fl

FIg. 354. — Pile à couronne.

zinc, non en contact, mais séparées par le liquide acide où elles plongent, représente un couple complet; les arcs métalliques A A, A, sont de simples moyens de communication établis pour remplacer le contact de

(I) Celte disposiUon des couples diffère de celle doot Volta faisait usage, eu ce que Ton a supprimé deux disques mételliques qui n'éteienl d'aucune uUlité; savoir: le disque de cuiTre de rextrémité inférieure et le disqne de zlne de rextrémité supérieure. En d'autres termes, la pile à colonne représentée ci-dessus se termine par deux demi-^ couples, tandis que celle dont Volta faisait usage se femrf. nait par deux couplts enherê

LA PILE DE VOLTA

deux couples contigus dans la pile à colonne. Un fil métallique, fixé à chacune des plaques qui terminent Fappareil, sert à établir le courant Yoltaîque.

Pile a auges. — La pile à auges, qui fut imaginée par Cruikshank, en 1802, comme une très-utile modification de la pile à colonne, se compose d'une caisse rectangulaire de bois, enduite à Tintérieur d*un mastic résineux isolateur (fig. 38S). Cette caisse est partagée intérieurement en petites cases, ou auges, par des cloisons verticales et parallèles, formées chacune de deux plaques métalliques de zinc et de cuivre soudées entre elles et placées uniformément dans le même ordre, de telle sorte que la paroi droite de Tune des auges soit formée par une lame de zinc, par exemple, et la paroi gauche par une lame de cuivre. Pour mettre en action cet instrument, on verse dans la caisse de Teau acidulée par l'acide sulfurique, de manière à en remplir tous les compartiments, sans que toutefois le liquide déborde par-dessus les cloisons. La case extrême, qui a pour paroi métallique le dernier zinc, représente le pôle négatif; l'autre case extrême, terminée par le dernier cuivre, est le pôle positif. Les deux pôles communiquent entre eux au moyen de fils métalliques fixés à deux plaques de cuivre E, E', qui plongent dans les deux dernières cellules, et représentent les pôles de Tappareil.

Fig. 3SS. ^ Pile à auges.

La pile à auges n'est autre chose, comme on le voit, que la pile à colonne couchée horizontalement, et dans laquelle le liquide

acide remplace les rondelles de drap mouillé. Chaque cellule de la pile à auges constitue un couple métallique complet, puisque ses deux parois opposées sont formées par des lames métalliques hétérogènes séparées par un liquide acide.

Ce genre de pile est d'un usage très-commode dans la pratique, par la rapidité avec laquelle on la met en activité ; mais, comme la pile à colonne, elle présente cet inconvénient, que le contact du zinc avec Tacide sulfurique ne se fait que sur une des faces du zinc, ce qui diminue la quantité d'électricité que cet instrument pourrait fournir.

Pile de Wollaston. — C'est pour remédier à l'inconvénient qui vient d'être signalé, c'està-dire dans le but de faire agir le liquide acide sur les deux faces de l'élément zinc, que Wollaston donna à l'élément électro-moteur la disposition suivante. II plia chacune des lames de cuivre de manière à lui faire envelopper, sans le toucher, le zinc de l'élément suivant. Pour établir la communication métallique, il rattacha le cuivre au zinc au moyen d'un arc métallique servant à réunir les deux plaques. Tout le système de ces couples est fixé, à sa partie supérieure, à une traverse de

lr

Pig. 356 — Un couple de la plie de Wollaston.

bois soutenue par deux montants verticaux, entre lesquels elle peut monter ou descendre. Quand on veut arrêter l'action de cet appareil et préserver, pendant cette interruption, les métaux de l'action corrosive des acides, on n'a qu'à relever la traverse et sortir ainsi les couples de leurs bocaux.

La figure 356 représente un couple, ou un élément, de la pile de Wollaston.

