LES TEMPS CALMES

Dans les temps d'orage, les appareils que nous venons de décrire donnent tantôt des signes d'électricité positive et tantôt des signes d'électricité négative ; par suite, il faut admettre que des différences correspondantes existent dans la nature des fluides qui couvrent les nuages influents. Dans les temps calmes, au contraire, on trouve ordinairement dans l'air du fluide positif. Seulement, cette électricité normale ne manifeste plus sa présenc-epar des phénomènes aussi intenses que ceux dont nous avons parlé aux pages précédentes. Elle est surtout abondante quand le temps est pur et sec, et les couches atmosphériques s'en trouvent chargées dans une proportion d'autant plus forte que leur hauteur au-dessus du sol est plus considérable.

Enfin, de l'ensemble des observations faites depuis plus d'un demi-siècle, il paraît résulter, d'une part, que l'électricité atmosphérique est moyennement plus abondante l'hiver que l'été; d'autre part que, dans le courant d'une journée , elle présente deux maxima et deux minima. Les maxima ont lieu à Bruxelles vers 8 heures du matin et 9 heures du soir; les minima vers trois heures de l'après-midi et 2 heures de la nuit.

Recherches de Saussure et de M. Becquerel. — De Saussure, dans ses études sur l'électricité atmosphérique, employait ordinairement un simple électroscope à pailles, dont le bouton supportait une longue pointe en cuivre. Comme les obseï vations, par leur nature même, devaient être faites en plein air et quelquefois par la pluie ou la neige, ime sorte de chapeau, représenté en B sur la figure 322, abritait et le bas de la tige et l'électroscope lui-même.

La cage de l'électroscope était carrée, et sur une de ses parois latérales, était tracée une division angulaire dont lé centre était à la hauteur du point autour duquel les pailles se mouvaient. Quand ces dernières se trouvaient au repos, en les regardant par la face opposée à celle qui portait la division, on les voyait se projeter sur le zéro, et comme le plan qu'elles décrivaient en s'écartant restait parallèle à celui de l'arc gradué, on pouvait assez facilemont juger de leurs écarts angulaires.

Enfin Saussure prenait le soin de chercher quelle relation existait entre les angles de divergence et les charges correspndan tes.

jtLSCTRtClTË ATMOSPIIËRIQUK. IT]

A cet effet, il se procurait un second électroscoixi parfailoiiiuiil égal à cslui qu'il voulait graduer, et après avoir déterminé l'écart que prenaient les pailles de celui ci pour une chaîne délermini^u, Ji leraetlail en contactavec l'autre : les pailles du premier a p| m relise rapprochaient alors, et leur nouvel angle d'iScdrl corri's-

pondait nécessairement à une charge précisément é{;alc ù lu moitié de celle qui les faisait diverger d'abord.

Il est évident que deux ou trois déterminations de ce genre fournissent assez d'élémenlâ pour qu'on puisse construire sans peine la table de graduation de l'appareil.

La tige de l'électroscope de Saussure ne peut jamais avoir une longueur bien considérable ; mais on fait disparaître cette liraildtion TAcheuse, à l'aide d'un artifice qui, perfectionné par M. Becquerel, a servi utilement à ce savant dans ses recherches sur l'électricité atmosphérique.

On métallisé sur toute sa surface un fil do soie d'uno grande longueur ; à l'une de ses extrémités, on fait une boucle lâche que l'on passe autour de la tige do l'électromËtro : l'autre extrémité 8'attacbe au fer d'une flèche. Si alors, avec un arc ordinaire, un lance la flèche en l'air, le fil se tend et quitte l'électromètre, mais après lui avoir communiqué l'éleclricité prise par la (lèche au

i72 ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRlOUK.

moment où la séparation a eu lieu. Pour que rexpérience réussisse, il faut que le fil puisse s'allonger iostantanéihent et sans difficulté; il faut de plus qu'il soit toujours isolé du sol, et c'est à quoi Ton arrive en le déroulant à Tavance sur une pièce de taffetas gommé placée près de l'électroscope.

Causes de réleotrioîté atmosphérique. — M. Pouillet a reconnu que si Ton fait germer des graines dans des vases métalliques isolés, ceux-ci se chargent d'électricité négative, tandis que les gaz exhalés emportent du fluide positif.

Il a reconnu, en outre, qu'il y a production d^électricité dans toute évaporation qui est accompagnée d'une ségrégation chimique.

Par suite il admet que les phénomènes de végétation et d'évaporation qui s'opèrent incessamment à la surface du globe ont une très- large part dans la prodution de l'électricité atmosphérique.

M. Matteucci a confirmé, par de nouvelles observations, les idées de M. Pouillet touchant l'influence de l'évaporation des eaux salines. Dans les expériences du physicien italien, une large lame métallique recouverte d'un peu de terre était soutenue sur un support isolant ; on la mettait en communication avec un électroscope, et après l'avoir chauffée à 40*, on y versait une solution concentrée de sel marin ; l'évaporation commençait, et aussitôt on voyait l'électroscope se charger d'électricité négative.

Enfin M. Becquerel a constaté que l'eau des lacs et des rivières se trouve ordinairement chargée d'électricité positive par suite des actions physico-chimiques qu'elle exerce sur le sol ; et dès lors, quoique les vapeurs fournies par ces eaux douces soient produites sans ségrégation chimique appréciable, elles sont probablement aussi chargées de fluide positif, car elles doivent conserver en s'élevant l'état électrique qu'elles possédaient avant d'avoir perdu la forme liquide.

