ÉLECTRO- MAGNÉTISME

Lorsque Yolta découvrit la pile, il était certaine- ' ment très-loin de soupçonner toute la portée de son invention. Avant lui on ne produisait l'électricité qu'en très-faible quantité et d'une manière très-discontinue, de sorte qu'on ne pouvait en tirer aucun avantage. Il était possible, à la vérité, d'en accumuler de grandes quantités dans des appareils spéciaux ; mais le fluide électrique, ainsi qu'on l'appelait alors, disparaissait tout entier aussitôt qu'on lui ouvrait un passage. A quel usage mécanique serait-il possible d'employer une source qui fournirait un litre d'eau d'heure en heure, et qui, même accumulée dans un réservoir, s'écoulerait tout entière dès qu'on l'aurait ouvert ' et disparaîtrait à l'instant? Une force qui agit par intermittence et par choc, ne peut donner aucun travail fructueux ; il est de toute nécessité que la machine reçoive de la force un mouvement continu et constant.

La pile inventée par Volta, en permettant de produire une quantité d'électricité très-faible, il est vrai , mais constante et sans cesse renouvelée, devint immédiatement un des appareils les^plus importants qui aient jamais été découverts.

Toutefois, après la disposition primitive que Volta avait adoptée, la pile s'épuisait rapidement, semblable à une source d'abord très-abondante, mais qui se tarit bientôt. On s'attacha donc à modifier la pile, de façon que le débit en pût devenir constant et soutenu. Aprè^ une multitude d'essais de divers savants, M. Becquerel parvint le premier, en 1829, à résoudre le problème ainsi posé ; et sa pile, qui n'est plus que trèsrarement employée, est remarquable au même titre que celle de Voila. Plusieurs physiciens se disputent l'honneur de cette découverte importante, et chacun d'eux se fait Tauteur de la première pile à débit constant. Mais, si l'on lient compte des dates, M. Becquerel doit être regardé comme ayant précédé, sinon inspiré, tous les autres inventeurs de piles pareilles.

Dans toute pile, l'électricité élaborée dans le générateur vient s'accumuler en deux points, qui sont semblables aux écluses fermant le réservoir. On appelle ces points particuliers les pôles. Lorsqu'on réunit les deux pôles par un fil en métal , généralement en cuivre, il s'établit un courant continu qui marche avec la vitesse infinie qui a été indiquée. Quelle que soit la nature du fil métallique, quelle qu'en soit la forme ou la longueur, toujours le courant se produira aussitôt que les pôles seront réunis. Mais si on coupe le fil qui forme le circuit, si on laisse un vide entre les

pôles, le courant est interrompu, et ce n'est plus qu'aux extrémités mêmes du fil qu'apparaîtra Télectricité. Ainsi donc, chose essentielle, il est nécessaire que les deux pôles d'une pile soient réunis métalliquement pour que la pile fonctionne.

En 1820, un physicien suédois, Œrsted, avait placé par hasard le fil d une pile dans le voisinage d'une boussole. Il s'aperçut que Taiguille aimantée était fortement déviée toutes les fois que la pile fonctionnait et que le courant électrique traversait le fil. D'ordinaire, la boussole indique le nord, mais soumise à Tinfluence de la pile, l'aiguille tend à se mettre en croix avec cette direction normale, et indique la ligne est-ouest.

Fig. 2. — Expérienca d'Œrsted.

D'après cette observation, on pouvait déjà imaginer un système de télégraphe. Qu'on établisse une pile à Paris, et que le fil conducteur, allant passer à Lyon audessus d'une boussole, revienne au point de départ, quand le courant électrique sera de Paris lancé dans le fil, la boussole sera déviée à Lyon, et Ton n'aura plus qu'à convenir des signaux. Cette idée, due à Ampère,

contenait en germe toute la télégraphie. Mais ce système, possible en théorie, présentait dans Tapplication de très-graves inconvénients, et on ne chercha pas à le rendre pratique.

En répétant Texpérience d'Œrsted, en étudiant, sous toutes ses formes, Tinfluênce de l'électricité sur une aiguille aimantée, on reconnut bientôt que le courant d^me pile avait pour effet d'aimanter fortement un morceau de fer. Ainsi, en entourant ce métal d'un fil qui réunit les pôles d'une pile, aussitôt que le courant passe, le fer est aimanté ; aussitôt que le circuit est interrompu, le fer revient à l'étal naturel. Il suffit pour cela que le métal soumis à Texpérience soit bien pur ; la fonte ou l'acier, plus difficiles à aimanter, conservent toujours des traces de magnétisme.