C, est la lame de cuivre pliée de manière à pouvoir envelopper, sans la toucher, la lame de zinc ; elle porte, à sa partie supérieure, une tige de cuivre k destinée à établir la communication avec le couple suivant. Z est surmontée d*une petite colonne de cuivre k\ et munie d'un manche isolant qui passe par l'ouverture o.

Pour former, avec deux lames de cuivre et de zinc ainsi préparées, un couple de la pile de Wollaston, on introduit la plaque de zinc entre les deux feuilles de la plaque de cuivre ; ces deux lames métalliques sont assujetties Tune à l'aulre, et en même temps séparées entre elles au moyen de petits arcs de bois /, /', qui s'opposent à leur contact direct. Au moyen du manche isolant M, on sai-

Flg. 357. — Mif6 en action d*un couple de la plie de Wollaston.

sit le système de ces deux plaques, et on le plonge dans le vase de verre V, rempli d'eau acidulée par Tacide sulfurique. Le couple est alors complet. Le pôle positif est représenté par la colonne K, soudée à la lame de cuivre, le pôle négatif par la colonne K' fixée sur la lame de zinc (fig. 357).

La réunion d'un certain nombre de ces couples constitue la pile de Wollaston, que l'on voit représentée dans la figure 3S8*

La traverse de bois T, soutenue par deux montants M, M', supporte un certain nombre de ces couples. A l'aide de la vis fixée à la traverse T, on peut élever ou abaisser à volonté les couples de manière à les faire descendre dans l'intérieur des bocaux, ou à les en retirer. Les lames métalliques sont dbposées de telle façon que chaque couple intermédiaire communique, par son élément cuivre, avec le zinc du couple précédent, et par son élément zinc, avec le cuivre du couple suivant. Au-dessous de chaque groupe de lames métalliques, est placé un vase de verre rempli d'acide sulfurique étendu d'eau. Le dernier cuivre communique avec un petit godet métallique K, plein de mercure, pour mieux assurer la conductibilité et la continuité métallique. Ce godet représente le pôle positif. Le dernier zinc communique avec un godet pareil K', qui représente le pôle

Fig. 358. — Pile de Wollaston en action.

négatif. Deux fils métalliques partant de ces godets servent à établir le circuit voltaïque. Lorsque, par le jeu de la traverse de bois T, on fait descendre les couples métalliques dans l'intérieur des vases de verre à demi pleins d'acide sulfurique, la pile entre aussitôt en activité ; on suspend son action en relevant les couples hors des vases de verre.

M. Muncke, de Strasbourg, adonné à la pile de Wollaston une disposition plus simple, re-

LA PILE DE VOLTA

présentée par la figure 359. Au lieu d'isoler les couples dans des bocaux différents, il les plonge tous ensemble dans une auge remplie de liquide. Cela n'a aucun inconvénient lorsqu'il ne s'agit que de produire des courants électriques dans des courants métalliques, car les métaux sont incomparablement plus conducteurs que les liquides de la pile.

rig. 359. — Pile de Mnncke.

L'appareil de Muncke est composé d'une série de lames recourbées en U, et formées d'une feuille de zinc^et d'une feuille de cuivre soudées ensemble par leurs extrémités. Ces lames sont enchevêtrées de façon à figurer une série d'U droits (U,U,U,), et une série d'U renversés ([\ [\ fj), dont les branches s'insèrent deux à deux, dans les plis des lames de la première série, ce qui produit des alternatives régulières de zinc et de cuivre. On sépare les lames voisines par des cales de liége ; et on les fixe sur une planche, au moyen de règles en bois, sillonnées de traits de scie, dans lesquels s'engagent les couples. Cette planche est munie de deux poignées qui servent à la soulever.

La pile de Muncke donne des effets énergiques, mais qui sont peu constants.

