CHAPITRE III

TRAVAUX DE DUFAY. — PREMIÈRE ÉTINCELLE ÉLECTRIQUE TIRÉE DU CORPS DE l'hOMUE. — EXPÉRIENCES DES PHYSiaENS ALLEMANDS. — PERFECTIONNEMENT BT FORMES DIVERSES DE LA MACHINE ÉLECTRIQUE .* MACHINE DE BOZE, DE HAUSEN, DE WINCKLER, DE WATSON, ETC. — MACHINE DE l'aBBÉ NOLLBT EN FRANCE. — IN- FLAMMATION DES SUBSTANO» COMBUSTIBLES PAR l'ÉTIN- CSLLE ÉLECTRIQUE. •

L'Angleterre seule avait encore été le théâtre d'expériences importantes sur Télec-

triciié. Les physiciens français entrèrent plus tardivement dans cette carrière ; mais leurs premiers essais furent marqués de ce caractère de généralisation et de méthode qui distingue Tesprit scientifique de notre nation.

Les faits observés jusque-là étaient nombreux, mais leur multiplicité même portait la confusion dans la science naissante. Un système général d'explications pour l'ensemble des phénomènes électriques, fut bientôt imaginé en France. Cette théorie remplissait si heureusement son objet, qu'elle a suffi jusqu'à notre époque, pour l'explication et la systématisation des phénomènes électriques.

C'est à Dufay, naturaliste et physicien, membre de l'Académie des sciences, intendant du jardin du Roi, et prédécesseur de Buffon dans cette charge, qu'appartient Tidée de cette théorie.

Depuis l'année 1733 jusqu'en 1735, Dufay publia une série de mémoires sur Télectricité. Il prouva que tous les corps, sans exception, peuvent s'électriser par le frottement, à la condition d'être tenus par un manche de verre ou de résine, c'est-à-dire isolés.

Ce résultat général effaçait la distinction que Grey avait établie entre les corps électrisables et les corps non électrisables par le frottement. Bien que mal fondée, cette distinction avait simplifié les faits et jeté sur les phénomènes déjà connus une clarté incontestable. Après avoir rendu un service réel et joué son rôle dans la science, cette théorie, devenue inutile, fut donc supprimée, comme il arrive si souvent dans toutes les branches de nos connaissances positives en voie de création ou de perfectionnement.

Dufay démontra encore, que la conductibilité des substances organiques tient à la présence de l'eau, qu'elles renferment toujours. Il fit voir, par exemple, que, dans la célèbre expérience de Grey et Wehler dont nous avons rapporté les détails, la conductibilité des substances organiques employées par ces expérimentateursi c'est-à-dire des baguettes

de bois, des roseaux et des cordes de chanvre, provenait d'une petite quantité d'humidité que retiennent toujours ces matières. En eflet, en mouillant une corde de chanvre, il augmenta considérablement sa conductibilité. En répétant avec une corde mouillée, l'expérience de Grey et Wehler, il transmit les effets électriques jusqu'à une distance de douze cents pieds.

Le principal titre de gloire de Dufay fut la découverte d'un grand principe théorique qu'il posa pour expliquer l'ensemble des actions électriques. Ces règles importantes, le physicien français les dut moins à ses propres expériences qu'à la sagacité avec laquelle il sut généraliser les observations de ses prédécesseurs. La loi qu'il en fit sortir exerça la plus haute influence sur les progrès ultérieurs de la science.

Dufay expose lui-même en ces termes la théorie dont il proposa l'adoption.

« i'ai découvert, nous dit-il dans un de ses mémoires, un principe fort simple qui explique une grande partie des irrégularités, et, si je puis me servir du terme, des caprices qui semblent accompagner la plupart des expériences en électricité.

