ONZIÈME LEÇON

l. ÉLECTROPHYSIQUE. — Électrogenèse par action chimique. — Pile. Principes de la pile. — Description des couples les plus usuels.

Messieurs,

Le mode le plus important d'électrogenèse est Pii^représenté par l'action chimique. 11 est réalisé dans la pile dont l'invention, due à Volta, remonte au commencement du siècle (1800).

Sans reprendre devant vous l'exposé de la théorie de la pile, je crois devoir cependant vous rappeler sommairement les principes sur lesquels reposent la construction de cet appareil.

Lorsqu'on plonge un bâton de zinc dans une solution Princip d'acide sulfurique, il se produit un dégagement d'hydrogène et de l'électricité.

Avec le zinc du commerce, l'action est vive, l'hydrogène apparaît sur le zinc, qui est bientôt recouvert de petites bulles de gaz. Si l'on emploie, au contraire, du zinc pur, l'action chimique est faible et les bulles de gaz étant peu nombreuses restent attachées à la surface du zinc.

Vient-on alors à faire plonger dans la même solution une lame de platine ou de cuivre de manière à f'e que la seconde lame métallique touche la première,

io8 LEÇONS DE THÉRAPEUTIQUE.

l'action devient énergique comme avec le zinc impur ; mais les bulles de gaz se dégagent sur la lame de platine ou de cuivre.

Dès que les deux lames métalliques sont écartées, l'action cesse.

De cette première expérience nous pouvons conclure que l'efTet produit par le contact des deux métaux explique l'énergie de la réaction dans le cas où le zinc est impur. Chaque molécule de ce zinc impur constitue une petite pile.

Disposons maintenant les deux lames métalliques de manière à ce qu'elles se touchent, non au sein delà solution, mais en dehors du liquide, nous voyons que l'action redevient aussi énergique que lors du contact des deux portions immergées.

En interposant la langue entre les deux lames métalliques qui se touchent ainsi par l'intermédiaire de cet organe, celui-ci est impressionné et perçoit une légère sensation accompagnée du développement d'un goût particulier.

Plaçons sur le zinc un papier imbibé d'une solution d'iodure de potassium et touchons le papier avec la seconde lame, il se produit une tache bleue, résultant de la mise d'iode en liberté.

Les effets ainsi obtenus sont encore les mêmes lorsqu'au lieu d'opérer directement avec les lames, on fait les mêmes épreuves par l'intermédiaire de fds métalliques, même très longs.

Enfin, après avoir réuni nos deux fils, si nous les plaçons dans le voisinage d'une aiguille aimantée, nous obtenons immédiatement une déviation de cette aiguille.

Nous pouvons conclure de ces divers faits expéri-

ÉLECTRICITÉ. -- ÉLECTRISATION. Ib9

mentaux que nos fils sont le siège d'un pliénomènc particulier qui est la cause de diverses actions : action physiologique sur la langue, action chimique sur l'iodure de potassium, action physique sur Taiguille aimantée.

Ce phénomène n'est autre qu'un phénomène électrique.

Lors donc que deux corps capables d'agir chimiquement l'un sur l'autre sont mis en contact, il se produit de l'électricité sur leur face de contact. L'action chimique, l'affinité, est, comme nous l'avons vu tout à l'heure pour le mouvement, une condition d'électrogenèse.

Les corps qui se chargent ainsi d'électricité prennent des charges de signe contraire. Dans l'exemple choisi le zinc se charge négativement, l'eau acidulée positivement.

Le zinc étant bon conducteur, l'électricité produite à son niveau peut être recueillie directement. Pour recueillir l'électricité positive, on plonge dans le liquide un conducteur non attaquable par l'eau acidulée : lame de platine, d'argent ou de charbon.

On obtient ainsi un couple électrogénique auquel on Éléments, donne le nom de pile. Les deux corps qui agissent l'un c°"P^^' sur l'autre sont les éléments^ dont la réunion forme un couple. Parfois on donne improprement le nom d'élément au couple (élément Daniell, par exemple, au lieu de couple Daniell) .

Le métal ou collecteur non attaqué qui plonge dans Électrode, le liquide n'est qu'une annexe de l'élément liquide. Cependant on a l'habitude de désigner sous le même nom (ï électrode les deux lames qui plongent dans le liquide.