Pile en hélice. — Comme nous l'avons déjà fait remart]uer, la pile en hélice, qui fut construite pour la première fois par M. Hare,

aux États-Unis, n'est qu'une disposition particulière du couple deWoUaston, qui permet de donner aux deux lames métalliques formant le couple une surface extrêmement étendue. Chaque couple de la pile en hélice se construit de la manière suivante :

On prend un cylindre vertical de bois, B (fig. 360), autour duquel on enroule une large lame de zinc Z, et une large lame de cuivre C. Ces lames sont garnies de lisières de drap /,/',//,//, réunies les unes aux autres par des ficelles, et destinées à s'opposer à tout contact direct de ces deux éléments métalliques. Dans chaque couple, le pôle positif est représenté par l'extrémité de la lame de cuivre, et le pôle négatif par la lame de zinc.

Fig. 3G0. — Un couple de la plie eo hélice.

L'acide sulfurique étendu d'eau, qui doit agir sur l'assemblage de ces deux métaux, est contenu dans un seau de bois V, enduit à l'intérieur d'un mastic isolant, comme le représente la figure 361. Pour faire plonger un de ces couples dans l'acide que renferme le seau de bois, il suffit de le détacher du montant à charnière qui lui sert de support.

La pile en hélice se compose donc d'une série de couples semblables au précédent; on réunit ces couples en établissant une communication métallique entre les deux métaux hétérogènes. Cet appareil est remarquable par la puissance extraordinaire de ses effets. Si, par accident, une personne venait à établir la communication entre ses deux pôles, eu touchant à la fois ses deux extrémités, elle serait infailliblement tuée comme par un coup de foudre, bes tiges de platine, longues de

plus d'un mètre, et de 5 ou 6 mîUîmètres de section, employées pour réunir les deux pôles de cette redoutable batterie, sont rougies et

Fig. 3G1. ~ Pile en hélice.

presque fondues ; les autres métaux subissent une fusion et une combustion plus ou moins rapide, selon leur fusibilité ou leur oxydabilité et leur pouvoir conducteur. Aucun composé chimique, conducteur de Télectricité, ne résiste à Faction décomposante de cette batterie.

Piles a deux liquides. — Les trois dispositions générales des appareils électro-moteurs que nous venons de décrire, c'est-àdire la pile à colonne, la pile à auges et celle de WoUaston avec ses diverses modifications, sont les seules que l'on ait employées depuis Volta jusqu'à Tannée 1836, tant pour les recherches des physiciens et des chimistes, que pour produire des efifets physiques d'une grande puissance. Mais ces diverses piles, composées d*un seul liquide acide agissant sur deux métaux réunis, ont le grave inconvénient de ne donner qu'un courant électrique dont l'intensité décroît avec rapidité. Cet affaiblissement du courant tient à plusieurs causes. En premier lieu , les acides, à mesure qu'ils se combinent avec l'oxyde de zinc formé pendant la réaction, s'affaiblissent nécessairement par suite de leur neutralisation, ce qui amène

une diminution graduelle dans rintensité des effets électriques. Comme le sulfate de zinc est un corps qui conduit fort mal rélectricité comparativement à Tacide sulfurique, la diminution de conductibilité du liquide est une autre cause d'affaiblissement de Tintensité de l'appareil. En second lieu, il s*établit, dans les piles à un seul liquide, des tensions électriques secondaires^ c'est-à-dire en sens contraire de celles qui engendrent le courant principal. Ces tensions secondaires proviennent surtout de la formation d'une couche d'hydrogène naissant à la surface du cuivre ou de l'élément négatif. Cette dernière circonstance est la cause principale du rapide affaiblissement qui se remarque dans les piles à un seul liquide. Pour rendre constante Vi^r tensité du courant de la pile, il fallait donc empêcher qu'aucun dépôt de matière hétérogène ne vint se former à la surface du métal négatif. C'est là le résultat important qui a été atteint par la découverte des ' piles à deux liquides. Il est important de faire connaître comment on est arrivé à la découverte de ce nouveau genre d'appareils électro-moteurs, et quels sont les physiciens à qui la science doit cette importante acquisition.