« Ce principe est que les corps électriques attirent tous ceux qui ne le sont pas, et les repoussent sitôt qu'ils sont devenus électriques par le voisinage ou par le contact de corps électriques. Ainsi la feuille d'or est d'abord attirée par le tube^ acquiert de Télectricité en en approchant, et conséquemment en est aussitôt repoussée ; elle ne Test point de nouveau tant qu'elle conserve sa qualité électrique; mais si, tandis qu'elle est ainsi soutenue en l'air, il arrive qu'elle touche quelque autre corps, elle perd à l'instant son électricité^ et conséquemment est attirée de nouveau par le tube, lequel, après lui avoir donné une nouvelle électricité, la repousse une seconde fois, et cette répulsion continue aussi longtemps que le tube conserve sa puissance. En appliquant ce principe aux différentes expériences d'électricité^ on sera surpris du nombre de faits obscurs et embarrassants qu'il éclaircit(l). m

Un principe beaucoup plus général fut étabU par Dufay. Nous voulons parler de la distinction des deux espèces d'électricités :

(I) Otto de Guericke avait déjà noté ce fait, maù on ot Pavait pat encore élevé à Tétat de principe géotoil.

MACHINE ÉLECTRIQUE

l'électricité résineuse et Télectricité vitrée ; ou, si Ton veut, positive et négative.

« Le hasard, continue Dufay^m'a présenté un autre principe plus universel et plus remarquable que le précédent, et qui jette un nouveau jour sur la matière de l'électricité.

« Ce principe est qu'il y a deux sortes d'électricités fort différentes l'une de l'autre : Tune que j'appelle électricité vitrée^ et l'autre électricité résineuse. La première est celle du verre, du cristal de roche, des pierres précieuses, du poli des animaux, de la laine et de beaucoup d'autres corps. La seconde est celle de l'ambre, de la gomme copale, de la gomme laque, de la soie, du fil, du papier et d'un grand nombre d'autres substances.

« Le caractère de ces deux électricités est de se repousser elles-mêmes et de s'attirer l'une l'autre. Ainsi, un corps de l'électricité vitrée repousse tous les autres corps qui possèdent l'électricité vitrée, et au contraire il attire tous ceux de l'électricité résineuse. Les résineux pareillement repoussent les résineui et attirent les vitrés. On peut aisément déduire de ce principe l'explication d'un grand nombre d'autres phénomènes, et il est probable que cette vérité nous conduiri à la découverte de beaucoup d'autres choses. )»

Dans le passage que nous venons de citer, Dufay établit avec une grande lucidité, Texistence de deux espèces d'électricités: Tune, qu'il appelle électricité vitrée^ appartient au verre, au cristal de roche, aux pierres précieusesj à la laine, aux poils des animaux, etc. ; l'autre, qu'il nomme électricité résineusCy est celle de Tambre, de la soie, du fil, du papier, etc. Le caractère distinctif de ces deux électricités, c'est de se repousser elles-mêmes et de s'attirer l'une l'autre. Un corps qu'anime l'électricité vitrée, repousse tous les corps qui jouissent de la même électricité ; il attire, au contraire, ceux qui possèdent l'électricité résineuse.

Le principe posé par Dufay était d'un ordre tout à fait supérieur ; il ouvrait un champ immense aux progrès de la science électrique. A l'époque où il fut, pour la première fois, formulé par son auteur, il rendit un service inestimable en répandant la clarté sur le plus grand nombre des phénomènes observés jusque-là, et permettant de les grouper d'une

manière systématique. C'est grâce à ce principe et aux lois de l'attraction électrique, découvertes plus tard par Coulomb, que l'on a pu concevoir une idée rigoureuse des phénomènes si complexes de l'électricité, et les soumettre au calcul. Enfin, la théorie de Dufay a permis, jusqu'à notre époque, d'expliquer commodément et avec simplicité tous les phénomènes électriques. La découverte du physicien français se recommande donc sous bien des aspects, à la reconnaissance des savants.

Le principe établi par Dufay n'eut pas seulement une importance théorique, il eut encore son utilité pratique : il donna le moyen de reconnaître facilement, par expérience, à laquelle des deux électricités appartient un corps quelconque, animé d'un état électrique inconnu. Il suffit, pour s'assurer immédiatement de l'espèce d'électricité que renferme ce corps, d'en approcher un fil de soie électrisé résineusement. Si le fil est repoussé, le corps et le fil ont la même électricité, c'est-à-dire la résineuse. Si le fil est attiré par le corps, celui-

ci est doué de rélectricité vitrée. On aperçoit ici la première trace de Y électromètre ^ instrument précieux qui sert à la fois à dévoiler la présence de l'électricité, à en déterminer l'espèce et à en mesurer la force.

