DESCRIPTION DES PILES VOLTAIQUES

Nous avons fait connaître que le contact de deux corps différents produit un dégagement d'électricité, et que ce dégagement est d'autant plus considérable que la réaction chimique qui a lieu est plus forte ; nous avons énoncé les lois sur le transport des éléments, sur les équivalents électro-chimiques, sur la distribution de l'électricité dans les piles et sur tous les autres fails que

H6 l/ÉLECTHICITÊ ET LES CUEM1WS DE FER.

nous avons cités après avoir exposé la théorie de ces appareils : il sera donc aisé de comprendre leur structure et de juger sciemment de leur bonté et des différents usages auxquels on peut appliquer chacun de ceux que nous allons décrire.

Les appareils générateurs de l'électricité voltaïque se composent tous de deux éléments, l'un électro-positif et l'autre électro-négatif, qui sont mis en contact pour former un couple. On peut diviser ces appareils en quatre groupes, dont les deux principaux diffèrent en ce que, dans l'un, les corps sont plongés dans un seul liquide, et, dans l'autre, dans deux liquides. Ces derniers appareils sont tout à fait modernes, et l'on n'a commencé à en construire que bien longtemps après avoir reconnu la grande influence de l'action chimique dans le développement de l'électricité, bien que M. du Moncel prétende que Voila avait eu, dès l'origine de sa découverte, l'idée de la pile à deux liquides et que Davy en avait construit plusieurs systèmes, mais sans résultat satisfaisant, puisqu'ils ne furent point adoptés, et que luimême y renonça pour ses expériences.

IMLES A UN SEUL LlgUfbK.

Plie a colonne. — Nous avons dit plus haut que la pile à colonne fut la première construite par Volta ; nous rappellerons seulement que ses éléments, composés d'une plaque de zinc et d'une autre en cuivre, sont séparés par des rondelles de drap ou de carton humecté, et superposés les uns aux autres, de manière à former une colonne (fig. 23). L'inconvénient de celte pile, c'est qu'on ne peut accroître sa puissance en augmentant le nombre ou la grandeur des plaques, car la pression à laquelle se trouvent alors soumises les rondelles de drap leur fait perdre le liquide dont elles sont imbibées ; et, outre qu'elles deviennent trop sèches, le liquide qu'elles abandonnent, coulant sur le cOlé de la colonne, établit une communication entre les différents couples, et donne lieu à des recompositions partielles, ce qui empêche l'électricité d'acquérir toute la tension nécessaire.

Pile* auge. — La Ogure 29 représente la pile à auge ou de Cruikshank, qui succéda à la pile à colonne. Les plaques en zinc el en cuivre y sont rectangulaires et soudées deux à deux, afin de former les couples ou éléments. On les place sur champ et parallèles les unes aux autres dans une boite en bois />//, dont les parois intérieures sont recouvertes d'un mastic non conduc-

iiiiiiiiimmfniiTiinifiiTiiinilllJl'T'""l'll"llT'l""

leur. Dans l'intervalle ménagé entre chaque paire de couples on verse de l'eau mélangée d'acide sulfurique, et cette eau, qu'on peut nommer, pour ainsi dire, plaque de liquide, remplace les rondelles de drap de la pile à colonne. On doit avoir bien soin que le liquide d'un intervalle ne communique pas avec celui d'un autre intervalle, soit par les cotés, soit par la partie supérieure des couples.

En réunissant plusieurs piles, on forme une batterie voltaïque ou galvanique; cette réunion, comme nous l'avons dit, peut être faite de deux manières : si, par exemple, les piles contiennent cent couples d'un décimètre carré, et qu'on en réunisse deux en faisant communiquer le pôle négatif de l'une avec le pôle positif «le l'autre, on aura une batterie de deux cents éléments de 4 décimètre carré; mais si, au contraire, on fait communiquer les pôles négatifs entre eux, el les pôles positifs de môme, on aura une batterie de cent éléments de 2 décimètres carrés.

La Société royale de Londres lit construire, en 1801), une batterie de deux cents piles composées chacune de dix éléments de 38 pouces carrés ; le nombre, des couples était donc de deux mille, et leur surface totale de 128,000 pouces carrés. Avec cet appareil, Davy, en 1K08, parvint à décomposer la potasse et la soude.

m L'ÉLECTRICITÉ ET LES CHEMINS DE FER.

Pile de woiiaHton. — Pour mieux faire comprendre la structure de cette pile, nous examinerons spécialement, comme le fait M. Pouillet, deux couples, représentés de front par la figure 50, et de coté par la figure 5 1 ; es est le premier cuivre, sz le premier

Hg. 50.

Fig. 51.

zinc, et ils sont soudés l'un à l'autre en *; le second cuivre cV entoure la première plaque de zinc sans la toucher, et vient aboutir au point s', où est soudé le second zinc, etc.; de petits morceaux de liège, placés dans chaque couple, servent à assujettir l'appareil et à maintenir séparés le cuivre et le zinc. Tous les couples sont fixés à une barre de bois et ont chacun au-dessous d eux un vase rempli d'eau acidulée : pour mettre la pile en activité, il suffit de plonger les couples dans les vases correspon-

Fig. 52.

dnnts, ce qu'on pratique très-simplement en baissant la barre et en lui maintenant son horizontalité (fig. »">2).

ÉLECI RII'ITÉ DYNAMIQUE. fiALVANISMK. 119

L'électricité passe du premier zinc au second cuivre par la couche de liquide qui les sépare ; du second zinc au troisième cuivre de la môme manière, et ainsi de suite d'un couple à l'autre.