Rhéophoreâ. L extrémité des électrodes constituela surface polaire et les fils qui en partent sont les rhéophores ou conducteurs.

Assez souvent, en électrophysiologie et en électrothérapie, on donne le nom d'électrodes aux organes du circuit mis en contact avec les tissus. Pour éviter toute confusion, ilvautmieux, dans ce dernier cas, dire plaques rhéophoriques ou rhéophores etparler des pôles de la pile plutôt que des électrodes.

Circuit. L'ensemble des parties parcourues par le courant constitue le circuit de la pile. Il comprend le circuit intérieur et le circuit extérieur. Dans ce dernier on interpose les appareils sur lesquels le courant doit agir : langue, papier ioduré, etc.

Lorsque le conducteur est interrompu, le circuit est ouvert; lorsqu'il n'est pas interrompu, on dit qu'il est \ fermé ou en travail. Enfin le circuit est dit court.,

lorsque le conducteur est d'une résistance nulle ou négligeable.

La théorie indique que le courant marche dans le circuit extérieur du positif, c'est-à-dire du collecteur, au négatif, soit au zinc ou au métal attaqué. Dans le couple, au contraire, le courant marche du négatif au positif, du zinc au collecteur.

Quand le collecteur est une lame de cuivre, on se trouve dans les conditions imaginées par Volta, on a le couple voltaïque.

Le couple hydroélectrique, dont nous venons de donner une idée générale, est à peu près le seul usité en médecine. Vous pourrez relever avec fruit, dans les ouvrages spéciaux, les questions de physique pure qui s'y rattachent.

Nous devons nous borner à faire connaissance avec

les divers couples employés en électrothérapie et avec les principales propriétés des courants de pile.

On doit tendre pratiquement à donner aux piles Causes des deux mérites principaux: la régularité, l'économie. ^Tfourant'

Bien des causes s'opposent à la régularité dans le ibnctionnement de la pile. 11 me paraît utile de vous signaler les plus importantes d'entre elles.

En premier lieu, nous trouvons l'impureté du zinc. Cette source d'irrégularité a été mise en évidence par l'expérience de De La Rive, que j'ai répétée toutàl'heure devant vous. Vous avez pu remarquer combien l'action du zinc pur diffère de celle du zinc impur.

Avec le zinc pur, il ne se produit pas de courant local à la surface, l'électricité mise en liberté passe en entier dans le circuit interpolaire, l'hydrogène se dégage sur la lame collectrice.

Avec le zinc impur, la presque totalité de l'hydrogène se dégage sur le zinc ; une grande partie de l'action chimique est perdue. D'autre part, l'action de la pile continue que le circuit soit ouvert ou fermé ; le couple s'use sans travailler.

De très sérieux motifs militent donc en faveur de l'emploi du zinc pur. Mais le zinc pur est très coûteux et ne pourrait entrer dans les usages.

Fort heureusement un physicien anglais, Kemp, a découvert que le zinc amalgamé possède les mêmes propriétés. L'emploi de ce dernier est de la plus haute importance pour la marche régulière et économique des piles; ilestaujourd'huiadoptépartouslesconstructeurs.

Les deux autres causes d'inconstance méritant d'être relevées sont l'appauvrissement en acide du liquide et le dépôt sur le cuivre d'une- couche d'hydrogène qui détermine la polarisation de l'électrode.

G. IIayem. — V. 11

Voici comment se produit ce plionomènc. Quand le circuit est fermé, le courant ne tarde pas à diminuer d'intensité, et cela d'autant plus rapidement que le circuit est moins résistant.

En se reposant, le couple reprend son intensité initiale.

Si l'on en recherchela cause, on observeque, pendant le travail de la pile, il se forme sur le cuivre un dépôt d'hydrogène qui, d'une part, augmente la résistance intérieure de chaque couple et, de l'autre, diminue la force électromotrice par suite du développement à la surface du cuivre d'une autre force électromotrice donnant naissance à un contre-courant (courant de sens inverse à celui de la pile).

