CHAPITRE VI

BOBINES D'INDUCTION. — MACHINES iNAGNÉTO-ÉLECTRIQUES

ET DYNAMOÉLECTRIQUES ^

Un des caractères distinctifs des courants d'induction, c'est leur tension considérable, qui les rapproche des courants instantanés fournis parla bouteille de Lcyde. Cette tension se manifeste par les étincelles que Ton voit jaillir entre les extrémités d'un fil induit lorsqu'on les laisse écartées, et par les commotions que Ton ressent si Ton tient à la main les extrémités du fil au moment où se produit Tinduction. hês courants ordinaires n'ont qu'une tension infiniment moindre : en écartant les rhéophores d'une pile, on n'obtient en général, par la rupture du courant, qu'une étincelle faible, à peine sensible, et on n'en obtieiit pas du tout en les rapprochant pour fermer le circuit.

Toutefois, quand le fil qu'on emploie est très long, et surtout lorsqu'il est enroulé sur une bobine, on obtient une étincelle vive et bruyante et l'on reçoit

une commotion très forte au moment de la rupture du courant. L'exception n*est qu'apparente, car la tension qui permet 'dans ce cas au courant de franchir l'intervalle des rhéophores est due à un effet d'induction. Au moment de l'ouverture du circuit, le courant finissant dans chaque spire induit dans les spires voisines un courant direct qui s'ajoute au courant principal, et il en résulte un renforcement assez sensible pour que l'étincelle de rupture puisse traverser la couche d'air interposée entre les extrémités du fil. Ce courant direct, qui vient renforcer le courant principal au moment de la rupture, et qui est dû à l'induction du courant sur lui-même, a reçu le nom à' extra-courant.

Au moment de la fermeture du circuit, il se produit également un effet d'induction, mais il en résulte un courant inverse, le contre-courant, qui affaiblit le courant principal. Dans le fil d'une bobine, le courant finissant a donc, grâce à l'extra-courant, une tension très supérieure à celle du courant commençant. C'est sur les effets de l'extra-courant que reposent les applications de l'électricité au traitement des paralysies.

Une particularité remarquable du courant d'induction que Kon obtient par l'interruption du courant inducteur, c'est qu'il se compose d'une suite d'osctllotions, dont le nombre dépend de l'intensité de l'inducteur. Quand la durée totale du courant induit dépasse par exemple j—ô^Ic seconde, les oscillations successives ne durent souvent que ~^ ou même y^^ de seconde. L'étincelle d'induction est aussi une décharge oscillante, comme l'ont prouvé MM* Dondeis,

LES BOBINES D'IIibUCTIO.N. 375

Nyland et d'autres, en la recevant sur un cylindre tournant, où elle perce une série de petits trous.

Les effets de tension des courants induits avaient été mis en pleine lumière des 1842 par MM. Masson et Breguet. En mettant à profil les résultats obtenus par ces. habiles expérimentateurs, H. Buhmkoriï

FiR. 93. -'Bobine de Ruhaikorfl.

parvint vers 1851 à construire la bobinC d'induction qui porte son nom, et qui est représentée dans la figure 95.

L'appareil se compose de deux bobines, séparées par un cylindre de verre et dont les spires sont soigneusement isolées par des couches de mastic. La bobine intérieure ou bobine inductrice est formée d'un fil gros et, court, la bobine extérieure ou bobine

276 i LE MAGNÉTISME.

induite d'un fil très fin et très long; le fil induit peut avoir 50 et jusqu'à 150 kilomètres, tandis que le fil inducteur ne dépasse guère 50 ou 60 mètres. Ce dernier, dont on voit les extrémités en ff^ communique avec la pile par l'intermédiaire de l'interrupteur LM et du commutateur C, qui sert à changer au besoin le sens du courant. L'interrupteur est formé par un ressort qui porte un levier L, terminé à droite par une pointe qui plonge dans le godet M ; le courant passe quand cette pointe touche le mercure, il est interrompu quand elle le quitte. Pour obtenir cette interruption d'une manière automatique, l'extrémité gauche du levier L est lestée d'une petite masse de fer doux, et la bobine intérieure renferme un faisceau de gros fils de fer qui s'aimantent sous Tiniluence du courant et attirent la masse de fer doux.