Entre autres avantages importants, cette disposition offre les deux suivants : 1° le zinc présente sa surface entière à 1 action du liquide; 2° le fluide électrique développé n'a, pour arriver au cuivre, qu'à traverser la série de molécules d'une couche trèsmince de liquide, et cette couche, qui s'altère promptement dans la pile à auges avec la dissolution de sulfate de zinc, peut se renouveler ici en se mêlant au liquide resté dans le vase.

Plie de MM. Sehlagdcnhauffem et Frejmm. — MM. Sclllagdcn-

hauflen et Freyss ont amalgamé le zinc et l'un des côtés de la lame de cuivre de l'élément de Wollaston, obtenant ainsi une polarisation constante des lames, et par suite une augmentation de la constance du couple ; il est vrai que son énergie est moindre que celle de la pile de Wollaslon. On verra un peu plus loin comment se fait l'amalgamation des plaques.

Plie de Faraday ou de Mnaeke. — Celte pile diffère très-peu,

quant à la forme, de celle de Wollaston : elle est composée aussi de plaques de cuivre et de zinc; mais celles de cuivre se trouvent séparées entre elles par une feuille de papier qui empêche les effets du contact, car, dans cette pile, on introduit tous les éléments dans un même vase contenant une dissolution très-faible d'acide sulfurique et d'acide nitrique.

D'après M. Deguin, cette pile a sur celle de Wollaston l'avantage d'être ramassée et d'occuper par conséquent fort peu de place : en effet, pour cent couples elle n'exige que l'espace de I mètre, et elle produit des effets plus énergiques, en raison de ln proximité de ses éléments. Cette dernière circonstance, toutefois, demande un fréquent renouvellement du liquide, et c'est peut-être à cause de cela que cette pile est rarement employée.

a heliee. — Cette pile n'est, à vrai dire, qu'une modification de celle de Wollaston; on l'a construite spécialement en

vue d'obtenir de grandes quantités d'électricité avec une tension très-peu considérable.

Les figures 35 et 54 représentent les dispositions adoptées par M. Pouillet pour cette pile à la Faculté des sciences de Paris. Deux feuilles métalliques, l une en zinc et l'autre en cuivre, sé-

Fig. 33. Fig. 34.

parées par deux ou trois bandes de drap /// liées entre elles par des ficelles dont l'épaisseur est moindre que celle du drap, sont roulées autour d'un cylindre en bois b. En formant de cette manière des couples dont les éléments aient une surface Je 5 ou (» mètres carrés, on peut, avec un seul couple, obtenir des effets physiques très-énergiques, et, en en réunissant vingt ou trente, on a une batterie d'une force extraordinaire, susceptible de faire rougir et de fondre instantanément non-seulement des fils, mais de vraies tiges de métal.

File de amée. — Les figures 35 et 5(3 représentent, de front et de profil, l'élément de la pile de Smée. 11 est composé d'une lame P de platine platiné entre deux autres zz de zinc amahjamé, dont la largeur n'a que le tiers de celle de la lame de platine. Celle-ci est assujettie par le bord supérieur entre deux règles en bois rr,

dont la prolongation sert à appuyer le couple sur les bords du vase de verre ou de porcelaine où il est plongé; la partie supérieure des plaques de zinc est vissée contre la partie extérieure des règles en bois, dont l'épaisseur, par conséquent, détermine la distance entre la lame de platine et celles de zinc.

Le liquide généralement employé pour immerger l'élément de Smée est un mélange d'eau et d'acide sulfurique dans le rapport de 7 à 1 . Dans les éléments à grandes dimensions, la lame de plalinc a 200 millimètres de hauteur et 131) de largeur; les plaques en zinc, 180 de hauteur et 55 de largeur ; il faut, dans ce cas, avoir soin d'assujettir les trois bords libres de la lame de plalinc au moyen d'un cadre en bois. C'est à une pince ou vis métallique pressant les bords supérieurs des deux plaques de zinc contre les règles en bois que Ton fixe le fil métallique qui constitue le rhéophore négatif ; le rhéophore positif part d'une autre pince ou vis qui presse la lame de platine.

Dans la pile de Smée, comme dans toutes celles où l'on emploie le zinc, ce métal est toujours amalgamé depuis que Kemp a fait connaître, en 18fc2f>, les avantages de cette opération. Quand la surface du zinc n'est pas amalgamée, l'acide où il est plongé Pallaque plus directement et d'une manière constante, même quand il est trés-étendu d'eau, de sorte que cette surface est toujours couverte de bulles d'hydrogène dont nous connaissons les effets de polarité. Au contraire, quand il est amalgamé, le zinc est négatif par rapport au mercure, et l'acide électro-positif ne peut plus l'attaquer directement ; il ne redevient attaquable que si le courant lui donne un excès d'électricité positive, et alors, chose singulière! il est plus oxydable et se change plus facilement en sulfate que s'il n'était pas amalgamé; l'action chimique est beaucoup plus rapide, et le courant, par conséquent, plus intense.

Pour amalgamer le zinc, on mouille d'abord les surfaces des plaques avec de l'eau acidulée, et on les plonge dans un bain de

mercure pendant une minute à peu près ; on les retire ensuite, et on les fait reposer sur un de leurs coins pour laisser couler tout le mercure en excès. Les plaques n'en seront que mieux préparées si l'on répète une seconde fois celte opération, car alors l'amalgame se conservera aussi longtemps que la plaque peut servir.

