CHAPITRE IX

LES PILES SECONDAIRES. — LES ACCUMULATEURS, ÏRAKS- FORMATËURS. — ACCUMULATEURS PLANTÉ.

Après avoir parlé des divers générateurs d'électricité, il nous reste à étudier la série d'appareils remarquables auxquels on a donné le nom de piles secondaires^ A'acciimulateurs ou de transformateurs. Ces appareils ont pour mission, non plus de produire des courants électriques, mais de changer les propriétés de ces courants, et d'en faire, pour ainsi dire, provision.

La première idée de ce genre de générateurs électriques est fort ancienne. Dès les premiers temps de la découverte de la pile, c'est-à-dire en 1803, Ritter avait eu l'idée de remplacer les deux fils d'un voltamètre à lames de platine, par des électrodes d'or, de cuivre, de fer et de bismuth, et de former, avec ces conducteurs peu oxydables.

un courant de seconde main, pour ainsi dire. Ces expériences, reprises en 18S9 par M. Gaston Planté, l'amenèrent, en peu de temps, à reconnaître la facile oxydation du plomb sous l'influence du courant intérieur de la pile, et les avantages que ce métal pourrait ofl^i'ir pour emmagasiner l'électricité.

Fig. 349. — M. Gaston Planté.

C'est en 1860 qu'à la suite de ses patientes recherches sur les courants secondaires, développés au sein des piles polarisables, M. Gaston Planté construisit la premi ère /jz/e secondaire. Afin de recueillir et de pouvoir mettre à profit ces courants, M. Gaston Planté, qui avait reconnu que « la force électro-motrice d'un voltamètre à lames de plomb plongées dans l'eau acidulée par de l'acide sulfurique était plus énergique et plus persistante que celle de tous les autres métaux, et qu'elle dépassait même de moitié celle de l'élément voltaïque le plus énergique comme celui de Grove et de Bunsen »,

SUPPLÉMENT A LA PILE DE VOLTA

fut conduit à construire une pile secondaire de grande intensité, en enroulant en spirales de longues et larges lames de plomb, séparées par une bande de toile et plongées dans de l'eau acidulée au dixième par de l'acide sulfurique.

La figure cicontre représente l'élément tel que M. Planté le fait construire : la pile secondaire, ou accumulateur, résulte de la réunion d'un certain nombre de ces éléments.

On réunit dans une éprouvette de verre, ou de gulta-percha, deux lames de plomb enroulées en spirale, l'une parallèlement à l'autre et séparées par deux bandes de caoutchouc, qui s'enroulent en même temps, comme le montre la figure 330.

L'éprouvette est fermée par un bouchon cacheté , dans lequel on a ménagé un petit trou, qui sert à introduire le liquide et à l'enlever, et qui donne passage aux gaz qui peuvent se

dégager pendant la charge de la pile. Un couvercle de caoutchouc durci surmonte l'éprouvette.

Deux éléments d'une pile de Bunsen servent à charger une pile secondaire.

Quelquefois on charge cette pile secondaire au moyen d'une machine magnéto-

Fig. 350. — Élément d'un accumulateur Planté.

Fig. 351.— Pile secondaire chargée par une machine magnéto-électrique.

électrique, commelereprésentela figure 351 .

Pendant le chargement de la pile secon daire la lame positive se couvre peu à peu

d'une couche poudreuse d'oxyde de plomb, tandis que sur la lame négative se fixent des bulles gazeuses, et qu'il s'y forme un dépôt noirâtre de plomb métallique . Au moment de la décharge un autre phénomène se produit : l'hydrogène de l'électrode négative se combine avec l'oxygène de l'oxyde de plomb, pour former de l'eau, qui augmente la force électro-motrice de la pile.

En résumé, la pile secondaire de M. Gaston Planté (fig. 332) se compose d'un

vase cylindrique en verre ou en guttapercha, dans lequel sont enroulées et placées parallè lement l'une à l'autre deux lames de plomb, maintenues à distance par des lanières en caoutchouc , et immergées dans une solu tion d'acide sulfurique au dixième. La pile est hermétiquement fermée par un couvercle en ébonite M' sur lequel sont fixées deux bornes A'A qui correspondent aux deux pôles de la pile B'B.

Nous représentons (fig. 333) un élément séparé.

Fig. 352. — Pile secondaire de M. Gaston Planté, chargée par la pile de Bunsen.

Fig. 353. — Vue intérieure d'un élément séparé de la pile secondaire de M. Gaston Planté.

Comme les couples voltaïques, les éléments secondaires s'associent, soit en quantité, soit en tension. La durée de leur décharge dépend de la grandeur des lames de plomb employées, de l'épaisseur des dépôts produits et de la résistance extérieure du circuit. La décharge est très constante, elle est relativement de courte durée, mais, en revanche, d'une énergie considérable.

Après une série de charges et de décharges successives le métal se pénètre de plus en plus de peroxyde de plomb réduit; ce qui augmente sans cesse la durée de la décharge.

Cette particularité a permis à M. G. Planté ^accumuler, dans un couple secondaire, la majeure partie du travail chimique de la pile. Avecuu c oiip le h'icn fonnc , c'est-à-dire dans lequel la lame de plomb positive est profondément pénétrée de peroxyde de plomb, et la lame négative suffisamment recou-

verte de plomb réduit, M. Planté a pu emmagasiner, par kilogramme de plomb, plus de 65,000 coulombs.