Le jeu de l'appareil est maintenant facile à comprendre. Chaque fois que le courant est lancé dans le fil intérieur, il aimante le faisceau central ; ce dernier attire le levier L, la pointe sort du mercure, et le courant se trouve interrompu. Dès lors le faisceau central perd son magnétisme, le levier L se détache, la pointe plonge de nouveau, et le courant se trouve rétabli; puis les mêmes alternatives se reproduisent indéfiniment.

Chaque interruption du courant inducteur développe dans le fil induit un courant direct, et chaque fermeture un courant inverse ; mais l'expérience montre que les courants directs ont une tension très supérieure à celle des courants inverses, et il en résulte qu'ils dominent entièrement ces derniers. Ils

LES DODINES D'INDUCTION. * 277

produisent des effets de tension surprenants : on voit jaillir entre les rhéophores A B des étincelles de 30 à 40 centimètres de longueur, et lorsqu'on emploie la machine de Ruhmkorff à charger une batterie de Leyde, on peut arriver à des effets foudroyants.

Dès qu'on vit que Tinduction par les aimants permettait d'obtenir des courants sans pile, on songea aussi à tirer parti de cette découverte pour construire des électro-moteurs d'une nouvelle espèce. Ces machines produisent des courants par un mouvement de rotation qui éloigne et rapproche tour à tour une bobine d'un aimant. Les courants d'induction, à la vérité, sont de sens alternativement contraires, mais on les redresse, c'est-à-dire les ramène à une direction unique, par un commutateur qui intervertit les voies de communication entre la bobine et le reste du circuit aussitôt que le courant change de sens. Le commutateur est nécessaire toutes les fois qu'il s'agit de produire des effets chimiques, mais la lumière électrique peut s'obtenir avec des courants alternés.

La première machine magnéto-électrique a été construite en 1833 par Pixii, sur les suggestions d'Ampère. Dans cet appareil, une manivelle faisait tourner un faisceau aimanté en fer à cheval A ((ig. 94) sous une bobine fixe BB', suspendue à une traverse horizontale entre deux montants de bois. Un commutateur ramenait les courants induits à un sens constant.

Cette machine, lourde et encombrante, fut bientôt remplacée par les appareils de Saxton et de Clarke, où le faisceau aimanté reste fixe pendant que la bobine tourne devant ses pôles. Dans la machine de

278 LE yiGHÉTlSlIB.

Clarke (ûg. 95), l'aimant AB est dressé Terticalement contre une planchette, et un volant à manivelle imprime une rotation rapide à une double bobine qui

renferme deux noyaux de fer doux, réunis par une pièce de même métal It'. Les bobines passent, à chaque demi-révolution, en face et tout près des pôles de

l'aimant ; le lîl est enroulé de manière que les deux bobines donnent un courant identique, mais ce double courant change de sens à chaque demi>tour de

Fig. 95.

l'axe de rotation. Pour le ramener à un sens fixe, on fait communiquer les deux extrémités du fil avec les deux moitiés séparées d'une virole appliquée sur la surface isolante de l'axe de rotation ; chacune de ces moitiés reste pendant un demi-tour en contact avec

280 LE HAGNËTISME.

l'un des deux ressorts qui s'appuient sur Taxe /*, et pendant le demi-tour suivant avec le ressort opposé. Le courant se trouve ainsi renversé dans le circuit chaque fois qu'il change de sens dans les bobines, et il en résulte qu'il conserve toujours le même sens dans le circuit. Grâce à ce commutateur, on obtient donc avec la machine de Clarke des courants à peu près continus et doués d'une forte tension.