Mien que celle préparation soit rapide et peu compliquée, les physiciens el les industriels la trouvent incommode ; c'est pourquoi on a cherché à obtenir instantanément l'amalgamation parla simple immersion des plaques de zinc dans un liquide, et un savant anglais a proposé l'emploi d'un mélange de nitrate de bioxyde de mercure et d'acide hydrochlorique. Il suffit d'une immersion d une seconde pour amalgamer parfaitement une plaque de zinc, même quand elle est très-sale et très-usée. M. Berjot donne les détails suivants sur la fabrication de ce liquide : on fait dissoudre à chaud 200 grammes de mercure dans 1 ,000 grammes d'eau régale; la dissolution de mercure étant terminée, on y ajoute 1,000 grammes d'acide chlorhydrique (l'eau régale étant composée de I d'acide nitrique pour 3 d'acide chlorhydrique). Il parait qu'avec un litre de ce liquide, dont le prix n'excède pas 2 francs, on peut amalgamer plus de 150 zincs.

L'effet du platine platiné s'explique, comme l'amalgame du zinc, de la manière suivante : c'est un fait reconnu que, selon l'état où il se trouve, le platine a la propriété de se couvrir plus ou moins facilement d'une couche gazeuse qui empêche le contact immédiat du liquide, et, par conséquent, des éléments gazeux qui se portent à sa surface. 'Soit à cause de ses aspérités, soit pour toute autre raison, le platine platiné semble avoir une tendance moindre à retenir ces couches gazeuses ; il est donc meilleur conducteur et donne plus d'énergie au courant.

Le dépôt de platine noir sur les lames de platine, dépôt qui constitue le platiné, s'obtient en plongeant les lames de platine bien nettes dans une dissolution de chlorure double de potassium et de platine, et en les faisant communiquer avec le pôle négatif d'une pile qui ne soit pas trop intense : le iil positif s'introduit dans la dissolution, et le platine se dépose sur la lame. Si l'élec-

ÊLKCTWCITfi DYNAMIQUE. GALVANISME. 123

Irode positif est aussi une lame de platine, il est attaqué par le chlore, et la dissolution conserve le môme degré de saturation.

Smée imagina d'employer des feuilles de plaqué d'argent et de les platiner ; mais le poli de l'argent ne se prête qu'imparfaitement à cette opération, et on n'a pas obtenu des résultats trèssatisfaisants.

M. Boquillon a inventé un système qui semble préférable : il consiste à prendre une feuille de cuivre du commerce et à y déposer une couche de cuivre, en ayant soin de disposer l'appareil de manière que cette couche soit rugueuse et présente de légères aspérités. Au moyen d'une seconde opération, on recouvre cette couche d'un dépôt d'argent dont la surface est dans les mêmes conditions, et enfin sur cette dernière surface on dépose la couche de platine poudreux et adhérent, qui communique au plus haut degré à la feuille la propriété de laisser échapper l'hydrogène.

Il est possible qu'avçc les plaques de M. Boquillon, qui ont plus d'efficacité que celles de Smée. on puisse augmenter la grandeur des plaques de zinc comparativement à celles de platine platiné.

Dans la pile de Smée, les actions chimiques et électriques sont les mêmes que dans celle de Wollaston ; seulement, dans cette dernière, les zincs ne sont pas amalgamés ; elle est donc dépourvue des avantages que lui donnerait l'amalgame, et c'est à cela sans doute qu'on doit attribuer la diminution rapide observée dans l'intensité de la pile. On pourrait aisément remédier à cet inconvénient en amalgamant le zinc des éléments de Wollaston ; mais il parait que le cuivre n'est jamais aussi efficace que le plalinc platiné, qu'on lui a substitué dans la pile de Smée, et qui conserve on ne peut mieux l'intensité du courant, car il rend, comme nous l avons dit, le dégagement de l'hydrogène beaucoup plus facile.

M. Poggendorf est parvenu aussi à donner aux éléments formés •l'une plaque de zinc amalgamé et d'une autre de cuivre plongées dans de l'acide sulfurique étendu d'eau une continuité et une intensité remarquables, en couvrant la plaque de cuivre d'une couche de poussière de cuivre, comme celle de platine platiné ; on pourrait appeler cette plaque plaque de cuivre cuivré.

124 1/ÊI.ECTRir.lTf: ET LES CHEMINS HE FER.

Afin d'utiliser le zinc quand il est trop usé pour qu'on puisse l'employer dans la pile que nous venons de décrire, Smée en a imaginé une nouvelle, à laquelle il a donné le nom de pile à résidus. H place au fond d'un vase les fragments de zinc, et il les couvre avec du mercure; on y introduit un fil d'argent renfermé dans un tube de verre, afin qu'il ne communique point avec l'acide sulfurique étendu dont on remplit le vase. Ce fil est terminé par une vis où l'on assujettit le fil qui doit former l'électrode négatif; à son tour, l'électrode positif est fixé sur une autre vis attachée à une plaque d'argent platiné qu'on plonge dans le liquide le plus prés possible du mercure, mais sans le toucher aucunement.

Avec la pile à résidus, qui offre cet avantage qu'on peut la monter facilement partout, on ne perd pas la moindre parcelle de zinc ou de mercure : elle est, par conséquent, fort économique. Le liquide doit contenir tout au plus une partie d'acide sulfurique du commerce pour trois parties d'eau, et il est même préférable de l'employer moins acidulé encore.

Smée a construit des piles où le platine est remplacé par du palladium, du cuivre argenté, du fer ou du charbon de bois qu'il est parvenu aussi à platiner.