Ce fait, conséquence de Texpérience d'Œrsted, fut immédiatement appliqué à des usages pratiques. On pouvait dès lors aimanter ou désaimanter un morceau de fer instantanément et à une distance quelconque.

Quand on veut, maintenant encore, avoir un aimant très-énergique, on prend un gros morceau de fer recourbé en fer à cheval. On l'entoure avec soin d'un fil dont les extrémités touchent aux pôles de la pile. Ce" fil s'enroule un très-grand nombre de fois autour de chaque branche de fera cheval ; de celte façon, chaque tour agit séparément et aimante un peu le fer, l'action résultante se multiplie et devient très-forte. Aussitôt que le courant traverse le fil, on peut faire supporter au fer à cheval des charges considérables, et d'autant plus lourdes qu'il est plus aimanté, c'est-à-dire que le nombre de tours est plus grand. Mais il y a une limite

ÎO , L'ÉLECTIIICITÉ.

après laquelle le nombre de tours de fil n'inllue plus sur l'aimantation, limite qui dépend de la grosseur du . fil et de beaucoup d'autres circonstances qu'il serait trop long d'énumérer ici.

Cette aimantation instantanée du fer à distance est appliquée dans la télégraphie. La pièce importante des appareils récepteurs, lesquels enregistrent les dépéclics envoyées de loin, est une pièce analogue à celle que nous venons de décrire et qu'on nomme encore élrctvoaimant. C'est encore une sorte de fer à cheval entouré de fils, marqué EE' sur la figure. Devant cette pièce, et à une légère distance, se trouve une petite plaque A

TÉLÉGRAPHE DE MORSE. St

de fer bien pur, légère et très-mobile autour de l'axe VV; un ressort antagoniste t/ s'oppose faiblement à son mou- Tement, et tend toujours à la ramener dans sa position normale : cette plaque forme l'armature. Quand le courant passe, venant de la ligne LL', la plaque de fer est attirée et vient se coller sur le fer à cheval ; quand le courant ne passe plus, la tige revient, sous l'action du ressort, à sa première position. On peut ainsi donner

Fig. À. — Ëlcitro-aimant des lilégraphea,

à une plaque de fer un mouvement de va-et-vient aussi rapide qu'on le veut. Divers mécanismes transformeront ensuite ce mouvement et agiront sur les pièces k signaux. Ainsi fait le piston d'une machine ; poussé en dessousparla vapeur, retombant à sa premièreposition, soit par son poids, soit eticorepar l'action de la vapeur, ■I est animé d'un mouvement de va-et-vient, qui se transmettra par une série d'articulations et de bielles au volant et à l'arbre de couche.

Ce sont les diverses transformations du mouvement élémentaire de l'armature qui caractérisent les divers

systèmes de télégraphe. Par lui-mçme, ce changement d'un mouvement en un autre est très-simple, et la mécanique donne des règles certaines pour le produire. Mais ici, la question était plus ardue, car il fallait conserver aux appareils toute leur mobilité et toute leur délicatesse, en obtenant un mouvement facile à observer; il fallait que les nouveaux organes fussent aussi sensibles que Télectro-aimant, tout on restant aussi solides et aussi surs. Ce résultat n'a pas été obtenu du premier coup ; il a fallu de nombreuses recherches, et aujourd'hui même, où la télégraphie a atteint une remarquable perfection, il reste pourtant quelques détails qui demandent à être modifiés. Chaque jour l'usage met en évidence quelques nouveaux incon-* vénierits, et chaque jour aussi on travaille à les faire disparaître.

De tous les systèmes employés ou proposés, l'appareil de Morse est le plus simple, et en même temps un des meilleurs^ Dès 1831 , ce savant américain avait inventé et modifié son télégraphe, mais ce ne fut qu'en i 838 qu'il parvint à le faire adopter. Depuis cette époque, toutes les administrations télégraphiques de l'Europe se sont peu à peu ralliées à son système. Dans le télégraphe Morse, l'armature de Télectro-aimant porte un crayon ou un stylet, lequel vient tracer un trait sur une bande de papier qui se déiroule. Cestrails forment par leur ensemble les signaux alphabétiques.

CIRCUIT AERIEN

Un télégraphe électrique, quel qu'il soit, se compose toujours d'un fil conducteur forn ant le circuit de la

pile, puis d'un manipulateur envoyant la dépèche, et enfin d'un récepteur qui enregistre celle-ci au lieu même de sa destination.

Le fil formant le circuit est disposé de la même manière dans tous les systèmes. C'est un fil en fer galvanisé suspendu dans Tair, ou bien enfoui dans le sol, ou bien encore plongé dans la mer. Pour ces derniers circuits, il est nécessaire d'observer certaines précautions dont il sera traité plus loin.