Cette quantité de travail chimique accumulé n'est point, du reste, la limite qu'on peut atteindre, car, en continuant la formation des couples, en changeant, comme l'a indiqué M. Planté, le sens du courant primaire agissant sur le couple, de manière à réduire la lame de plomb primitivement peroxydée et à peroxyder la lame de plomb antérieurement réduite, on détermine encore un nouvel accroissement de la quantité de travail chimique accumulé. Il n'y a, en somme, d'autre limite que l'épaisseur des lames de plomb.

Une des propriétés les plus précieuses des piles secondaires, c'est de pouvoir, grâce à l'inaltérabilité du peroxyde de plomb dans l'eau acidulée, conserver pendant plusieurs semaines la charge qu'elles ont reçue. Elles

SUPPLÉMENT A LA PILE DE VOLTA

l"'ig. 354. — Batterie secondaire Planté.

sont donc susceptibles, tout à la fois, d'accumuler et d'emmagasiner le travail chimique de la pile primaire.

En comparant ses accumulateurs aux machines qui, en mécanique, servent à l'accumulation des forces, M. G. Planté est parvenu à déterminer le rendement de ses piles secondaires et a trouvé qu'il était égal à 88 pour 100.

Les éhiments secondaires peuvent être réunis, avons-nous dit, en tension ou en quantité, et constituent des piles qui présentent tous les effets ordinaires des piles les plus puissantes. La figure 354 représente la batterie d'éléments secondaires de M. G Planté. C'est, comme on le voit, la réunion d'un certain nombi'e d'éléments secondaires, tels qu'on les a représentés sur les ligures précédentes.

M. Planté a appliqué avec succès ses accumulateurs à la navigation électrique et à la traction des tramways. Avec des batteries de 20 à 40 couples secondaires, il a pu obtenir l'arc voltaïque et l'illumination des lampes à incandescence.

M. Achard a fait usage de la pile secon-

daire pour actionner ses fr nns électriques de chemins de fer. M. le D"^ Oninius s'en est servi pour effectuer la cautérisation des glandes lacrymales. Enfin, M. Trouvé l'a appliquée à la laryngoscopie et à l'éclairage des cavités obscures du corps humain.

Une application curieuse du même appareil consiste dans le briquet électrique, que représente la figure ci-dessous.

Fig. 355. — Oriquet électrique.

Entre deux petites pinces est tendu un fil de platine. Chaque fois qu'en appuyant avec le doigt sur deux ressorts placés au bas de la boîte, on envoie un courant à travers le fil de platine, celui-ci rougit et enflamme la bougie, qui se trouve placée sur son trajet.

Avec le briquet électrique^ qui n'est qu'une imitation du briquet de Gay-Lussac, dans lequel la chaleur d'un courant électrique remplace le gaz hydrogène enflammé, on peut allumer la bougie cent fois. C'est seulement après ce grand nombre d'inflammations que l'on a besoin de recharger la pile contenue dans la boite, en faisant usage de trois éléments d'une pile de Daniell.

Ce même appareil pourrait servir à enflammer à distance les mines, pour l'usage industriel ou militaire.

Avec une batterie de 6 couples chargés en tension, on peut obtenir une force électro-motrice de 12 à 15 volts.

Avec 1,600 couples chargés par deux éléments Bunsen d'une force électro-motrice totale de .3 vo/ts,^, M. Planté a obtenu des tensions de 4,000 volts.

En soumettant un condensateur formé de disques de papier à filtrer humides, et séparés par une même couche d'air, à l'action d'une batterie de 800 couples, M. Planté a vu apparaître, au moment de la décharge, un globule de feu, qui se promenait entre les deux surfaces, en décrivant les plus capricieuses sinuosités et en faisant entendre un bruissement aigu.

Ces effets, comme l'a signalé le savant électricien, ont ime grande analogie avec ceux de la foudre globulaire, et semblent démontrer que ce phénomène a pour cause une décharge lente et partielle de l'électricité des nuages orageux, lorsque cette électricité est surabondante et que les nuages sont eux-mêmes très près du sol, ou s'en trouvent séparés par une couche d'air isolante de faible épaisseur. La matière pondérable, traversée par le flux électrique, s'agrège alors, par suite de l'abondance de l'électricité, sous la forme d'un globe de feu, dont les mouvements plus ou moins rapides et irréguliers sont dus aux variations de résistance de la couche d'air où se produit le phénomène et à la tendance qu'a l'électricité

à se por'-?r vers les corps les meilleurs conducteurs.

Avec sa batterie secondaire de 800 couples, M. G. Planté a obtenu un courant dont la force électro-motrice était assez considérable pour traverser des tubes de Geissler à air raréfié, dont la résistance atteignait 300,000 ohms. D'après M. Hospitalier, l'intensité de ce courant serait, au moment de l'illumination du tube, de 3.3 milliampères, et au moment de son extinction de 15 mil^ liampères.

La pile secondaire de M. G. Planté est une source d'électricité d'autant plus précieuse qu'elle est capable de fournir un courant intense et continu. C'est grâce à cet appareil que les physiciens ont pu vérifier l'analogie qui existe entre les effets de nos appareils électriques et les phénomènes électriques naturels, tels que la foudre globulaire, la grêle, les trombes et les aurores polaires.