31. ïlecquerel conçut l'idée d'augmenter l'énergie de la pile de Smée et de toutes les autres à un seul liquide, en faisant l'application de ce fait qu'il avait observé : que deux plaques de même métal, plongées dans un liquide excitateur, dégagent de l'électricité quand l une est mise en mouvement et quand l'autre reste en repos, et 31. du Moncel, contre l'opinion même de son auteur, regarde cette idée comme applicable dans les établissements galvano-plastiques, où il ne serait pas très-dispendieux d'adapter un moteur aux électrodes négatifs de chaque couple, car le dégagement électrique est quelquefois au moins égal h celui qu'on obtient avec les piles à courants continus, dont nous parlerons plus tard.

pile de m. Ercknmnn. — Un système analogue à celui de 31. Itecquerel a été adopté par N. Erckmann pour détruire la

ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE. GALVANISME. Ift

polarisation des lames de la pile de Wollaslon ; mais il ajoule mi système de nettoyage des' surfaces métalliques au moyen de brosses fixes.

M. Erckmann propose de faire les couples de forme circulaire, de les monter sur un axe de rotation commun, mis en mouvement par un moteur quelconque, et de les immerger jusqu'à la hauteur de cet axe dans des auges isolées remplies du liquide excitateur; les brosses seraient alors fixées au bâti de l'appareil, entre les surfaces métalliques de ces couples, de telle sorte qu'une moitié de chaque couple serait immergée alors que l'autre serait brossée. l)c cette manière, dit M. du Monccl, il n'y aurait plus de variations d'intensité dans le courant transmis, qui serait toujours maintenu à son maximum d'énergie.

Plie de 1 oung. — La ligure 7û représente la disposition ima-

Tig. 37.

piiiêc par M. James Young pour former des batteries d'un grand nombre d'éléments et n'occupant que très-peu d'espace. P est 'ensemble ou la pile en activité; P' expose sur une échelle plus ♦ tendue les détails de construction. On voit dans quelle forme il feut découper la plaque de zinc Avec 1 appendice a, que l'on soude a un appendice semblable b de la plaque de cuivre, découpée '\aclemcnt comme celle de zinc; on devra seulement avoir bien ain, en ajoutant ces appendices les uns aux autres pour joindre ta deux plaques, de mettre toujours d un coté ceux en zinc, el. Je l'autre, tous ceux en cuivre.

Au moyen de cette disposition, chaque plaque de zinc se trouve placée entre deux plaques de cuivre, et chaque plaque de cuivre entre deux plaques de zinc ; d'où il suit, comme dans la pile de Smée, que le zinc attaqué par l'acide se charge d'électricité négative qui se communique par un conducteur métallique au cuivre avec lequel il est soudé, de manière qu'au même instant toutes les plaques de zinc et toutes celles de cuivre se chargent d'électricité négative, et l'hydrogène, qui, de son côté, est chargé d'électricité positive, trouve à peu de distance une surface négative qui l'attire) et sur laquelle il se dégage après y avoir déposé son électricité positive.

Dans les piles de cette espèce il est très-important que les plaques de zinc soient toutes attaquées avec la même énergie, car les deux lames de cuivre entourant chaque plaque de zinc ne reçoivent pas d'elle l'électricité négative qui doit neutraliser l'électricité positive de l'hydrogène laissé en liberté par le zinc.

Le simple examen de la figure suffît pour indiquer que toib Les éléments plongent dans la même auge.

pile de Munch. — Beaucoup plus simple et plus facile à cou struire que celle de Voung, la pile de Munch réunit néanmoins tous les avantages de cette dernière. Elle est représentée dans la ligure 08, et, comme on le voit, elle en diffère seulement par la

disposition des plaques, qui, au lieu d'être réunies par un appendice à la partie supérieure, se joignent latéralement par une

soudure allant de haut en bas. On peut les plier, comme l'indique la figure, et former ainsi une espèce de zigzag dans lequel les plaques sont enchevêtrées les unes dans les autres, en ayant soin qu'il y ait toujours un zinc entre deux cuivres. De cette manière on peut réunir un grand nombre d'éléments dans un espace très-restreint : en efTet, pour une pile renfermant cinquante éléments, il suffit d'une auge de 7> décimètres de longueur. Rien n'est plus commode que cette pile lorsqu'on n'a pas besoin d'une action constante : ses plaques sont maintenues dans leur position par quelques petites règles ou chevilles de bois ; elle est d'un poids très-peu considérable, n'occupe que fort peu d'espace, et ses effets sont énergiques et d'assez longue durée, surtout si l'on amalgame les plaques de zinc, opération que sa forme rend très-facile.

Fig.

— La figure 59 représente un élément de celle pile. C'est un vase cylindrique en fonte de £)0 millimètres de hauteur et 70 de diamètre. On le remplit d'un liquide composé de huit parties d'eau pour une d'acide sulfurique; on place au centre une plaque ou cylindre de zinc amalgamé qui repose sur un disque en bois. Les phénomènes qui se produisent dans cet élément sont identiques à ceux de la pile de Smée, de laquelle il ne diffère qu'en ce que le platine est remplacé par la fonte du vase; c'est des parois extérieures de ce dernier que se dégage abondamment l'hydrogène. On a observé que l'intensité du courant est plus grande quand la paroi intérieure est oxydée, et l'on comprend en effet qu'il en soit ainsi parce que l'hydrogène réduit l'oxyde, ou parce que les aspérités du fer régénéré facilitent le dégagement du gaz : dans les deux cas, la polarité est moindre, t ne pile de huit à dix éléments produit des effets assez énergiques, mais non continus, ù moins que l'on renouvelle fréquemment, au moyen d'un siphon, l'eau acidulée qu'on emploie comme liquide excitateur. Le docteur Tau dit qu'on augmenterait h puissance de ces piles en remplaçant le vase en fonte par un

cylindre creux de môme matière placé dans un autre vase, et il propose une autre modification qui rentre dans la catégorie des piles à deux liquides, dont nous nous occuperons plus tard.