Le fil aérien est soutenu par des poteaux en bois, placés à une distance de 50 mètres les uns des autres. Il suit généralement les routes les plus fréquentées, ou les chemins de fer, afin que la surveillance en soit continue et facile, et qu'on puisse apercevoir et réparer un accident aussitôt qu'il se produit. Le fil est suspendu à ces poteaux par des crochets implantés dans des cloches en por- ^'^' ^'^J^ n"s.^^°*"^° celaine.

Toutes les fois qu^un objet quelconque touche le fil, et le met en communication avec le sol, cet objet donne un passage secondaire à Télectricité : c'est une sorte de canal de dérivation. 11 en résulte aussitôt une perte qui affaiblit le courant principal, et qui est d'autant plus grande que le circuit accidentel est plus facilement traversé par l'électricité et qu'il en débite davantage. A chaque poteau, à chaque branche d'arbre qui, balancée par le veni, vient toucher le fil aérien, le courant des fils se divise en deux ; l'un continue sa route à travers le circuit et va faire marcher lés appareils télégraphi-

ques, l'autre s'écoule et se perd dans le sol. Ces dérhalions, se produisant continuellement, affaiblissent le courant principal ; il est nécessaire de les détourner ou, tout au moins, de les atténuer ; c'est pourquoi Ton a fait choix de la porcelaine pour soutenir le fil et le rattacher au poteau. Cette matière conduit mal Télectricilé. De même qu'une couche imperméable d'argile maintient le courant d'eau dans son lit naturel, de même la porcelaine, et les substances qu'on appelle isolantes, ne s'imprègnent pas d'électricité et maintiennent le courant de la pile sur le fil. Toutefois lorsque les godets sont humides, ils deviennent presque bons conducteurs, et se laissent plus facilement traverser par Télectricilé. Pour obvier à ce nouvel inconvénient, on renverse les cloches, de sorte qu'il ne pleut jamais à Tintérieur, et que la surface, en contact avec le crochet de fer, est toujours à peu près sèche.

Pour établir un courant électrique, il faut, on le sait déjà, que le fil, après être allé entourer T électro-aimant du récepteur, revienne sur lui-même toucher le second pôle de la pile expéditionnaire. Dans ce parcours, le fil peut (îhanger de forme et traverser, des appareils quelconques, le courant sera toujours établi pourvu que les pôles soient réunis métalliquement runàTautre. D'après cela, il semble indispensable qu'il y ait deux fils pour chaque ligne. Cependant on a reconnu qu'un seul fil était suffisant. A Paris, par exemple, on met utf seul pôle de la pile en communication avec Lyon, et l'autre pôle est réuni à de larges plaques de métal enfouies dans un sol humide. A Lyon, le fil, arrivant de faris, traverse le récepteur, et se rend encore dans le

sol. Dans cette disposition, la terre sert de second fil, et ramène Télectricité au deuxième pôle de la pile. Le courant se forme presque aussi parfait que s*il y avait deux fils, et c'est à peine s'il faut augmenter la dose d'électricité qui doit être envoyée dans le circuit. Si Ton voit plusieurs fils suspendus aux mêmes poteaux, c'est que chacun deux a une destination spéciale.

Le sol qui peut ainsi absorber d'immenses quantités d'électricité, et les porter au point convenable, est appelé le réservoir commun.

RECEPTEUR

Le récepteur est Tappareil qui reçoit et enregistre les dépêches ; il se compose d'un électro-aimant qui imprime à une tige de fer un mouvement de va-et-vient ; ce mouvement s^ transmet au mécanisme producteur des signaux. Nous avons déjà dit qu'avec l'appareil de Morse, Tarmature écrit elle-même les signaux sur une bande de papier qui se déroule devant elle.

L'électro-aimant est vertical, et la tige horizontale. Celle-ci s'attache à un levier très-léger, analogue au fléau d'une balance. L'extrémité opposée de ce levier porte un crayon ou un stylet qui vient marquer des points ou des traits sur la bande de papier.

Lorsque le courant passe, la tige est attirée par Télectro-aimant, elle s'abaisse et vient s'appuyer sur lui. Le levier tout entier s'incline, ainsi que le fait le fléau d'une balance qui a trébuché. Le crayon s'est donc relevé, et, pressant contre le papier, il a marqué un trait continu ; tant que le courant passe, l'appareil reste fixe

sa L'ÉLEcmicirÉ.

dans celle position ; dès que le couranl esl inlerrompu, *ta tige se relève sous l'aclion du ressort antagoniste, le crayon s'abaisse et la bande se déroule à vide.