En 1829, M. Becquerel avait construit des appareils électro-moteurs d'une faible intensité, mais d'une action constante, en employant deux systèmes différents de pile à deux liquides j composés chacun de deux lames métalliques, plongeant dans une dissolution saline, séparées par un corps poreux (1). Mais la très-faible intensité du courant ainsi obtenu, et les dispositions incommodes des appareils employés par M. Becquerel, les avaient empêchés de se répandre. C'est le chimiste anglais Daniell qui, en 1836, par une heureuse application des principes de l'électro-chimie, parvint à doter la science de la première pile à courant constant^ appareil qui avait l'avantage de réunir à cette continuité d'effets une

(0 Ann. de chim, et de phys.^ 2* série. 1829, t. XLI, p.&.

LA PILE DE VOLTA

puissance supérieure à celle des couples électro-moteurs employés jusque-là (1). La pile de Crove, venue plus tard, a fourni des

Kig. 3C?. — A. C. Dccquerel.

cirets plus intenses, mais moins constants, que ceux de la pile de Daniell.

PiledeDanielL — M. Daniell fut amené à créer la pile qui porte son nom, en cherchant à empêcher la précipitation du zinc révivifié sur Télément négatif des piles vollaïques, ou du moins à remplacer cette précipitation nuisible par une précipitation utile, c*est-à-dire par la précipitation sur le cuivre d*un métal autre que le zinc, c'est-à-dire électro-positif. Après de nombreux essais, M. Daniell trouva que la dissolution de sulfate de cuivre pouvait réaliser Teffet voulu, mais que pour cela il fallait que cette dissolution fût séparée de Teau acidulée dans laquelle plongeait le zinc. 11 divisa donc la cuve dans laquelle le couple voltaïque était immergé, en deux compartiments, au moyen d'une cloison poreuse : il plaça dans Fun de ces compartiments le métal électronégatif et son liquide acidulé, et dans l'autre

(1) Bibliothèque universeiie de Genève, 1$36. t. IL p. 167.

le métal électro-positif et la dissolution de sulfate de cuivre.

Voici comment s'expliquent les effets de la pile de Daniell, et d'une manière générale, comment, au moyen de deux liquides susceptibles de réagir chimiquement Tun sur l'autre, on a construit les nouveaux appareils producteurs d'électricité qui ont fait disparaître les inconvénients de la pile à un seul liquide.

Les deux liquides, susceptibles de réagir Tun sur l'autre en se décomposant mutuelle* ment, sont séparés l'un de l'autre, par uo diaphragme poreux, ou une cloison, qui laisse passer facilement le courant électrique à travers sa substance et empêche néanmoins les deux liquides de se mélanger, du moins avant un certain intervalle de temps. L'un des éléments du couple voltaïque plonge dans Tun de ces liquides ; le second élément plonge dans l'autre liquide.

Les deux conditions auxquelles doit satisfaire la construction d'une pile de ce genre sont : l** Que Tun des éléments étant seut actif, c'est-à-dire attaquable par le liquide,^ l'autre élément n'éprouve aucune action chimique de la part du liquide dans lequel il est immergé, et joue simplement le rôle de conducteur (le platine et le charbon, long-^ temps calcinés, plongés dans les acides, le cuivre métallique placé dans une dissolution de sulfate de cuivre, peuvent remplir ce dernier rôle de simples conducteurs inattaquables par le liquide de la pile) ; 2* que le& deux liquides soient choisis de manière que le courant qui résulte de leur action mutuelle à travers le diaphragme ; soit de même sen». que celui auquel donne naissance l'action de l'acide sur le métal attaqué.

Ces conditions générales sont remplies , comme on va le voir, dans le couple de Da-^ niell, dont nous allons donner la description.

Un cylindre D (fig. 363), formé d'une terre poreuse et perméable aux gaz, parce qu'elle n'a été cuite qu'en partie, est placé dans un vase de verre V ; ce cylindre est fermé à sa partie

inférieure de manière à pouvoir contenir un liquide. L'assemblage de ces deux vases D et V est partagé de cette manière en deux ca-

Fig. 3C3. — Un couple de la plie de Danlell.

pacités qui ne peuvent communiquer entre elles qu'à travers les parois poreuses et perméables du cylindre D. Dans ce vase intérieur D, on place une dissolution saturée de sulfate de cuivre^ et l'on y introduit une lame de cuivre C, enroulée cylindriquement. Dans le vase extérieur V, on verse de l'acide sulfurique étendu d'eau, et l'on plonge dans ce liquide un cylindre creux de zinc Z, préalablement amalgamé (1).