La machine de Clarke forme le point de départ de la machine imaginée, en 1850, par le professeur Nollet de Bruxelles, à laquelle M. Van Malderen a donné sa forme actuelle, et qui est construite par la Compagnie r Alliance pour l'éclairage de nos phares (fig. 96). Six anneaux de bronze, armés chacun de seize bobines, sont fixés sur un même arbre horizontal dont la rotation est produite par une petite machine à vapeur. Les six couronnes de bobines tournent entre sept rangées de huit faisceaux aimantés, qui sont disposés en rayons autour de l'arbre horizontal, de sorte que de chaque côté d'un anneau se trouve une série d'aimants qui lui présentent leurs seize pôles. A chaque révolution, on obtient seize courants (huit directs, huit inverses) ; avec une vitesse de quatre tours par seconde, cela donne soixante-quatre changements dans le même temps. Quand la machine sert à l'éclairage, on se dispense de redresser les courants alternatifs ; mais cela devient nécessaire lorsqu'il s'agit de produire des actions chimiques. Avec un moteur de quatre chevaux de force, et une vitesse de quatre tours par seconde, la machine de Y Alliance donne une lumière qui équivaut à 180 becs Carcel.

Les faisceaux aimantés de la machine de Noilet pourraient encore être remplacés par des électro-aimants, et ces derniers, au lieu de rayonner autour du plateau y pourraient être disposés perpendiculairement au plan de ce dernier comme les bobines ellesmémesy auxquelles il& présenteraient leurs pôles de face. C'est la disposition adoptée par M. Wilde, de Manchester, depuis 1875, comme nous le verrons plus loin.

Mais le système de NoUet, très commode pour l'éclairage, où l'on peut utiliser les courants alternatifs, n'est guère avantageux lorsqu'il faut redresser les courants, parce qu'il exige un commutateur fort compliqué. Cette difficulté se trouve éludée d'une manière très heureuse dans les machines de M. Gramme et deM. Lontin.

Imaginons que dans la machine de Clarke la double bobine soit remplacée par un plateau circulaire garni d'une ceinture de bobines et tournant devant les pôles de l'aimant en fer à cheval ; supposons toutes ces bobines reliées entre elles en série, de manière à former un circuit continu. Si elles sont parallèles à l'axe de rotation, comme dans la machine de Clarke, ou si elles rayonnent autour de cet axe, comme dans la machine de M. Lontin, les bobines sont à angle droit avec les branches de l'aimant lorsqu'elles passent en regard des pôles, et il s'ensuit que le courant qui les traverse change de signe au moment du passage. Ce courant va dans un sens déterminé pendant que la bobine se transporte du pôle boréal au pôle austral, et en sens contraire pendant qu'elle revient

au pôle boréal. Il en résulte que toutes les bobines qui se trouvent d'un côté de la ligne des pôles sont traversées par un même courant, et toutes celles qui se trouvent de Tautre côté par un courant contraire. Si Ton pouvait recueillir ces courants par deux ressorts collecteurs aux deux points où ils se rencontrent, les deux moitiés du plateau seraient associées en batterie comme deux piles que l'on réunit par leurs pôles de même nom. On y parvient en reliant les points de jonction des bobines à l'axe de rotation par des baguettes métalliques, et en faisant frotter sur cet axe deux ressorts ou pinceaux placés sur la ligne des pôles. Chacun des deux ressorts se trouve constamment en contact avec une baguette où se confondent les deux courants en opposition.

Quand les bobines sont couchées sur la circonférence du plateau, de manière à former un anneau continu, comme dans la machine de M. Gramme, elles sont parallèles aux branches de l'aimant au moment où elles passent en regard des pôles, et le sens du courant change lorsqu'elles arrivent à mi-chemin entre les deux pôles. Dans ce cas, il y a encore deux séries semi-circulaires en opposition, ^^ais la ligne de partage est perpendiculaire à la ligne des pôles, et les ressorts collecteurs doivent être placés en croix avec les pôles.