Fig. 40.

ï. — L'élément de celte pile (fig. 40) se compose d'un vase poreux de terre à moitié cuite qu'on remplit

d'un amalgame pâteux de zinc; ce vase est placé dans un autre en verre ou en porcelaine contenant une dissolution de sulfate de cuivre. On introduit dans l'amalgame un fil de cuivre qui est le pôle négatif de* la pile, et autour du vase poreux, dans le bain de sulfate, on met une feuille de cuivre qui communique avec le fil constituant le pôle positif de la pile. A la longue, le zinc de l'amalgame est attaqué, même quand les deux pôles ne sont pas en communication; mais l'action est faible. Au contraire, quand cette communication a lieu, l'action est énergique, l'eau se décompose, le zinc s'oxyde, l'amalgame s'électrisc négativement, et le fluide es( transmis à la feuille de cuivre plongée dans le bain de sulfate de cuivre; l'hydrogène qui résulte de la décomposition de l'eau se dirige donc vers le cuivre, et là il réduit l'oxyde du sulfale pour donner lieu à un dépôt de cuivre métallique, tandis que l'acide reste libre pour se combiner avec l'oxyde de zinc. C'est ainsi que chaque équivalent de zinc oxydé donne lieu à un équivalent de cuivre revivifié. Le sulfate de zinc qui se forme vient occuper la partie supérieure de l'amalgame dans le vase poreux, et, tanl que celui-ci permet la circulation libre du liquide et que le sulfate de cuivre est maintenu à un degré convenable de saturalion, l'élément conserve une puissance assez continue.

Plie de Bngration. — La pile du prince de Bagration se compose d une série de feuilles ou de cylindres parallèles de zinc et de cuivre placés à une très-petile distance les uns des autres, comme dans la figure 41, qui ne représente que deux éléments; en plus grand nombre, ils communiquent convenablement entre

eux. On introduit ces cylindres ou ces plaques dans un vase de verre ou de bois, on remplit les intervalles avec du sable et de la terre, et l'on arrose de. temps en temps avec une dissolution de chlorhydrate d'ammoniaque.

L'inconvénient de cette pile est que le sable s'agglomère avec le sel d'ammoniaque quand celui-ci se dessèche, et qu'il se forme des croûtes nuisibles au développement de l'électricité ; mais, comme l'action de cette pile se maintient pendant des semaines et même des mois entiers jusqu'à ce que le zinc soit enlièrement épuisé, elle est très-économique et fort souvent employée.

Plie de fooke on de sable. — La pllJS simple de toutes les piles,

la plus usuelle sur les lignes télégraphiques d'Angleterre, et que le gouvernement espagnol adopta aussi avec les appareils de Whealstonc1, est la pile de Cooke, construite d'après le système de la pile de Bagration. Klle se compose d'une auge A de bois très-Tort (tig. 42), du chêne, par exemple, de 75 centimètres de

FJjf. 41

long sur 14 de large, divisée par des plaques d'ardoise en vingtquatre compartiments, ce qui donne à chacun d'eux à peu près ô centimètres. Les éléments électro-négatifs sonl des plaques en cuivre c, et les positifs d'autres plaques en zinc z; ces plaques

fOn remplace aujourd'hui ces appareils par ceux de Morse, d'aptes la MDVOUlMMi uitennttutialc conclue entre plusieurs Etuis d'Europe.

ont 112 millimètres de hauteur sur 87 de largeur, et l'épaisseur du zinc est de 5 millimètres et demi. Des bandes de cuivre larges de 25 millimètres, soudées ou plutôt rivées, réunissent les plaques deux à deux. Une simple plaque en zinc commence la série et forme le pôle négatif avec le fil de cuivre qui y est attaché ; une autre en cuivre termine la série et forme le pôle positif.

Les couples intermédiaires sont placés à cheval sur les séparations d'ardoise, de manière que les deux feuilles métalliques qui constituent chaque couple se trouvent dans des cellules ou compartiments contigus. Les extrémités supérieures des couples sont vernies, pour être à l'abri de la corrosion. Les cellules sont remplies, jusqu'à 25 millimètres du bord, de sable humecté d'un liquide composé d une partie d'acide sulfurique concentré et de quinze parties d'eau. Le sable doit être seulement humecté, sans excès dè liquide ; on pourra ainsi facilement transporter la pile d'un endroit à un autre.

On doit de préférence augmenter le nombre des couples avec une dissolution étendue, plutôt que d'employer un liquide trop acide. Le nombre des couples, sur les lignes télégraphiques, varie selon la distance entre les stations ; on en emploie généralement vingt-quatre pour une distance de dix à quinze milles anglais (dix-huit à vingt-huit kilomètres), quarante-huit pour une distance de quarante à soixante milles (soixante-treize à cent dix kilomètres), etc. Une pile montée avec soin ï>eut fonctionner pendant six ou huit mois, si les dépêches ne sont pas trop multipliées; quelques-unes ont très-bien marché pendant un an sans qu'on ait fait autre chose qu'y ajouter un peu d'eau acidulée. On doit aussi renouveler le sable quand il devient trop sale ; on l'expulse au moyen d'un jet d'eau si l'on ne veut pas démonter la pile.