Mais ce qui contribua surtout à rendre le nom de Dufay célèbre parmi les physiciens et à le populariser dans le gros du public, ce fut Texpérience dans laquelle il montra pour la première fois, que Ton peut tirer des étincelles électriques du corps humain.

Grey, en Angleterre, avait déjà prouvé que le corps de l'homme peut devenir électrique. Comme nous l'avons dit, le physicien anglais avait suspendu sur des cordons de soie, un jeune garçon, et, le touchant avec un tube électrisé par le frottement, c'est-à-dire avec la machine électrique de cette époque, il avait constaté que le corps de la personne ainsi isolée, avait acquis la vertu électrique, car il attirait les corps légers. Il avait même cru reconnaître que les pieds n'agissaient pas, dans cette circonstance, avec autant d'intensité que la tète. Mais Grey, en raison de l'insuffisance de l'appareil électrique qu'il avait à sa disposition, n'était pas allé jusqu'à tirer une étincelle du corps humain. Dufay obtint ce dernier résultat, qui causa une vive impression sur l'esprit de ses contemporains.

Ayant attaché au plafond deux cordons de soie, destinés à produire l'isolement électrique, Dufay se coucha sur une petite plate-forme supportée en l'air par des cordons de soie, et il se fit électriser, par le contact d'un gros tube de verre frotté.

L'abbé NoUet, qui débutait alors dans la carrière des sciences, lui servait d'aide dans cette tentative intéressante. Lorsque NoUet vint à approcher son doigt à une petite distance de la jambe de Dufay, il en partit aussitôt une vive étincelle. C'était le fluide électrique, qui, pour la première fois, s'élançait entre les corps de deux philosophes !

Ce résultat causa aux expérimentateurs une douce surprise. NoUet nous dit, dans un de

ses ouvrages, qu'il n'oubliera jamais l'étonnement qu'il éprouva en voyant la première étincelle électrique émanée du corps humain (1).

Cette étincelle occasionnait une impression de douleur très-légère, semblable à celle d'une piqûre d'épingle. Elle se faisait sentir à la main qui tirait l'étincelle, aussi bien qu'à la personne d'où s'élançait le fluide. Quand on opérait dans l'obscurité, le corps de l'individu électrisé répandait une émanation lumineuse, qui étonnait beaucoup les assistants.

Aussi cette expérience occasionna-t-elle une grande sensation dans le public. On s'empressait d'accourir dans le cabinet de Dufay, pour être témoin d'un phénomène qui ouvrait une carrière inépuisable aux discussions de la philosophie et de la physique de cette époque. On croyait, en effet, voir se manifester physiquement à l'extérieur, cette matière subtile ^CQ% petits corps ^ ces esprits animaux^ qui, depuis Descartes, défrayaient toutes les discussions scientifiques, et qui servaient à résoudre tous les problèmes relatifs aux êtres rivants ou aux êtres inanimés, les problèmes de la physique aussi bien que les questions de psychologie.

L'électricité servait déjà, comme elle l'a fait tant de fois depuis, et comme elle le fera toujours, à expliquer pour certains esprits ce qui est inexplicable.

Les travaux de Dufay venaient de jeter beaucoup d'éclat sur les savants français. Les physiciens de l'Allemagne, qui n'avaient pris encore qu'une très-faible part aux recherches concernant l'électricité, entrèrent alors dans cette voie. Ils reprirent la suite des importantes études dont leur compatriote, Otto de Guericke, avait donné le signal, en construisant la première machine électrique que la physique ait possédée.

L'intervention des expérimentateurs d'outre-Rhin ne fut pas inutile. Elle amena des

(l) Leçont de physique expérimentale, t. VI, p. 4&2.

MACHINE ÉLECTRIQUE

Fig. 229. — Machine électrique de Haûsen.

perfectionnements importants dans la disposition et remploi de la machine électrique. C'est grâce aux modifications apportées par eux à la construction de cet instrument, que Ton parvint bientôt à donner aux phénomènes électriques une puissance, une intensité, jusquelà sans exemple.