Les bobines de la machine de M« Gramme sont d'ailleurs enroulées d'une manière continue sur un anneau de fer doux, qui s'aimante par influence et ajoute son effet à celui de l'aimant inducteur. Les deux pôles qu*y développe ce dernier sont fixes dans

LES BOBINES ICrNDUCTlOS i»

l'espace, mais mobiles dans la masse de l'anneau ;

tout se passe comme si les bobines glissaient sur un

aimant circulaire permanent.

La figure 97 représente l'aspect général d'une ma-

Fig. ST.— Ibcfaine de Graninie.

chine de Gramme ; on y voit l'anneau-bobine, les baguettes qui établissent la communication avec l'axe, et les deux pinceaux métalliques qui servent-de collecteurs du courant.

M. Lontin enroule ses bobines sur les dents d'un pignon inducteur de fer doux, qui s'aimante égale*

ment sous Tinfluence de Tainiant en fer à cheval, et qui est un organe essentiel de son système.

L'appareil de Page est d'un système différent. Il se compose d'un aimant horizontal enveloppé d'une bobine, devant les pôles duquel tourne un morceau de fer doux. Le fer s'aimante dans des sens alternativement contraires et fait naître dans la bobine des courants induits que l'on redresse par un commutateur fixé sur Taxe de rotation, qui permet aussi de recueillir un extra-courant.

En d854, M. Werner Siemens a imaginé pour ces

Fig. 98. — Bobine de Siemens.

machines une forme de bobine très avantageuse, connue sous le nom de bobine ou d^armature de Siemens. C'est un cylindre en fonte de fer, creusé de deux rainures longitudinales qui reçoivent le fil enroulé en rectangle (fig. 98). Ce cylindre tourne autour de son axe dans le creux d'une armature qui se compose de deux segments longitudinaux de fer forgé, séparés par deux lames de bronzé ; il tourne entre ces segments sans les toucher. Sur l'armature sont posés à cheval les pôles d'un faisceau d'aimants. Un commutateur redresse les courants alternatifs. Grâce à cette disposition, on peut à volonté allonger le fil de la bobine, et le faible diamètre du cylindre permet de

lui imprimer une vitesse de rotation considérable. On obtient ainsi des effets très remarquables avec des appareils de petites dimensions.

Un physicien anglais, M. H.Wilde, de Manchester, a fait en 1866 un pas de plus. Il s'est dit que les courants obtenus par la rotation de la machine pouvaient être employés à créer un «lectro-aimant si on les lançait dans une bobine enroulée autour d*un %)oyau de fer doux, et que cet électro-aimant serait probablement beaucoup plus fort que Taimant permanent qui lui donnerait naissance. L'expérience confirma cette pr4vision. Avec quatre petits aimants pesant chacun 1 livre et pouvant porter ensemble un poids de 20 kilogrammes, M. Wilde se procura un électro-aimant qui portait 500 kilogrammes. Cette augmentation du pouvoir portatif peut être poussée beaucoup plus loin par un choix convenable des dimensions relatives de toutes les parties de la machine. Comment l'expliquer?

La réponse est toute trouvée : c'est le pouvoir mécanique employé à faire tourner la machine qui se convertit en magnétisme. La faible quantité de magnétisme qui existe déjà dans l'aimant permanent agit ici comme une sorte de ferment : elle amorce le jeu des transformations.

La machine de Wilde, représentée dans la figure 99, se compose de deux étages semblables : ce sont deux machines de Siemens superposées. L'étage supérieur est le générateur, qui lance le courant dans le fil de rélectro-aimant de l'étage inférieur ; cet électro-aimant est formé de deux plaques parallèles de fer doux

réunies en haut par une plaque transversale qui sert de support au générateur, et appuyées sur une armature semblable à celle de la première machine. = Lorsqu'on interrompt la communication de Télectro-aimant avec le générateur, il ne perd pas sa force tout de suite ; vingt-cinq secondes après la rupture du courant, on peut encore tirer de brillantes étincelles de l'éleclro-hélice. C'est une preuve que rélectroaimant accumule et condense une charge électrique. On constate aussi que ses spires opposent une résistance temporaire au passage, du courant. Lorsqu'on place quatre aimants seulement sur l'armature supé- ;'ieure, le courant n'atteint son intensité maximum qu'après quinze secondes, et il l'atteint au bout de quatre secondes avec un générateur plus puissant.