Il est presque superflu d'ajouter que, dans cette pile comme dans toutes celles où le zinc est employé, il est bon d'amalgamer ce métal de la manière indiquée pour la pile de Smée, afin d'obtenir les avantages attachés à cette opération. Quant aux inconvénients de la pile de sable, ils doivent être à peu les mêmes que ceux de la pile de lîagration ; et, comme elle est beaucoup moins

puissante que celles à deux liquides, elle n'est généralement employée que pour les télégraphes à aiguilles, lesquels exigent moins de force électro-motrice que les autres.

pu© de Prax — L'élément combiné par M. le professeur Prax est aussi une modification de la pile de Bagration. Il se compose d'une planche de zinc et d'une autre de cuivre, séparées par cinq morceaux de flanelle double et deux diaphragmes de papier imbibés du liquide excitateur. Pour charger cette pile, on humecte d'abord les deux surfaces métalliques avec une dissolu tion de sel ammoniac; ensuite on applique sur la plaque de zinc "n des morceaux de flanelle imbibé de la môme dissolution ; puis sur cette flanelle un diaphragme de papier également humecté, el sur ce dernier deux autres morceaux de flanelle qui, outre la dissolution qui les humecte, ont reçu une couche de sel ammoniac en poudre ; on met par-dessus un nouveau diaphragme de papier, et sur lui les deux derniers morceaux de flanelle imbibés d'eau seulement; c'est sur «cette espèce de matelas de laine qu'on pose la plaque de cuivre, que Ton charge d'un poids pour obtenir l'adhérence ou le contact parfait. D'après son auteur, la pile ainsi disposée l'emporte de beaucoup sur les autres piles à courant faible, et, au moyen de légères modifications, il est parvenu à lui donner une énergie plus que suffisante pour faire jaillir de belles étincelles et fondre des fils de platine avec cinq éléments seulement.

Ces modifleations consistent à n'employer que quatre morceaux de flanelle imbibés de la dissolution de sel ammoniac et recouverts d'une couche d'un sel excitateur. Pour les deux couches les plus proches du zinc, on se serf de vert-de-gris pulvérisé, et pour les deux autres de sel ammoniac aussi en poudre ; mais on les sépare par un diaphragme de papier, pour prévenir k mélange des deux substances. On comprendra aisément qu'on pourrait n'employer que deux morceaux de flanelle au lieu do quatre; mais, dans ce cas, la durée de l'action électrique serait bien moins longue.

rite de H. Jiœnig. — Une autre modification de la pile de sable a été proposée par M. Mœnig : au lieu de sable, l'inventeur emploie des oxydes, des acides ou des sels métalliques secs cl réduits en poudre, qu'il mélange avec partie égale d'amidon pour former une paie poreuse. Tant que cette pâte se maintient sèche, aucune action électrique ne se manifeste ; mais, dès qu'on IV rose d une dissolution excitante, il se produit un dégagement d'électricité d'autant plus fort que la pâte est plus poreuse, raison pour laquelle M. Mœnig y introduit quelquefois du verre pilé ou de la silice. Quand la quantité d'oxydes ou de sels métalliques est supérieure à celle d'amidon, le dégagement électrique est plus considérable, mais le courant est moins continu ; dans le ca<> contraire, le courant est plus faible, mais plus continu.

Pile de nn F«bre et K..«>.u - Cette pile se compose de plaques de zinc disposées verticalement et revêtues, d'un côte, d'une feuille de plomb, et, de l'autre, d'un diaphragme de lame doublé en toile ; les intervalles sont remplis de poussière de charbon de cornue, sur laquelle on verse goutte à goutte de 1 eau acidulée.

M. du Moncel considère cette pile comme une simple inversion de celle de Voila : l'élément cuivre s'y trouve remplacé par le charbon, car la feuille de plomb ne fait autre chose que s approprier la polarité du charbon. Cette pile offre cet avantage qu on peut la monter d'une manière permanente et commode. Il suflit pour cela de presser tous les couples entre deux fortes plancha de bois au moyen de cadres en fer, et de les placer ensuite sou> un dépôt U d'eau acidulée. (Voyez fig. 43.)

Quelques précautions sont nécessaires pour monter cette pilcil faut d'abord avoir soin de garnir d'une couche de mastic t> intervalles des couples sur les côtés de la pile, afin que les liquide* qui traversent le charbon pulvérisé ne puissent s'échapper e établir une communication entre les différents éléments; on devra ensuite la disposer de telle sorte que le liquide excitateur coule d'une manière lente et uniforme. On y parvient en disposant à travers les couples, sur une surface bien unie et de niunui-

une bande de toile à voile sur laquelle est appuyé le fond d'un snc en feutre ayant la forme d'une trémie. Le sac est soutenu par une planche un peu inclinée, et le liquide, en tombant goutte à goutte , se répand régulièrement outre tous les couples par reflet de l'endosmose que produit la bande de toile.

D'après les auteurs, cette pile peut marcher pendant six mois régulièrement et sans interruption.

nie de Weare. — Dans l'élément de Weare, les plaques de zinc et de cuivre de la pile de Wollaston sont couvertes de plâtre ou d'un ciment poreux, et adaptées à un cadre de bois enduit de mastic, dont l'intérieur sert de cellule pour le liquide excitateur. On met dans ces cellules de la paille hachée, du papier mâché, et môme des morceaux de car- Ion, qui remplacent le sable des autres piles de ce genre que nous avons décrites.

D'après M. du Moncel, M. Weare parait avoir donné une autre disposition à ses piles en enveloppant les éléments zinc et cuivre dans des espèces de sacs en papier perméable; celui qui contient le zinc est rempli de chlorure de calcium ou de zinc, l'autre de 'hlorure de cuivre. Le tout est plongé dans une auge, mais chaque couple est séparé des autres par de petites cloisons de bois de placage.

