CHAPITRE X
DIVERSES FOHMES DONNÉES A LA PILE ACCUMULATRICE. — LES ACCUMULATEURS DR M. FAURE, DE MM. SELLON ET VOLEKMAR, DE MM. HOUSTON ET THOMSON, DE M. SCHULZE, DE M. d'arSONVAL, DE MM. DE MERITENS, KABATH, TOURVIEILLE ET BARRIER, PAROD, DANDIGNY ET REYNIER.
Ayant remarqué qu'il fallait un temps très long pour former les accumulateurs, et qu'en outre le plomb n'était suffisamment pénétré qu'après de nombreuses charges, M. Camille Faure a construit une pile secondaire d'un usage très pratique, mais qui n'est, en réalité, qu'un perfectionnement de celle de M. Planté. Cette pile est constituée par deux plaques de plomb enduites d'une couche de minium et recouvertes d'ime feuille de feutre, fixée à chaque lame de plomb par des rivets de même métal. Le vase extérieur, au lieu d'être en verre, est en
SUPPLÉMENT A LA PILE DE VOLTA
plomb, et fait partie de l'un des pôles de la pile.
Pour former et charger un couple, on le fait traverser par un courant électrique, qui fait passer l'une des couches de minium à l'état de peroxyde et transforme l'autre en plomb réduit. Au moment oîi le plomb réduit s'oxyde, le plomb oxydé se réduit, et le couple redevenu inerte est prêt à être rechargé de nouveau. Sa formation n'exige qu'une centaine d'heures.
La pile de M. Faure a fait un moment beaucoup de bruit. Sans doute, elle est plus puissante que celle de M. G. Planté, mais cette puissance a ses limites. C'est du moins ce qu'ont démontré les expériences publiques faites à la Société d'encouragement.
L'accumulateur de MM. Sellon et Volekmar est formé de plaques de plomb ondulées et perforées d'ouvertures remplies d'éponge de plomb poreux. Chaque élément pèse environ 180 kilos, et donne une force de 3 chevaux-vapeur. Une batterie de trente éléments peut alimenter pendant 7 heures 180 lampes à incandescence de 20 bougies.
MM. Houston et Thomson ont inventé un accumulateur, qui permet, comme ceux de MM. Planté et Faure, d'emmagasiner le courant produit par une machine dynamoélectrique, et de l'utiliser ultérieurement. Leur pile est formée d'une lame de cuivre et d'une plaque de charbon, qui plonge dans une solution de sulfate de zinc. Lorsqu'on fait passer à travers cet accumulateur le courant d'une machine dynamo-électrique, le sulfate de zinc se décompose et du zinc métallique se porte sur la lame de charbon, en même temps qu'il se forme, à la partie supérieure de la pile, une solution concentrée de sulfate de cuivre.
Ainsi chargée, cette pile peut fournir un courant, dont la durée est proportionnelle au temps que le zinc métallique, déposé
sur le charbon, met à se transformer en sulfate de zinc, tandis que le cuivre est régénéré.
M. Schulze a imaginé un accumulateur, formé de plaques de plomb préalablement saupoudrées de soufre et chauffées. Ces
j plaques sont plongées, les unes à côté des autres, dans de l'acide sulfurique dilué. Dès
I l'introduction du courant, il se porte, du côté oii l'hydrogène se dégage, de l'hydrogène sulfuré, tandis qu'il se forme, de l'autre côté, du sulfate de plomb, qui se
i transforme ensuite en peroxyde.
Cet accumulateur a l'inconvénient de perdre rapidement sa charge.
Le docteur d'Arsonval a présenté à l'Académie des sciences une pile secondaire, qui se compose d'un vase rempli d'une solution concentrée de sulfate de zinc dans laquelle plonge une lame de zinc, ainsi qu'un vase poreux rempli de grenaille de plomb et contenant une plaque de charbon. Lorsqu'on charge ce couple par un courant se dirigeant du charbon au zinc, le zinc du sulfate se porte sur la lame de zinc, l'oxygène formé peroxyde la grenaille de plomb, et l'acide sulfurique du sulfate reste à l'état libre.
Pour donner à la pile de M. G. Planté uno plus grande surface d'oxydation, MM. de Méritens, Kabath et Pezzer ont imaginé de plisser les feuilles de plomb de cette pile, et ils ont pu ainsi accroître la puissance accumulatrice de chaque élément.
L'accumulateur de M. Kabath (fig. 356) a été employé avec succès pour l'éclairage des magasins et des théâtres, pour les expériences photographiques, la manœuvre des freins de chemins de fer et l'éclairage des wagons. C'est, grâce à sa légèreté, l'auxiliaire indispensable de la distribution de l'électricité à domicile.
Fig. 356. — Accumulateur Kabath.
M. Dandigny a fait un accumulateur avec des lames de cuivre enroulées en spirale et recouvertes : les unes (pôle positif) d'oxyde cuivrique; les autres (pôle négatif) d'oxyde cuivreux. Sur ces oxydes est une couche de charbon, qui leur permet d'absorber plus facilement les gaz. Lorsqu'on charge la pile, l'eau qu'elle contient se décompose ; l'oxygène transforme l'oxyde cuivreux des lames négatives en oxyde cuivrique, tandis que l'hydrogène transforme l'oxyde cuivrique des lames positives en oxyde cuivreux. Au contraire, lorsqu'on la décharge, l'eau décomposée se reforme, et les oxydes métalliques reprennent leur oxydation première; en d'autres termes, l'oxyde cuivreux se suroxyde et l'oxyde cuivrique se réduit.