M. Wilde fit d'abord construire une machine dont les deux armatures avaient 6 centimètres 1/2 de ca- ' libre intérieur; une machine à vapeur leur imprimait une vitesse de rotation de 2 500 tours par minute. Avec cette machine, il faisait rougir un fil de fer de * 1 millimètre d'épaisseur sur une longueur de 60 centimètres, et il le faisait fondre sur une longueur de 20 centimètres. Quand on prenait pour l'électro-ai- ^ mant une armalure d'un calibre double, le courant /^ ' Ihisait fondre 38 centimètres d'un fil de fer de près de 2 millimètres d'épaisseur.

Il était à prévoir qu'on obtiendrait des résultats encore plus considérables avec une machine à triple effet, ou à trois étages, où le courant de la seconde bobine serait employé à créer un second électro-aimant, entre les pôles duquel tournerait une troisième

LES BUBIflEB D'IISDUCTIO». 380

bobine. M.Wilde donna àU plu» grosse des trois

Fig.gS. — Hicbine de WiM«.

machines combinées nn calibre de 25 cenUmètreg;

rélectro-aimant dont les plaques avaient i"^,^^ de hauteur, pesait 3 tonnes, le poids total de la machine atteignait 4 tonnes 1/2. Elle était munie de deux bobines de rechange, une bobine d*intensité, sur laquelle on avait enroulé 114 mètres de fil de près de 3 millimètres de diamètre, et yne bobine de quantité, avec 20 mètres d'une bande de cuivre assez épaisse. La vitesse de rotation était de 1500 tours par minute ; elle était produite par une machine à vapeur de la force de 15 chevaux. En combinant cette machine avec une autre d'un calibre de 12 ccnlimètres, puis celle-ci avec une troisième de 4 centimètres seulement, garnie de six aimants permanents qui pesaient chacun 1 livre, M. Wilde constitua une machine à triple effet dont l'électricité élevée à la troisième puissance faisait fondre sur une longueur de 37 centimètres une baguette de fer de 6 millimètres pleins de diamètre, ou bien un fil de cuivre de 3 millimètres; on fit même fondre une barre de platine de 60 centimètres de longueur et dont l'épaisseur dépassait 6 millimètros. Ces effets s'obtenaient avec la bobine de quantité. Avec la bobine d'intensité, on pouvait faire fondre un fil de fer dei'°'^,3 sur une longueur de 2 centimètres, ou le faire rougir sur une longueur de plus de 6 mètres. Dans ce formidable torrent de chaleur, les métaux les plus réfraclaires se liquéfient en un clin d'œil.

Le pouvoir éclairant de la machine de Wilde n'est pas moins extraordinaire. Dans une expérience, on plaça sur un toit élevé une lampe électrique garnie de dflux crayons de charbon de 12 millimètres de côté.

et on la mit en rapport avec la machine à triple effet. Aussitôt on en vit jaillir une lumière qui projetait sur les murs les ombres des becs de gaz dans un rayon de six à sept cents pas. Jamais lumière artificielle n'avait eu cet éclat. Une feuille de papier photographique, exposée à ces puissants rayons, fut noircie en si peu de temps que, d'après un calcul fort simple, cette lumière, placée à un mètre de distance, doit produire tout autant d'effet que le soleil de midi au mois dé mars.

La Commission des phares d'Ecosse adopta pour les essais d'éclairage une machine Wilde à double effet, avec des bobines de 6 et de 18 centimètres de calibre pour le générateur et Télectro-aimanl, auxquelles une machine à vapeurdetrois chevaux imprimaitdes vitesses de 2500 et de 1700 tours par minute respectivement. Mais ces énormes vitesses constituent un grave inconvénient. Une partie du travail est convertie en chaleur, les bobines s'échauffent considérablement, et il en résulte un affaiblissement du courant, sans compter que la chaleur détruit les enveloppes isolantes du fil des bobines. Il est difficile, pour cette raison, de réaliser avec ces machines un éclairage constant pendant 8 ou 10 heures. Cependant on les vit bientôt so répandre dans les ateliers industriels , on en tira parti pour la photographie, pour la galvanoplastie, pour la fabrication de l'ozone, etc ., en refroidissant les bobines par un courant d'eau glacée.