Dans l'association des couples en tension ou série — que nous décrirons bientôt — l'affaiblissement du courant dû à la polarisation de l'électrode non attaquée est plus sensible encore que dans les couples séparés, chaque couple étant alors traversé par un courant plus énergique que celui qu'il engendre lui-même.

Le couple voltaïque présente, vous le voyez, des inconvénients multiples. Aussi n'offre-t-il plus qu'un intérêt historique et théorique. Il est abandonné depuis longtemps.

Les constructeurs ont dû s'efforcer de le remplacer par des combinaisons qui empêchent autant que possible l'affaiblissement du liquide et la polarisation. On s'est surtout appliqué à faire disparaître l'hydrogène et on y est parvenu, soit en entourant le collecteur d'une atmosphère particulière, capable de l'absorber, soit en le faisant entrer dans une nouvelle combinaison chimique au fur et à mesure de sa mise en liberté.

ÉLECTRICITÉ. — ÉLEGTRISATION. 163

Cette dernière manière de procéder a donné naissance aux couples à deux liquides.

Malgré bien des efforts, le problème n'est résolu que dune manière imparfaite; il n'existe pas encore de couple à l'abri de tout reproche.

Nous choisirons, pour les batteries médicales, les couples qui ne fonctionnent qu'à circuit fermé et où la polarisation est réduite à son minimum. Mais nous décrirons aussi ceux qui sont appropriés à certains usages.

Les meilleurs types médicaux sont ceux de Daniel] et de Leclanché, plus ou moins modifiés.

Je mets tout d'abord sous vos yeux le couple Daniell (fig. 26). C'est une pile à deux liquides dont on a fait varier de diverses manières la disposition. Le plus habituellement, on met dans un vase extérieur une solution concentrée de sulfate de zinc et le zinc amalgamé. Au centre on place un vase poreux, rempli d'une so-

llution concentrée de sul-

Ifate de cuivre où plonge

lune lame de cuivre entourée d'un panier rempli de cristaux de sulfate de cuivre. En pratique, on met

•simplement de l'eau pure dans le vase extérieur. ^ L'action chimique est constituée par la transformation du sulfate de cuivre en sulfate de zinc, l'hydrogène

^se substitue au cuivre et ce dernier se dépose sur la lame de cuivre sans changer la nature du collecteur. Dans ce couple toute polarisation est impossible. La

Fis. ÎG.

Types employés en médecine.

Dauiell.

Couple

Callaud-

Trouvé.

combinaison est donc bonne et, de fait, le Daniell est très constant. Comme la force électromotrice qui s'y développe est sensiblement égale à l'unité, il sert souvent de terme de comparaison avec les autres couples.

A côté de ces avantages, il offre des inconvénients. Les solutions placées dans le vase poreux et dans le vase extérieur ne tardent pas à se mélanger, de sorte qu'il se produit un dépôt de cuivre sur le zinc et à partir de ce moment le couple commence à travailler à circuit ouvert. D'autre part, la saturation des solutions donne lieu, au bout d'un certain temps, à la production de sels grimpants que l'on n'évite pas, même lorsqu'on paraffine le bord des vases.

Le couple Daniell modifié peut être, néanmoins, employé par les électriciens. Je citerai notamment les combinaisons imaginées par Trouvé comme susceptibles de rendre des services.

En modifiant un couple sans vase poreux, dù à Callaud, Trouvé aobtenu un couple remarquable par sa sim-

Fig. 27.

plicité et parla modicité de son prix (fig. 27). Au railieu d'un vase en verre (sorte de cristallisoir), on place un fil de cuivre dont une des extrémités, enroulée en

ÉLECTRICITÉ. — ÉLECTRISÀTION. 165

spirale, repose à plat au fond du vase, et dont l'autre forme un bout droit central, qu'on isole en l'entourant d'un petit manchon de verre. Le zinc, sous forme d'anneau large, est rabattu sur le bord du vase. On met des cristaux de sulfate de cuivre et on remplit d'eau. Au bout d'un certain temps, la partie inférieure de la solution est saturée de sulfate de cuivre et la supérieure de sulfate de zinc plus léger. Cependant, malgré les différences de densité des deux solutions, il se produit un mélange partiel, d'où naît un dépôt de cuivre

Sulfate