§ 3. — DES OnAGES.

Que Tune ou l'autre do ces différentes opinions puisse expliquer les phénomènes, que toutes doivent être simultanément admises, il n'en est pas moins vrai qu'au moment où les vapeurs disséminées dans une couche d'air se rassemblent pour former un nuage, le fluide se porto à la surface de ce dernier, et y acquiert une tension de beaucoup supérieure à celle qui existait précédemment au mt^me point de la couche atmosphérique.

ÉLECTRICITÉ ATMOSPUÉRIQU R. 473

Les nuages sont doDC de véritables conducteurs électrisés, et de ce que nous avons dit jusqu'ici il semble résulter quMls devraient être toujours chargés de fluide vitré ; mais l'existence des nuées résineuses s'explique aussi sans difficulté.

Ainsi, sous l'influence d'un nuage supérieur fortement chargé de fluide positif, un nuage inférieur plus petit, primitivement peu électrique, se charge par influence, et si le fluide repoussé peut s'écouler vers le sol ou vers d'autres masses de vapeurs voisines, la nue influencée restera négative.

On peut encore remarquer que la surface de la terre, surtout celle des montagnes, doit, sous l'influence de l'électricité positive de l'atmosphère, se charger de fluide résineux ; par suite, les nuages qui restent longtemps au contact avec les flancs des pics élevés partagent cet état électrique, et ils le conservent lorsque le vent les pousse vers d'autres parages atmosphériques.

Les coups de foudre sont de tout point assimilables aux étincelles électriques, et l'intensité des eff'ets qu'ils produisent tient surtout à la grande étendue du nuage ; il résulte en effet de cette étendue, qu'une énorme quantité d'électricité peut être mise en jeu dans une seule décharge, sans que la tension moyenne sur le nuage ait été primitivement excessive.

C^oo direct. Choc en retour. — Avant que l'étincelle foudroyante n'éclate, tous les corps les plus voisins du nuage subissent son action puissante et se chargent par influence d'électricité contraire à la sienne, tandis que le fluide de même nom est refoulé dans le sol. L'accumulation d'électricité se fait surtout à leur partie supérieure; elle est d'autant plus grande qu'ils sont plus élevés et meilleurs conducteurs, ce qui explique la fréquence avec laquelle sont foudroyés les arbres, les clochers et en général les édifices d'une grande hauteur. Les effets terribles des coups de foudre directs sont trop connus pour qu'il soit besoin de les décrire ici ; mais il est bon d'insister sur un autre phénomène désigné par les physiciens sous le nom de choc en retour,' et qui peut aussi avoir des conséquences funestes.

Au moment où le nuage orageux se décharge, tous les corps soumis à son action rentrent à l'état naturel, ou tout au moins subissent dans leur état électrique une modification brusque et profonde. Le mouvement des fluides qui s'opère ainsi- dans leur intérieur est moins violent sans doute que s'ils recevaient le coup de foudre direct, mais l'expérience prouve qu'il peut quelquefois donner la mort aux êtres vivants qui en sont le siège.

£elaîr. Bmît du Tonnerre. — Pour expliquer la longueur considérable des traits de feu qui sillonnent les nuées orageuses, on

471 ÉLEGTHIGITÉ ATMOSPHÉRIQUE.

admet ordinairement que chacun d'eux est Tensemble d'âne multitude d'étincelles partielles, éclatant presque simultanément dans toutes les solutions de continuité que Télectricité franchit au milieu de la masse nuageuse. En un mot on assimile la propagation de réclair à TefTet qui se produit dans l'expérience du tube élincelant, lorsque l'étincelle, donnée à l'un des bouts du tube, se transmet en un temps inappréciable à travers la série des intervalles que laissent entre eux les losanges conducteurs.

Toutes les décharges partielles qui constituent l'éclair total se font presque au même instant physique, mais elles éclatent à des distances différentes de l'oreille. Elles lui arrivent donc successivement; de là une des principales causes du prolongement du bruit du tonnerre. Quant aux renforcements que ce bruit présente souvent, ils peuvent provenir de ce que plusieurs des décharges partielles qui composent le coup de foudre total ont lieu en des })oints également éloignés de l'observateur. D'ailleurs il est évident que des effets d'écho doivent modifier ordinairement le bruit primitif des décharges.

Si. — PARATONNEHRES.

Après l'analyse que nous avons donnée de l'action exercée par les nuages sur les instruments dont on se sert pour étudier l'élec- Iricité atmosphérique, on comprenclra sans peine la disposition et l'usage des appareils à l'aide desquels on sait, depuis Franklin, ])révenir les effets désastreux de la foudre.

Que sur le sommet d'un édifice on élève une ou plusieurs barres métalliques terminées en pointe par le haut, et mises en exacte communication avec le sol; si une nuée orageuse s'approche, l'influence qu'elle exerce sur le système des paratonnerres attirera à leur partie supérieure du fluide de nom contraire à celui qui la recouvre, et ce fluide s'échappant par la pointe ira neutraliser dans le nuage l'électricité qui l'appelle.

La neutralisation des fluides contraires ?e fera en général silencieusement; mais si par hasard la décharge éclatait, elle frapperait nécessairement la tige, qui fournirait à l'électricité atmosphérique un écoulement rapide et sans danger pour le bâtiment voisin.

Les règles que l'on a adoptées pour la construction des paratonnerres sont les suivantes.

Ln tij^e est une barre do îor c\\\\ à ç>ç^\\nv>wV. vywè dv-Lmadc mètres