Nous ayons déjà dit que les machines élec^ triques d*Otto de Guericke et de Hauksbee, c'est-à-dire celles qui se composaient d*un globe de verre ou de soufre, avaient été abandonnées, après Hauksbee, par les physiciens, qui s'étaient contentés d'un simple tube de verre, pour développer l'état électrique. C'est un physicien allemand, Boze, professeur àWittemberg, qui eut, vers l'année 1733, l'idée d'en revenir au globe de verre, dont Hauksbee avait fait usage.

Boze forma sa machine électrique au moyen d'un globe de verre creux, c'est-à-dire d'une simple bouteille sphérique. Ce globe de verre, traversé de part en part d'une tige de fer, était mis en mouvement de rotation à l'aide d'une manivelle. La main de l'opérateur servait à frotter le globe, pour y développer l'état électrique.

Boze imagina en même temps, de munir sa machine d'un conducteur de fer-blanc , qui servait à conserver et à emmagasiner le fluide électrique, une fois produit par le globe.

L'expérimentateur allemand n'avait pas d'abord trouvé de moyen plus commode pour isoler ce conducteur métallique, que de le faire porter sur les mains d'un homme, placé lui-même sur un gâteau de résine, qui servait à l'isoler. On voit encore dans quelques ouvrages de cette époque, le dessin de cette singulière machine électrique, où le corps de l'homme entre comme élément de l'appareil. On eut pourtant bientôt l'idée, toute naturelle , de suspendre le conducteur de fer-blanc à des cordons de soie fixés au plafond. Ces conducteurs, qui constituaient un réservoir d'électricité, communiquaient avec la machine , par une tige métallique.

Par la construction de cette machine, le professeur de Wittemberg rendit à l'électricité un service dont on comprendra tout le prix, si l'on réfléchit que les sciences physiques ne peuvent se former et s'agrandir que

|>ar le perfectionnement des inslrnmeiits qu'elles meltenl en oeuvre.

La machine de Boze se répandit très-promptement en Allemagne; elle revêtit diverses formes entre les mains des physiciens, Wol- (ius fit conslrnire à Leipzig, par le célèbre mécanicien Leupold, une machine *|ui ne dilTcrait seulement de Fappareil primitif de Ilauksbee qu'en ce que le globe de verre tournait verticalement, au lieu d'èive placé horizontalement.

Uaii^cn, professeur à Leipzig, construisit une machine peu différente de celle de Wolfius. Nous représentons (fîg. 229, page 447) cette machine électrique d'après un ouvrage de cette époque, Expériences et observaiiofis sur r électricité^ de Guillaume Watson (1). Dans cette machine, que Watson appelle machine à électricité dans le goût de celle de M. Hamkbee^ à Londres et de M, Haûsen^ à Leipzig^ on voit un jeune clerc, ou abbé, tourner la roue qui imprime à un glolie de verre, un mouvement de rotation. Le frottement du verre contre la main développe j à la surface du globe, de Félectricité vitrée ; tandis que l'électricité résineuse passe, de la main, à travers le corps de la dame, et se perd dans la terre. \}n personnage suspendu en Fair par des cordes de soie qui risolent, joue le rôle de conducteur, selon le système primitif de Boze. L'électricité dé» veloppée à la surface du globe est recueillie par ses pieds, et, le traversant tout entier, passe par rextrémité de sa main droite dans le corps de la jeune fille, qui est placée ellemême sur un bloc de résine faisant Toffice de tabouret isolant. Celle-ci, tenant le jeune homme de la main gauche , attire avec sa main droile, des feuilles d'or légères, placées sur un guéridon isolant. On voit que rélectricitc a passé à travers le jeune

(I) Cet Expériences et Obsetntntions de Wateon forment in seconde partie de la colleclîon publiée à Paris ^ en 174 f>, BOUS ce litre .' Recueil de traitée sur l'étectriçitét traduits de t*altemami et de l'anglais. 1 voK la- 12,

couple, comme à travers une chaîne conductrice, du glohe de verre jusqu'aux feuilles d^or(l).