MM. Tourvieille et Barrier ont construit un accumulateur très pratique, formé de tubes cylindriques en plomb, s'emboitant les uns dans les autres, et séparés par des baguettes en verre. Ces tubes portent, intérieurement, des rainures, qui sont garnies d'un mastic spécial, à base de plomb. Ils sont montés sur un couvercle en verre et réimis à deux bornes de prise du courant. Le couvercle repose sur les bords supérieurs d'un
vase en verre ou en grès ; ce qui empêche toute émanation et tout contact nuisible entre les électrodes , ainsi que les dépôts qui pourraient se former à la longue.
La durée de la charge de cet accumulateur est de six heures, la durée de décharge de cinq heures 40 et le rendement en quantité de 94 poxir 100.
M. Parod, qui s'est surtout appliqué à l'étude de la canalisation de l'électricité, a construit, en 1884, un accumulateur, analogue à celui de M. G. Planté, mais dont la disposition et la construction sont établies sur plusieurs principes nouveaux.
Dans cet appareil, que l'on peut charger par induction, à des distances considérables, et qui permet d'effectuer le transport de la force à distance, les plaques secondaires, au lieu d'être simplement, comme celles de M. G. Planté, formées de feuilles de plomb massives, sont composées d'une âme bonne conductrice en cuivre, hermétiquement enveloppée dans un revêtement en plomb, qui constitue la plaque secondaire proprement dite, et qui se trouve seul en contact avec le liquide excitateur.
Grâce à cette disposition, le courant primaire partant de l'àrne conductrice, ou
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noyau, arrive simultanément dans les plaques secondaires, dont toutes les parties développent une égale activité électro-chimique; l'absorption fin courant primaire est
ainsi excessivement rapide et régulière et la formation uniforme.
Pour éviter l'oxydation des électrodes et le transport des sels, M. Parod place les
Fig. 3o7. — Accumulateur Reynier, à 27 plaques.
plaques de son accumulateur dans une cuve d'ébonite, divisée en deux compartiments I)ar un diaphragme poreux.
On doit à M. Reynier, l'électricien bien connu et dont les travaux ont contribué.
Fig. 358. — Accumulateur lleyoïer, a 9 plaques.
pour une large part, au développement des applications de la pile secondaire, l'invention de deux accumulateurs, l'un au cuivre, l'autre au zinc.
Le premier a pour positif une lame de plomb peroxydé, et pour négatif une lame
Fig. 359. — Accumulateur Reynier à 5 plaques, couplées par des ponts métalliques.
Fig. 360. — Plaque d'accumulateur Reynier, munie de son crochet de contact.
de plomb cuivré. Le tout plonge dans de l'eau acidulée par de l'acide sulfurique tenant en dissolution du sulfate de cuivre.
Le second a la même électrode positive. Quant au pôle négatif, il est constitué par une lame de plomb amalgamée et zinguée,
Le liquide est formé par de l'eau additionnée d'acide sulfurique et chargée de sulfate de zinc.
L'accumulateur Reynier est construit à Malry, près Fribourg (Suisse), par M. Blanc, qui donne à ces appareils les formes que nous
représentons dans les figures ci-dessus.
La puissance d'emmagasinement des accumulateurs se compte en kilogrammètres par poids d'un kilogramme. Ainsi, l'élément Faure peut fournir 2,500 kilogrammètres par kilogramme d'accumulateur. Une pile secondaire pouvant débiter un cheval-heure, c'est-à-dire produire la force d'un cheval de 75 kilogrammètres pendant une heure, soit 270,000 kilogrammètres, pèserait 108 kilogrammes ; mais on peut réduire ce poids à 90 kilogrammes seulement, ce qui porte à 3,000 kilogrammètres la puissance d'emmagasinement par kilogramme.
Suivant les systèmes, on compte par 2 à 4,000 kilogrammètres disponibles par kilogramme; ce qui donne à l'accumulateur pouvant fournir un cheval-heure un poids compris entre 70 et 150 kilogrammes.
Le rendement d'un accumulateur est d'aulant plus fort que la charge et la décharge sont moins rapides. Pour avoir une bonne utilisation, il importe de charger pendant iO à 12 heures, en donnant à la décharge ime durée de 3 à 4 heures. Dans ces conditions, on peut compter sur un rendement de 70 à 80 pour 100 et quelquefois davantage.
La charge peut se conserver intacte pendant plusieurs jours; et même au bout d'un mois toute l'énergie n'est pas épuisée. Cette propriété précieuse permet l'emploi de moteurs discontinus, tels que les roues hydrauliques, à alimentation périodique, et les moulins à vent, qu'on peut ainsi faire servir à l'éclairage électrique et à la distribution de l'électricité, grâce à l'intermédiaire des accumulateurs.