M. Wilde pendant ce temps continuait ses recherches. En 1873, il a publié la description d'une nouvelle machine, absolument différente de Tancienne.

C'est un plateau circulaire de fonte, armé d'une ceinture de seize bobines, comme les plateaux des machines de r Alliance, et qui tourne entre deux rangées circulaires de seize électro-aimants perpendiculaires au plan du plateau, et opposés par leurs pôles aux seize bobines. Le courant de deux bobines sert à charger le système des électro-aimants, les autres sont réunies de manière à fournir le courant du circuit extérieur. Avec une vitesse de lOQO tours par minute, cette machine fait fondre 5",6 de fil de fer de 2 millimètres d'épaisseur, et fournit une lumière qui équivaut à 1200 becs Carcel. Elle exige alors une force de 10 chevaux.

Dans les machines que nous avons décrites jusqu'ici, la source première de tous les phénomènes est encore le magnétisme d'un aimant permanent qui sert de base à la transformation du travail mécanique en électricité. On peut aller plus loin, supprimer l'aimant et le remplacer par un simple morceau de fer doux, qui devient électro-aimant par la vertu des courants qu'il induit lui-même dans la bobine qui tourne en face de ses pôles. Cela semble paradoxal, mais l'expérience n'en réussit pas moins. C'est la transformation la plus directe, la plus immédiate du mouvement mécanique en électricité. Toutefois cette transmutation ne s'opère pas, il faut l'avouer, d'emblée et pour ainsi dire sans cérémonies. Les machines ont besoin d'être amorcées avec une quantité minime de fluide tout préparé, sorte de ferment qui détruit les polarités opposées^ en réveille l'anlagonisnie endormi^ et excita le jeu àoê nianife»taiions diverses qui s*ap-

pellent magaétisme» courants induits, etc. C'est ainsi qu'une horloge toute montée ne commence à marcher que si on pousse le balancier; ensuite la pesanteur se charge et du balancier et des aiguilles, tant il est vrai qu'il n'y a que le premier pas qui coûte.

Pour amorcer les machines dynamo-électriques (c'est le nom qu'on leur donne parce qu'elles transforment la force mécanique en électricité), pour les mettre en train, il suffit de toucher le noyau de fer doux avec un aimant, ou de le placer seulement dans le méridien magnétique, afin d'y déterminer un commencement d'aimantation au moment où la bobine commence sa rotation entre les pôles du futur électroaimant. Ensuite on n'a plus qu'à faire tourner une manivelle pour entretenir les courants induits : ils s'alimentent directement de la force mécanique qui produit la rotation de la bobine. Ajoutons que la machine n'a même besoin d'être amorcée que la première fois : dans la suite, la faible trace de magnétisme rémanent que garde le fer doux suffit pour la mettre en train. Les courants induits sont d'abord faibles, mais peu à peu le magnétisme s'accumule dans l'électro-aimant à mesure que s'accroît la vitesse de rotation, et bientôt l'intensité des courants arrive à un maximum où elle se maintient, si la vitesse demeure constante.

C'est à M. Siemens que revient la priorité de l'idée de substituer à l'aimant inducteur des machines magnéto-électriques un électro-aimant alimenté par le retour du courant. Il a construit la première machine dynamo-électrique vers la fin de Tannée 1866, et en

^m LE MAGNÉTISME.

a donné la description au mois de janvier suivant. }ll. Whesitstone avait eu la même iéée de son côté, mais sa communication à la Société rafale n'est datée que du mois de février 1867. Des machines cmistruites sur ce principe ont figuré à l'exposition universelle de Paris, en 1867 ; on y remarquait celle de M. Siemens et celle de M. Ladd, qui en différait par une modification assez importante.