Watson donne encore la figure suivante, qu'il accompagne de cette légende ;

Plg. ?30. — Machine èlectrl(|ue I glot>e de ferre.

ot Autre machine à électricité fort usitée en u Hollande, et principalement à Amsterdam^ « L*homme B tourne la roue; le globe de a verre C est frotté par la nîain de la personne « D. EE est un tuyau de fer-blanc, une barre « de fer ou un canon de fusil qui repose sur a des cordons de soie, montés sur un guéri- « don ou support F. »

Dans les figures qui précèdent, c'est tou* jours la main qui sert, en frottant le globe, à dégager Félectricité. Wînckler, professeur de langues grecque et latine à T université de Leipzig, modifia ceç machines, en substituant un coussin, à la main de rexpérimental^ur. Il changea aussi le mécanisme destiné à im* primer la rotation au globe de verrOj en adoptant pour cet usage, Tarchet du tourneur en bois*

Winckler expose en ces termes comment il fut amené à perfectionner de cette manière la machine électrique de Boze et de Haûsen :

(I) Expériences et observations de Watson, p. laS, pï. 2, ûg. I, dans le Recueil de iraifés sur Vétectricité^ traduite de t allemand et de Vanglaie»

^ Celle madiine^ nous dit-il, ne kisse pas d avoir fitià impcrfcclians, car ; !* refTet nu rôussil pas û la miiïu qu'on applique au globe ÔfccLnque iiest pas bien si'cbc ; 2" on ne peut pas donner uhahz de froileme ni au globe, fauL^j de pouvoir le louruer aussi rapidement qu'il serait nécessaire j 3" il est Irop faligant de tourner la roue, surtout lorsqu'il Tant atce lérer et augmenter lelVel, et le eootinucr pendant longtemps.

« Cea réOexions m*ont fait penser à un moyen de remédier à ces incûDvénients* Je vîiai principalement à un expédient pour parvenir à une macbtJie avec laquelle on puisse produire l'électricité aussi rapidement et avec aussi |ieu de peine qu'il soit pussible. Je travaillai l'année passée à une machine pour la démonstration des forces centrales» et, comme J'avais remarqué dans mon tourneur un génie singulier pour la dispotsilion des machineaje lui fis pari de ce que je trouvais à redire à la mai:liine de M. llaûsen, 11 y avait pensé avant moi^ et, après m avoir dit qu'il connaissait une fjjçon d'exciter une très-forte électncité sans peine et fort rapidement, il me mena devant son tour et me Ht voir son art. Je pensai alors à l'œuf de Colomb ^ que personne de ceux qui regardaient la découverte du nouveau

La iriiichitie employée par Winckler, el

dont il donne la descriplioii, consiskît en nn globe de verre, que Ton luisait tourner au moyen d'un arcliel ujétalUque Irès-élustique, et qui frottiiîi contre uu cuossiii de crin. Grâce ù rélaslicilé de Farehetj on pouvait imprimer au globe de verre une vitesse de rotation de ÎHÙ tours par minute,

La substitution, faite par Witickler, d*un coussin fixe^ à la main de ropérateurj pour opérer la friction du globe ue fut pas unîver-

[l] Eisai iur la nature, /«f effets H Ut causes de Vétectri' cUe\ atf€c une descrifjl(on de deux nfmveties nmchmes à étectricité, traddtt de riillemaiid de M. Whïckler^ praretseur ùûû» Tuaiversilé de L*^ipïig, farmant la *'« partie du Hecueit de traités iur l'éttdrkifé , traduit» de Vuiiemand et de Vangiais^ p. », &.

selle ment goûtée. On trouvait qu'en raison de sa fixité, le coussin ne se prêtait pas avec assez de souplesse aux inégalités de mouvement que présentait la rotation du globe de verre.

En France particulièrement, on crut devoir rejeter Tusage des coussins ; et la main, bien scchc, fut proclamée beaucoup plus efficace pour dégager Félectricité.

L*abbé Nollet se montra le plus ardent à repousser la disposition nouvelle, venue d'Allemagne. Il était doué d'une main large, nerveuse et sèche, que la nature semblait avoir faite tout exprès pour exercer des frictions électriques. Mais le même motif n'existait pas chez tous les expérimentateurs, qui eurent le tort de s'associer au préjugé du physicien du collège de Navarre (1).