Si l'on tait passer le courant subitement et qu'on l'interrompe, aussitôt le crajon s'élève et s'abaisse instantanément et marque un point. Si au contraire, on laisse le courant se continuer quelque lemjiB, le crayon ' marque sa trace pendant toute la durée du passage de l'électricité, et le papier présentera un trait continu. C'est celte succession de points et de traits qui constitue la dépêche.

Fig. 6. — Bécrplcut du tél^graplie Horsc.

On a adopté un alphabet conventionnel, où chaque lettre esl formée par la réunion de traits et de points. Il eût été facile de varier la longueur des traits et d'obtenir ainsi un grand nombre de signaux élémentaires. Mais cette disposition pourrait donner lieu à des confu-

sions et on a préféré ne conserver que le pointet le Irait quelle que soit d'ailleurs la' longueur de celui-ci.

L'alphabet usuel est unifortre pour tous les télégraphes de l'Europe : il n'a absolument rien de secret. Los lettres les plus fréqueotes y sont représentées autant que possible par les signaux les plus simples : ainsi e est désigné par un point, i par deux points, t par un trait, etc.

Un employé quelque peu habitué à son service, peut lire la dépêche à mesure qu'elle se déroule, sans avoir besoin de recourir n l'alphabet, ni même de rechercher lesparties précédentes de labande.

Les lettres sont séparées les unes des autres par un espace vide, et les mots par des intervalles plus grands.

Nous reproduisonsici unebande de papier portant tes mots : Comment recevez-vous? Cette question fréquemment répétée dans le service télégraphique a pour but de faire connaître l'état de la ligne, afm qu'on sache si loe signaux passent bien et si la communie; tion peut s'établir. Si I on ne reçoit pas de réponse, ou si la réponse est de-

favorable, on est assuré que le circuit est interrompu et l'on veille à rétablir la circulation.

Outre les signes consignés dans Talphabet usuel, on fait souvent usage de quelques autres, qui présentent en eux-mêmes un sens complet. Ainsi on avertit qu'une dépêche va être transmise par une série de traits suivis d'un point ; une série de points suivis d'un trait, indique la (in de la dépêche : on annonce que Ton n'a pas compris, par une série de points, et ainsi de suite ; les signaux les plus ordinaires, et dont l'emploi est fréquent, sont ainsi indiqués en abrégé.

Les dépêches privées écrites en langage ordinaire et intelligible sont transmises à l'aide de l'alphabet usuel. Quant aux dépêches secrètes de l'Etat, aux messages des fonctionnaires au gouvernement, aux notes des ambassadeurs, on les écrit au moyen d^alphabets secrets dont les intéressés ont seuls la clef. Les postes intermédiaires reçoivent et transmettent la dépêche sans la comprendre ; l'adresse seule est en langage ordinaire ; dans ces circonstances, c'est toujours un employé supérieur, le chef de la station télégraphique ou son suppléant, qui doit se tenir au récepteur. Ces alphabets secrets sont ordinairement formés de lettres qui se composent au moins de quatre signes ; ils diffèrent en cela de l'alphabet usuel dont les lettres n'en ont jamais un plus grand nombre.

Quelle que soit la nature de la missive envoyée, les signaux ont été transmis ; ils ont été imprimés sur la bande de papier, et, s'il y a erreur de lecture ou de transmission, la bande reste et l'on peut corriger la dépêche.

Il est nécessaire que la bande de papier se déroule elle-même et d'une façon bien uniforme, sinon le cra\on marquerait toujours au nicme lieu, et on n'aurait pns une succession bien régulière des signaux. Un mouvement d'horlogerie fait marcher deux rouleaux, et ceuxci entraînent par frottement la bande de papier. Un de ces rouleaux sert de point d'appui au crayon, lorsqu'il yient faire sa trace sur le papier ; une légère rainure, pratiquée à Tendroit même où il se pose, reçoit l'empreinte du stylet, et les traits sont bien visibles sans qu'il y ait à craindre la moindre déchirure. Le mouvement d'horlogerie est déterminé par un poids ou un ressort que Ton peut remonter et régler comme celui des pendules. Quand l'employé est averti qu'une dépêche va arriver, il dégage le mouvement elle rend libre d'agir. La bande de papier se déroule alors d'une manière uniforme, et la dépêche s'écrit d'elle-même. Dès que la transmission est achevée, on entrave de nouveau le mouvement d'horlogerie et le papier ne se déroule pas inutilement. Avant de recevoir la trace du stylet, et après l'avoir reçue, la bande de papier est* enroulée autour de bobines qui complètent le récepteur.