Dans la pile ainsi disposée, aucun dégagement d'électricité ne se manifeste, en raison

(1) L'emploi dans les plies à deux liquides, du sine amal^ gamé^ c'esUà-dlre frotté avec du mercure, qui forme à sa snrftice extérieure une légère couche d*amalgame, permet de laisser séjourner le sine dans I*acide sulfurlqne étendu sans qu'une action chimique, et par conséquent le courant électrique, commence à s'établir : le courant ne se forme et la pUe ne se met en activité que quand on fait communiquer les deux conducteurs. Cette propriété du sine amalgamé a été découverte par M. Kemp, physicien anglais, ai^ourd'hul peu connu (l). L'amalgamation du sine ottre ce grand avantage pratique que, tant que le circuit voltaique n'est pas établi, c'est-à-dire Iniit que les deux pôles opposés ne sont pas mis en communication, le sine n'est pas attaqué ; Il ne Test que dès le moment où Ton complète le circuit. On peut dire que c*est là Tune des acquisition c les plus importantes dont la pile voltaique se soit enrichie depuis sa création. On a observé, d'ailleurs, qu'avec le fine amalgamé le courant est plus régulier et en même temps plus intense pour une même quantité de métal dissous.

Un fait du même genre a été signalé en 1830 par M. de La Rive. Ce physicien a découvert que le sine pur est à

(I) Jameson^i Edinburgh Journal^ Octobtr l8iS.

de l'amalgamation du zinc ; mais dès que la communication est établie entre les deuxcooducteurs, l'action chimique commence ; l'eau est décomposée, son oxygène se porte sur \t zinc, et son hydrogène, réagissant sur la dissolution du sulfate de cuivre, se combine avec l'oxygène du cuivre pour former de Toau, tandis que le cuivre réduit vient former sur les parois du cylindre de cuivre C vi>i dépôt métallique pulvérulent et sans adhérence. Le cylindre de zinc Z est le pôle négatif, et le cylindre de cuivre C le pôle positif. Pour que le courant électrique de la pile de Daniell demeure constant, il faut que les éléments qui réagissent chimiquement les uns sur les autres restent au même état de saturation. C'est ce qui n'arriverait pas avec Tappareil disposé comme nous venons de l'indiquer, si l'on n'avait recours à certaines précautions. En effet, la dissolution de sulfate do cuivre placée dans l'intérieur du vase D s'appauvrit graduellement par la réduction d'une partie de l'oxyde du sulfate de cuivre qu'il renferme à l'étal de dissolution aqueuse. D'autre part, l'acide sulfurique étendu, contenu dans l'intérieur du vase V, perd progressivement de son acidité, par suite de la formation du sulfate de zinc aux dépens de la lame de zinc immergée dans cet acide. Lorsque le couple de Daniell doit rester longtemps en action, il faut donc s'arranger pour conserver aux liquides leur composition normale. Pour cela, on place des cristaux de sulfate de cuivre contenus dans un petit sac perméable, à la partie supérieure du vase D, en

peine attaqué par ]*ac!de suIfùrlque, mais qu*il est artrqné immédiatement avec une grande énergie si Ton vient à le touclier avec une lame de platine, de cuivre, de plomb, d*élain, de fer, ou même avec une substance non métallique, mais conductrice de l*é!ectriclté, comme le ciiarbon calciné. C*est là, on le voit, un phénomène tout se I blable à celui qui s'observe dans les piles Yollaîques où l'on fait uscige de zinc amalgamé. Le zinc amalgamé a la propriété du zinc pur, c*est-à-dire n*est pas attaquable par l'acide sulfurique ; mais il est immédiatement attaqué dès quMI se trouve en contact avec un fil de cuivre ou de (iluline plongeant oussi dans la dissolution, c*est-à dire dé» qu'il fait partie d'un cuuple on acUvilé.