Mie de Pulvennacher. — Les figures 44 et 45 représentent une disposition très-ingénieuse de la pile de cuivre et de zinc ; elle a été imaginée par M. Pulvermaeher, dans le but d'obtenir une grande tension dans un très-petit volume, et de rendre cette pile, par la mobilité de ses éléments, propre à se prêter à toutes sortes de mouvements et de positions. La forme d'une véritable

chaîne, dont chaque chaînon est un élément voltaïque, que M. Pulvermacher a su donner à sa pile, répond parfaitement à l'objet

qu'il s'est proposé.

Chaque élément se compose d'un

Fig. 44. petit morceau de bois légèrement

convexe à deux de ses faces opposées, sur lequel on roule en héuce l'un à côté de l'autre deux tils de

Il 11* 1* I j| JJT8^ cuivre et de zinc. Ces fils sont pour t<- <gT& fe V% T ainsi dire enchâssés dans le bois,

car la machine dont on se sert pour Flg i5' les y enrouler fait d'abord une

espèce de rainure assez profonde dans laquelle on les introduit et qui sert à les maintenir. Pour augmenter la dimension des surfaces métalliques destinées à exercer l'action électro-motrice, M. Pulvcrmacher emploie quelquefois, au lieu de fils cylindriques, des fils plats qu'il place de champ ; cette disposition produit un développement d'électricité d'autant plus considérable que le contact des surfaces métalliques avec l'air atmosphérique favorise davantage le dégagement de l'hydrogène, qui se combine avec l'oxygène de l'atmosphère : celle-ci remplit donc le rôle d'un appareil dépolarisateur, ce qui lui donne une continuité relative.

Les ligures 44 et 45 indiquent la manière dont on peut ajouter les éléments qui doivent composer la pile ou chaîne voltaïque. Quand leur nombre n'est pas considérable, on les accroche les uns à la suite des autres, en attachant le fil de zinc des éléments pairs avec le fil de cuivre des éléments impairs ; mais, quand leur nombre est trop grand, on les unit parallèlement entre eux, ainsi qu'on le voit dans la figure 45, et toujours de manière qu'un fil de zinc soit attaché à un fil de cuivre.

Pour charger une chaîne électrique, il suffit de la plonger dans du vinaigre, et, une fois trempée de liquide, elle peut conserver longtemps ses propriétés électriques. Sa sensibilité est telle, que la moindre trace d'humidité provoque son action électrique, ce dont on peut se convaincre en plaçant un seul chaînon

dans le circuit d'un rhéomôtre1, car il suffit de le presser entre les doigts humides pour que l'aiguille aimantée de l'instrument s'écarte de la position qu'elle occupait. Quant à la puissance électrique, elle dépend du nombre d'éléments qui composent la l>ile. Une chaîne de vingt-cinq chaînons, môme sèche, sépare les feuilles d'or de l'électroscope de Bohnemberg sans condensateur. Si la pile a trente ou quarante éléments, elle décompose immédiatement l'eau pure en quantité proportionnelle à la grosseur des chaînons ; si elle en a cent cinquante ou cent quatre-vingts, elle produit des étincelles électriques, et, avec deux cents, d'une dimension un peu plus grande, elle enflamme à distance la poudre à canon. Cent vingt ou cent trente éléments de grandeur ordinaire produisent une contraction violente des muscles au moment où l'on interrompt le circuit, et, quand celui-ci reste constamment fermé, la chaleur est assez forte pour cautériser la peau.

M. Pulvermacher a perfectionné encore la construction de ses chaînes électriques, et le Cosmos du 25 décembre en a parlé longuement. Parmi ces modifications, nous citerons celle d'enrouler les métaux autour d'une bande flexible de gutla-percha qui leur sert à la fois de support et d'isolateur : celte bande est percée d'un grand nombre de trous circulaires qui donnent accès au liquide excitateur, qui est toujours le même, l'acide acétique.

A l'instar de ces chaînes voltaïques on en a construit plusieurs autres fondées sur le môme principe, et qui diffèrent à peine par leur forme et leur disposition ; mais, malgré leur antériorité, celles de M. Pulvermacher sont regardées comme les meilleures d'après M. du Moncel.

pii« de m. Martin* Robert». — Cette pile se compose de cinquante plaques d'étain hautes de 15 centimètres et larges de 10, placées chacune entre deux lames de platine de mêmes dimensions. On introduit ces plaques d'étain ainsi couvertes par le platine dans des vases de porcelaine de 60 centimètres de proloii deur remplis d'acide nitrique étendu. La profondeur de ces vases, qui doit paraître énorme, est nécessaire, d'après l'inven-

1 Voyex la dcscriplion du rhéomètre au chapitre îv.

teur, pour recueillir le résidu qui doit couvrir la dépense de la pile. En effet, sous l'influence du courant 1 etain forme un oxyde d'étain hydraté qui se dépose au fond des vases et se combine avec une certaine quantité de soude qu'on y avait mise, et il se produit du stannate de soude, sel très-employé comme mordant dans la teinture.

l/inlensité de ces piles de cinquante éléments est considérable ; elles déterminent aisément la lumière électrique. Appliquées à la décomposition de l'eau, elles produisent par minute \) pouces cubes d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène; leur action est continue pendant cinq ou six heures, et, sous le rapport de l'intensité et de la continuité, on peut les comparer à une pile de Grove, dont nous parlerons bientôt, de la même grandeur et renfermant le même nombre d'éléments.

