d’Ærsted a ouvert l’admirable série des applications de l’électro-magnétisme, période qui s’étend jusqu’à notre époque et se continuera après nous. Nous avons mis sous les yeux du lecteur l’histoire 'de la pile considérée en ellemême. A dater de l’année 1820 jusqu’à nos jours, s’ouvre l’innombrable série des applications qui ont été faites de cet instrument, et dans lesquelles l’électro-magnétisme joue le rôle essentiel. Entrer dans l’exposé de ce nouvel ordre de faits, ce serait sortir des limites que nous avons dû nous imposer dans cette notice historique.