LA PILE DE VOLTA

le faisant plonger dans la dissolution de sulfate de cuivre qui le remplit ; la dissolution de sulfate de cuiyre demeure ainsi au môme clat de saturation, c'est-à-dire saturée à froid pendant toute la durée de Topération. Pour 8c débarrasser du sulfate de zinc contenu dans le vase extérieur V, voici le moyen que l'on peut employer. Comme la dissolution de sulfate de zinc, en raison de son poids spécifique, se précipite au fond du vase à mesure qu'elle se forme, on introduit dans ce vase un siphon, dont la plus courte branche est placée à une petite distance du fond de ce vase, de manière à faire écouler au dehors la dissolution de sulfate de zinc qui vient s'accumuler en cet endroit. On remplace le liquide soutiré de cette manière par de l'eau acidulée, que l'on fait tomber goutte à goutte dans ce vase, au moyen d'un flacon muni d'un tube effilé disposé par-dessous. Par l'effet de ces dispositions, les liquides réagissants sont maintenus au même degré de concentration ou d'activité chimique, et le courant peut demeurer constant pendant plusieurs jours.

La réunion d'un certain nombre de couples semblables à celui qui vient d'être décrit, compose la jdle de Daniell.

Les deux couples communiquent entre eux par leurs métaux hétérogènes. Une lame de cuivre C, qui termine l'appareil d'un côté, constitue le pôle positif; la lame de zinc qui le termine à l'autre extrémité est le pôle négatif.

M. Vérité, de Beauvais, a réussi à éviter plusieurs des inconvénients de la pile de Daniell, par une modification heureuse, qui consiste à placer le zinc et l'eau acidulée à l'extérieur du vase poreux, et à mettre dans rintérieur de ce vase, le cuivre et la dissolution de sulfate de cuivre. Les cristaux de sulfate de cuivre sont contenus dans un ballon, dont le goulot plonge dans la dissolution, comme le montre la figure 364. Le goulot est fermé en partie, par un bouchon, dans lequel

on a pratiqué une entaille. Quand le niveau de la dissolution baisse jusqu'au-dessous du

FIg. 864 - Pile de M. Vëritë. de Bcaovais.

goulot, une bulle d*aîr entre dans le ballon; une certaine quantité de liquide saturé s'en écoule et reproduit le niveau primitif.

Cette pile marche avec une grande régularité, sans exiger une surveillance constante.

La pile de M. Callaud^ de Nantes, est une pile de Daniell, sans diaphragme poreux. Les vases poreux ont l'inconvénient de s'incruster de particules de cuivre, qui obstruent leurs pores, et finissent, au bout d'un certain temps, parles fendre et les mettre hors de service. De plus, l'évaporation s'opérant facilement, le sulfate de zinc se cristallise, en grimpant sur le vase poreux; ce qui établit une conductibilité par-dessus la cloison qui sépare les liquides. M. Callaud a donc songé à supprimer les diaphragmes en mettant à contribution la différence de densité des deux liquides de la pile de Daniell, différence qui leur permet de se superposer sans mélange. La dissolution de sulfate de cuivre occupe le fond du vase et l'eau surnage. On suspend par trois crochets sur le bord du vase le cylindre de zinc, qui plonge dans Teau acidulée, et Ton fait pénétrer au fond, dans la dissolution de sulfate de cuivre, une tige, formée d*un gros fil de cuivre recouvert de gutta-percha et termfnée

par ane lame de euiyre enroulée en spirale sur elle-même.

Telle est la pile de M. Callaud, qui est employée aujourd'hui avec succès dans plusieurs services télégraphiques, parmi lesquels nous citerons celui du chemin de fer d'Orléans.

Dans la pile de M. Minotto, de Turin, les diaphragmes sont également supprimés.