31. Martins Roberts a construit aussi d'autres piles où le charbon et 1'étain sont les éléments du couple ; ces dernières sont, par conséquent, moins dispendieuses que les précédentes, à cause de la substitution du charbon au platine. Les couples, introduits dans de l'acide nitrique, développent instantanément une grande quantité d'électricité.

pu« de mm. Fonvieiu* et Hnmhert. — Cette pile, dernièrement présentée à Y Académie des sciences, a pour liquide excitateur l'eau acidulée par un dixième d'acide chlorhydrique. D'après la description que donne le Cosmos , elle se compose de lames de zinc et de plaques de charbon réunies par des conducteurs métalliques. Quoique fonctionnant avec un seul liquide, elle est constante ; la dépolarisation est produite par un courant de chlore. Le gaz, par sa combinaison avec l'hydrogène naissant de la pile, maintient le liquide excitateur au môme degré de concentration. On atteint au bout de quelques minutes, pour un dégagement de chlore déterminé, dégagement qui se produit bulle à bulle, un certain effet qui reste le même pendant tout le temps que dure le passage du gaz. Les effets électrolytiques, lumineux et calorifiques sont remarquables par leur intensité. Enfin les inventeurs prétendent avoir supprimé dans la pile de Bunsen l'un

(les liquides, et substitué l'acide chlorhydrique à l'acide nitrique sans rien perdre en intensité ni en continuité.

Pile de MM. Lavalette et Dulaurler. — La disposition des éléments de cette pile est semblable à celle des piles à hélice de Wollaston ; mais, au lieu d'eau acidulée, on se sort d'une dissolution de chlorure de zinc, produit d une action chimique, où il y a aussi un dégagement électrique qu'on utilise. Le chlorure de zinc s'obtient par la réaction de l'eau acidulée avec de l'acide chlorhydrique sur le zinc dans une pile où ce liquide est employé au lieu d'eau acidulée avec l'acide sulfuriquc, dont on se sert ordinairement. En faisant agir ce chlorure de zinc comme liquide excitateur dans une pile composée d'un élément de zinc et de cuivre disposé en hélice, on obtiendra un oxychlorure de zinc qui pourra être employé dans les arts comme blanc de zinc au lieu de blanc de céruse.

En chauffant le liquide, on peut activer considérablement le dégagement électrique de cette pile.

M. Sorel, et d'autres qui s'occupent de galvanoplastie, ont donné aux piles des dispositions diverses que nous ne nous arrêterons pas à passer en revue, car, outre que ces modifications sont multiples et varient selon le caprice de l'inventeur et les conditions de l'objet soumis à l'opération, elles n'allèrent en rien les bases essentielles de ce genre d'appareils.

PUr deMefeen*. — Dans la description d'un système d'avertisseur électrique, breveté en Belgique au môis d'avril 185!), nous avons vu le détail d'une pile que nous ne pouvons nous dispenser de mentionner, à cause de l'idée originale qui a présidé à sa formation, et parce que, bien que nous ne croyions pas nécessaire, dans les applications qu'on fait aujourd'hui de l'électricité à l'industrie, d'avoir recours au moyen proposé par M. Melsens pour obtenir un fluide électrique économique, néanmoins les proportions que ces applications atteindront peut-être un jour ne permettent pas de rester indifférent devant la possibilité d une diminution quelconque de frais, si minime qu elle soit.

Préoccupé sans doute d'une idée d'économie, M. Melscns propose, non-seulement pour son système d'avertisseur électrique, mais aussi pour les télégraphes des chemins de fer et tous autres usages, « une pile où l'urine est employée comme liquide excitateur, soit seul et sans diaphragme en présence de deux corps, soit avec diaphragme et séparé du second liquide conducteur, soit enfin, dans l'un et l'autre cas, mêlé à certains corps qui rendraient son action plus énergique. » Ce sont là les expressions de l'inventeur, d'après lesquelles on voit qu'il revendique comme 9ienne l'idée d'employer l'urine comme liquide excitateur, quelle que soit la manière dont on remploie. Les observations de l'inventeur pour prouver l'économie de ce liquide sont fort curieuses.

Toutes les piles que nous venons de décrire sont à un seul liquide, et le dégagement électrique s'y opère d'une manière identique : par les réactions chimiques, d'après les uns ; par le conlact^idé de la décomposition de l'eau, d'après les autres. Ces derniers croient que, le contact des métaux développant l'électricité, les molécules du liquide se polarisent et se décomposent: celles d'hydrogène (électro-positif) se portent vers le métal électro-négatif, et celles d'oxygène (électro-négatif) oxydent le métal électro-positif. Les premiers prétendent qu'il n*y a dégagement d'électricité que sur le métal oxydable ; mais les deux métaux composant le couple sont électrisés négativement par la communication plus ou moins conductrice existant entre eux hors du liquide; l'hydrogène, qui s'électrise positivement, ne vient que vers le corps non oxydé, cuivre, platine ou fer, parce que ce corps se trouve chargé de l'électricité négative qu'il a reçue du zinc; il peut ainsi, en décomposant l'eau en sens inverse, c'est-à-dire en s'eniparant de l'hydrogène, compléter la chaîne des décompositions successives entre toutes les molécules liquides séparant les deux métaux, qui a commencé dans le zinc par l'absorption de l'oxygène.

La tension électrique de toutes ces piles et la quantité de lluide développée sur une surface donnée sont très-variables ; elles sont subordonnées aux états divers où se trouve le zinc, à la conductibilité du liquide, et aussi aux conditions variées

qu'offrent les surfaces sur lesquelles se dégage ou se combine l'hydrogène.

Les piles à deux liquides, que nous allons décrire, sans avoir fait entièrement abandonner l'usage des piles à un seul liquide, leur sont néanmoins de beaucoup préférées, parce que leur dégagement électrique est plus continu, et qu'il réunit l'énergie à la régularité.