Dans son Essai sur r électricité des corps^ ouvrage qui fut publié pour la première fois, en 1747, Fabbé Nollet donne les détails suivants sur la manière de construire une semblable machine. Ce passage du livre de Nollet donnera une idée exacte de l'état de la machine électrique, en France, à Tépoque où nous sommes parvenus :

« Il 7 a environ quatorze ans que M. Boze, professeur de physique à Wittemberg , essaya de substituer au tube un globe de verre que l'on Tait tourner sur son axe et que Ton frotte en y tenant seulement les mains appliquées. En généralisant ainsi cette façon d'électriser le verre, qu'on avait bornée Jusqu'alors à quelques usages particuliers, cet habile physicien a trouvé^ et pour lui et pour ceux qui l'ont imité depuis^ un moyen sûr, non-seulement d'opérer avec facilité, mais encore de pousser les effets beaucoup au delà de ce qu'on avait pu faire avec le tube

« Quant aux dimensions des globes^ ils sont d'une boune grandeur quand ils ont environ un pied de

(1) « Si quelque raison, dit i'ablié Nollet, a pu faire imaginer le coussinet, c'est la crainte que rou a eue d*étre blessé par des éclats de verre, si le globe venait à se casser lorsqu'il tourne. J'avoue que cette crainte est fondée, et Ton doit prendre dus précautions pour éviter de pareils accidents; mais celle du cuussinet m'a toujours rendu Télectricité si lente, et ses effets si faibles, que l'impatience m'en a pris, et que je l'ai abandonnée pour toujours. • {Eisaisur V électricité dei corps^ p. 38.)

diamètre; il vaudrait mieux qu'ils eussent quelques pouces au-dessus que quelques pouces au-dessous de cette mesure ; mais Je ne croîs pas qu'il fût fort avantageux de les avoir beaucoup plus gros.

« Une chose qui est bien plus essentielle, c'est une certaine épaisseur, comme d'une ligne et demie au moins et autant uniforme qu'il est possible. Outre que cette condition met le vaisseau en étal de résister davantage à la pression de celui qui le frotte, il n'est pas douteux (et je m'en suis assuré par des observations bien constantes) que rélectricilé d'un verre épais est sensiblement plus forte et plus durable que celle d'un verre plus mince.

« La figure sphërique n'est point absolument nécessaire, elle n'est pas même préférable & une autre forme, sinon peut-être parce qu'on la fait aisément prendre au verre en le soufflant; il est également bon que ce soit un sphéroïde allongé ou aplati, pourvu que la partie la plus élevée que l'on frotte soit assez régulièrement arrondie pour faciliter le frottement ; il est môme d'usage dans presque toute rAllemagne et dans l'Italie, où l'on fait présentement ces sortes d'expériences avec succès, d'employer des vaisseaux cylindriques.

c Le globe que l'on veut ëlectriser doit tourner entre deux pointes de fer ou d'acier, comme les ouvrages qui se font au tour; pour cet effet, il faut qu'à l'un de ses deux pôles il ait une poulie de bois dont la gorge puisse recevoir la corde d'une roue à peu près semblable à celle des cordiers ou à celle des couteliers, et qu'à l'autre pôle il sort garni d'un morceau de bois propre à recevoir la pointe du tour

« Ce globe, ainsi préparé, doit tourner rapidement sur son axe entre deux pointes ; il importe peu comment cela se fasse, pourvu que le mouvement de rotation soit assez fort pour vaincre le frottement des mains qui appuient sur la surface extérieure du verre et que les pointes tiennent à des piliers ou poupées assez solides pour ne pas laisser échapper le vaisseau tandis qu'on le fait tourner avec violence : ainsi, quiconque aura un tour et une roue de trois à quatre pieds de diamètre, comme on en a assez communément dans les laboratoires, n'a pas besoin de chercher autre chose.

« Au défaut de cet équipage, on pourra se servir d'une roue de coutelier, de celle d'un confier ou môme d'une vieille roue de carrosse, à laquelle on formera une gorge de bois rapporté, et l'on établira deux poupées à pointes sur un tréteau que l'on aura fixé à une muraille.

tt Mais une chose qu'il ne faut point oublier, c'est que l'une des deux pointes soit une vis qui fera son écrou dans le bois môme de la poupée, afin qu'on puisse serrer le globe sans frapper.

« Si l'on fait les frais d'une machine de rotation exprès pour ces sortes d'expériences, on peut lui donner telle forme et telle décoration qu'on Jugera

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