Causes possibles du phénomène

En dehors des actions déjà signalées, à propos des champs électriques, il peut intervenir une action calorifique de l’étincelle provoquant une élévation de température qui évapore les gouttelettes de brouillard et entraîne la formation de remous pouvant favoriser la coalescence.

Dans les expériences qui vont suivre, on a cherché à modifier les conditions de l'expérience, de façon à isoler ou supprimer, exagérer ou atténuer, suivant le cas, l'influence de chaque facteur, afin de parvenir à une interprétation du phénomène.

19 Faible influence de l'effet Coulomb.

Si l'effet Coulomb joue un rôle, les gouttelettes doivent se rassembler en grand nombre sur les électrodes, et comme celles-ci demeurent froides, sauf au point d’où jaillit l’étincelle, on devrait pouvoir constater leur présence.

Or, il n’en est rien. Des examens répétés et très attentifs avec une forte loupe ne nous ont pas permis de découvrir la présence de gouttelettes dans ces conditions.

Ceci n'étant pas très probant, car le dépôt peut s’évaporer rapidement, nous avons repris cet examen en opérant sur la fumée de tabac : on constate alors parfois la présence de menues particules déposées sur une électrode plutôt que sur l’autre. Toutefois, le peu d’importance de ce dépôt semble prouver qu'il ne s’agit que d’un phénomène secondaire, et l’effet Coulomb ne jouerait donc qu’un rôle assez faible.

20 Expériences avec la fumée de tabac.

Les courbes de la planche VII montrent que la fumée de tabac, très lente à dissiper sans étincelles, s’éclaircit assez vite lorsqu'on en provoque. Ici, les phénomènes calorifiques ne sont pas en jeu, d’après ce que nous avons dit au Chapitre V sur la composition de la fumée de tabac. L'effet Coulomb n'intervient pas non plus, car la fumée est peu ou pas ionisée. D'ailleurs, quand on l’ionise, le phénomène de dissipation est atténué, alors que l’effet Coulomb devrait l’augmenter.

L'effet d'attraction par l’électrisation induite est donc seul à considérer, et s’il faut un temps appréciable pour obtenir une coalescence assez importante, c’est que la fumée de tabac est composée de particules extrêmement ténues (de l’ordre de 1 p). Or, nous avons vu que la force d'attraction est proportionnelle à a*, donc ici très faible.

39 Surpression produite dans lé ballon pendant les expériences.

Si, après avoir pratiqué la détente, on ferme le robinet et fait éclater l’étincelle, la colonne du manomètre est agitée de légères oscillations, en phase avec la cadence

d’éclatement des étincelles. Il en résulte une surpression variable avec l’écartement des électrodes et due, vraisemblablement, à l’ébullition instantanée des gouttes qui se trouvent sur le trajet de l’étincelle.

En effet, si l’on fait la même expérience sans brouillard, la colonne n'’oscille plus et la surpression devient plus faible.

Il est intéressant de remarquer que la température moyenne atteinte (mesurée par l'augmentation de pression) est plus élevée quand les électrodes sont éloignées (alors qu'elles restent froides), que lorsqu'elles sont voisines (et, dans ce cas, leur température est assez élevée).

Lorsque les électrodes sont très voisines (de l’ordre de r mm), l'expérience change complètement d’allure, l'effet de dissipation devenant beaucoup plus faible (9.

4° Expériences faites en reliant les électrodes par un fusible.

Afin d'étudier plus complètement le phénomène, les électrodes, reliées non plus à la bobine d’induction, mais à un accumulateur, sont mises en série avec un fil fusible, puis on règle le courant pour que la surpression produite dans le ballon soit du même ordre que celle que nous avons vue au paragraphe précédent.

Dans ces conditions, le plomb s’échauffe rapidement, et l’on a constitué ainsi une source de chaleur de la forme et de la dimension de l’étincelle. Le brouillard s’évapore sans remous et sans projections : ces phénomènes ne sont donc pas dus à la convection, mais probablement à l’ébullition des gouttes, comme nous l’avons dit. Ceci précise le rôle de l'effet thermique.

50 Production d'un champ sans étincelle.

En écartant les électrodes à une distance supérieure à la distance explosive et en faisant passer le courant dans la bobine, on peut faire les mêmes constatations que si l’étincelle passait (remous plus légers seulement) : les courbes obtenues sont comparables à celles relevées avec étincelles, mais les temps de dissipation sont un peu plus longs. Dans ces expériences, les effets calorifiques sont supprimés; ils ne sont donc pas seuls en cause.

On pourrait attribuer les phénomènes précédents à l’effluve électrique. Or en opérant dans l'obscurité, nous avons augmenté la distance des électrodes jusqu'a ce qu'il n'y ait plus d’effluve : rien n’est changé, sauf si l’on augmente beaucoup là distance; le phénomène est alors plus lent.

60 Étude de la chute du brouillard.

L'étude de la vitesse de chute du brouillard, en nous renseignant sur les variations de diamètre des gouttes, doit permettre de décider si la dissipation est due à l'évaporation ou à un phénomène de coalescence. On a vu plus haut que si on laisse évoluer le brouillard sans faire jaillir d’étincelle, il n’y a pratiquement pas d’évapo-

() On constate même qu’il est presque impossible d’obtenir l’ionisation préalable avec de tels écartements.

Le +) —

ration : le brouillard tombe lentement avec une vitesse qui s'accélère peu à peu à cause de la coalescence naturelle.

Si, au contraire, on fait jaillir l’étincelle, le phénomène s’inverse : la chute, d’abord très rapide, se ralentit quand le brouillard arrive au-dessous des électrodes. Il se stabilise alors à un niveau d’autant plus bas qu’elles sont plus écartées (PI. XVII). Le brouillard qui se trouve au-dessous de ce niveau se comporte comme s’il n’y avait pas eu d’étincelles (PI XVIIT).

Il semble donc bien que le phénomène de dissipation ne se produise plus à partir d’une certaine distance de l’éclateur : la variation linéaire de cette distance d'action en fonction de l’écartement des électrodes (PL. XVII) montre que la zone de dissipation suit le déplacement des lignes de force du champ, déformées homothétiquement quand cette distance augmente.

En définitive, il v a, au début, une coalescence importante provoquée à la fois par les remous et le champ électrique, coalescence qui cesse hors de la zone d’action de l’éclateur. :

Le phénomène subsiste d’ailleurs quand les électrodes sont trop éloignées pour que l’étincelle jaillisse, ce qui confirme le rôle du champ électrique dans le phénomène de coalescence.

Ces diverses expériences ne laissent aucun doute et montrent que c’est bien le phénomène de coalescence par électrisation induite qui est prépondérant.

7 Étude critique des courbes de visibilité.

En appliquant, comme nous l’avons fait précédemment, les théories des Chapitres II et IV aux courbes de visibilité relevées, on constate que ni l’évaporation, ni l'attraction par électrisation induite ne peuvent expliquer leur allure d’une façon complète, ce qui prouve bien la complexité du phénomène. Toutefois, les courbes commencent à se rapprocher davantage des courbes théoriques dues à l’électrisation induite, lorsque la distance des électrodes devient importante.

Conclusion. — Ces expériences, résumées dans le tableau ci-après, montrent bien que la coalescence est la cause la plus importante du phénomène de dissipation.