Les machines dynamchélectriques produisent donc des courants induits sous Tinfluence d'un électroaimant alimenté par ces mêmes courants ; comme ils sont alternatifs, on les redresse par un commutateur avant de les lancer dans le fil de Télectro-aimant. On peut maintenant, — e( c'est la manière la plus simple d'utiliser ces courants, — on peut intercaler dans le circuit un appareil où ils produiront un travail quelconque, travail chimique, génération de chaleur, etc. Ë'est ainsi que le courant de la première machine exposée par M. Siemens était lancé par un interrupteur dan3 un fil destiné à l'inflammation des mines. Mais on peut s'y prendra autrement.

M. Wheatstone a constaté qu'il obten^^it un accroissement notable de tous les effets lorsqu'il détournait de l'électro-aimant une partie du courant par un pont transversal. On diminue ainsi la force électro-motrice, mais on diminue aussi, et dans une proportion beaucoup plus forte, la résistance que rencontre le courant dans son circuit ; le résultat est donc une augmentation d'intensité. On le voit, M. Wheatstone alimente son électro-aimant par une dérivation du courant principal. Il paraît cependant que cette disposition ne

LES BODIHES D'INDOCTIOS. ' .^-^ Î9.1

convient pas à toutes lee machines de ce genre : dans beaucoup de cas, on a trouvé plus avaiAageux de lancer dans l'étoctro-aimant le courant entier.

La disposition imaginée par M. Ladd, constructeur d'instruments' de physique à Londres, est très diffé-

Fig. 100. — HicliinedeUdil.

rente. M. Ladd emploie un électro-aimant à quatre pôles, formé de deux lames parallèles et horizontales, et deux bobines de Siemens, qui tournent en face des pôles opposés, comme on le voit dans la figure 100. Le courant de la première bobine alimente l'électro-aimant, celui de la seconde est employé à Taire un travail quel-

conque, par exemple à produire la lumière électrique. La machine exposée par M. Ladd en 1867 donnait, avec la force de 1 cheval, un éclairage électrique équivalent à celui qui s'obtient par 40 éléments de Bunsen; elle tenait dans un espace de 60 centimètres sur 30 et 18. Pour éviter l'inconvénient des deux bobines qu'il fallait faire tourner séparément, M. Ladd a plus tard modifié la disposition de sa machine en plaçant les deux bobines sur le même axe, avec des surfaces polaires croisées. Enfin M. Ruhmkorff enroule sur une bobine unique deux fils séparés dont un seul est en communication avec Télectro-aimant.

M. Lontin et M. Gramme ont aussi perfectionné leurs machines magnéto-électriques en substituant aux aimants permanents des électro-aimants animés par le retour du courant. M. Gramme a trouvé que cette disposition permet de réaliser une économie considérable : on augmente le rendement dans une forte proportion, tout en diminuant le volume et le poids de la machine, et en économisant une partie de la force motrice. Dans les madiines de Gramme destinées à l'éclairage, l'anneau-bobine tourne autour d'un axe horizontal, entre deux électro-aimants parallèles à cet axe. Les modèles ordinaires donnent une lumière de 50 à 150 becs Carcel, avec des moteurs de 7 à 1 cheval-vapeur. Ce sont des appareils simples, commodes, durables, et qui constituent le mode d'éclairage le plus économique.

On ne peut s'empêcher de reconnaître l'analogie qui existe entre les machines dynamo-électriques et les nouvelles machines électriques de Holtz et de Tœpler.

LES BOBINES B'INDUCTIOrf. 297

Ce sont des machines électriques sans frottement, qui transforment, comme les machines dynamo-électriques, un mouvement rotatoire, en courants doués d'une haute tension. Le jeu de la machine de Holtz sous ses formes diverses repose essentiellement sur la polarisation locale qui se produit en plusieurs points d^un disque tournant de verre, en regard de peignes métalliques qui recueillent les fluides libres, de manière qu'il s'établit une circulation continue. La machine a besoin d'être amorcée ; ensuite on n'a plus qu'à tourner la manivelle pour entretenir les courants ou les jets d'étincelles, ils s'alimentent directement de la force mécanique employée à produire la rotation. Cet effet est surtout sensible lorsqu'on fait tourner les volants à force de bras. Au début de l'expérience, cela va tout seul ; mais, dès que l'on voit venir les étincelles, une résistance invisible pèse sur la roue, et l'on sent qu'on dépense sa force en feu et en bruit au bout des conducteurs.

Un phénomène des plus caractéristiques qui s'observe aussi bien avec les maeliines de Holtz qu'avec les machines d'induction de diverses espèces, c'est en effet la grande résistance qu'il faut vaincre quand l'appareil est en pleine activité. Dans la machine de Wilde, la courroie de transmission qui fait tourner l'armature du grand électro-aimant commence à glisser dans la gorge de la poulie lorsque les courants atteignent l'intensité maximum ; en même temps les fils des bobines s'échauffent quelquefois au point de faire prendre feu à l'enveloppe isolante de soie qui les entoure. La résistance qui se manifeste ici vient de

298 ^ lE IIAI^ÊTISIU^

la réaction exercée par les courants induits sur les aimants qui les font naître, car on produit ces courants en faisant tourner la bobine en sens contraire du mouvement qu'ils tendent eux-mêmes à lui imprimer.

Cette circonstance semble établir une analogie assez frappante entre les phénomènes de la cohésion d'une part et ceux du magnétisme de Tautre. Lorsque nous essayons de détruire la cohésion par une action mécanique quelconque, nous provoquons presque toujours des vibrations élastiques qui se manifestent, pour le sens du toucher, sous la forme de frémissements, pour Toreille sous la forme d'ondes sonores. De même, lorsque nous cherchons à vaincre l'attraction magnétique, nous donnons naissance à des courants induits : ne dirait-on pas une vibration née de la rupture de l'équilibre des forces polaires? Il est difflcile de décider dès à présent de quelle nature peut être la vibration de Téther qui produit les forces électriques, — si c'est, par exemple, une vibration tournante, une vibration de torsion^ ou bien un autre mouvement oscillatoire d'une forme inconnue. Les phénomènes qui accompagnent la transmutation du mouvement en courants d'induction semblent destinés à éclairrir ce point capital, et à nous mettre sur la voie de la théorie mécanique de l'électricité.

En attendant, les nouvelles machines constituent un très grand progrès au point de viie pratique, puisqu'un simple arrangement de quelques fils et de quelques plaques de fer permet d'accroître dans une progression étonnante la plus faible provision de magnétisme. Il suffit, nous l'avons vu, de placer la ma-

LES^tO^INES 1)'1T9DUGTI0II. 299

chine dans le méridien magnétique pour que déjà elle commence à s'aimanter sous l'influence du globe terrestre. Si Ton fait ensuite tourner la roue, la faible trace de polarité magnétique qui s'est développée spontanément s'enfle, s'accroit, et déborde bientôt en courants d'induction d'une puissance qui semble n'avoir pas de limites.

Les appareils dynamo-électriques, qui d'ailleurs reçoivent chaque jour quelque perfectionnement plus ou moins important/rendcnt dès à présent l'éclairage électrique pour ainsi dire portatif, en réduisant considérablement le volume des générateurs qu'ils nécessitent. Les machines de Gramme servent à l'éclairage d'une foule d'usines, et cet éclairage ne revient qu'à 20 ou 30 centimes.

On a essayé aussi d'installer des machines magnétoélectriques à bord des navires pour alimenter de petits phares destinés à éclairer la route du bâtiment comme de véritables lanternes électriques. Une petite fraction de la force qui fait tourner- les roues ou l'hélice d'un paquebot suffirait pour allumer et pour entretenir toute la nuit son fanal, et. si cet éclairage était adopté par tous les navires à vapeur, la Manche ressemblerait la nuit à un boulevard.