Cette pile se compose d'un cylindre de cuivre, rempli de sulfate en poudre, et d*un manchon cylindrique de zinc. Le fond du bocal et les interstices entre le zinc et le cuivre d'une part, et la paroi du bocal et le zinc de l'autre, sont occupés par du sable. On amorce la pile en versant de l'eau sur le sable et sur le sulfate.

Pile de Grove. — La pile de Grove est celle où l'on fait usage de deux liquides acides. La dissolution de sulfate de cuivre que renferme la cellule intérieure, dans la pile de Daniel!, est remplacée ici par de l'acide azotique. C'est cet appareil qui, avec une modification sans importance, est aujourd'hui universellement employé dans les laboratoires et dans l'industrie sous le nom de pile de Bunsen. Voici comment l'inventeur fut amené à construire ce puissant et commode appareil électro-moteur.

FIg. 365. — Pile de Grove.

En 1839, M. Grove, chimiste anglais alors à ses débuts dans la science, cherchait à perfectionner la pile de WoUaslon, en utilisant, au profit du dégagement électrique, toute la puissance d'oxydation dont le zinc était susceptible, tout en empêchant la pré-

cipitation du cuivre sur rélcnient positif, c'est-à-dire sur le zinc, ce qui détermine, comme nous l'avons dit plus haut, ce caunnA secondaire^ cause principale de ^affaibliss^ ment rapide des piles à un seul liquide. Une expérience des plus curieuses, et que nous allons rapporter, mit bientôt M. Grove à même de réaliser ses espérances.

Au moyen d'un peu de cire à cacheter, M. Grove mastiqua, au fond d'un petit Tase de terre, la tête d'une pipe à fumer. Il vcra dans l'intérieur de cette tête de pipe un pea d'acide azotique, et il introduisit de l'acide chlorhydrique dans le vase de verre extérieur. Deux feuilles d'or furent alors plongées dans l'acide chlorhydrique : elles y demeurèrent sans la moindre altération, et conservaient, au bout d'une heure, tout leur brillant métallique. Alors un fil d'or fut placé de manière qu'il touchât en même temps l'acide azotique et rextrémité d'une des feuilles d'or. La feuille touchée fut immédiatement dissoute, tandis que Tautre ne fut pas attaquée, et le fil lui-même, qui était plongé dans l'acide azotique, n'avait subi aucune altération ; enfin, un galvanomètre, interposé entre deux lames plongeant dans les deux acides, dénota immédiatement la présence d'un courant excessivement énergique, dans lequel la lame dissoute représentait l'élément négatif, et la lame inattaquée l'élément positif.

Les conclusions que M. Grove déduisit de cette expérience furent :

1' Que de la réaction des deux acides Tun sur l'autre naissait un courant électrique qui, étant convenablement établi, pouvait opérer la décomposition chimique de cet acide ; 2° Que de cette décomposition résultait une combinaison d'hydrogène et d'oxygène ayant pour résultat de désoxyder l'acide nitrique, et de laisser libre le chlore de l'acide chlorhydrique, lequel chlore, en se portant sur la lame négative, en opérait la dissolution;

LA PILE DE VOLTA

3* Que Teau acidulée avec de Facide sulfarique, pouvant abandonner son hydrogène aussi facilement que l'acide chlorhydrique, pouvait être substituée à ce dernier acide dans l'expérience précédente, à la condition que la lame d'or négative fût remplacée par un métal facilement oxydable ;

4"" Que le zinc étant le métal le plus électro-négatif qu'il y eût, son emploi comme élément négatif avec l'eau acidulée devait provoquer une réaction électrique beaucoup plus énergique ;

5' Que la lame d'or, plongée dans l'acide azotique, ne devant pas être attaquée et prenant la polarité de cet acide, pouvait être remplacée avec avantage par un corps conducteur inattaquable aux acides, tel que le platine et le charbon.

Ces conclusions furent le point de départ de la pile à deux acides, que M. Grove ne tarda pas à perfectionner, en y introduisant les vases poreux de terre demi-cuite, qu'il substitua, avec infiniment d'avantages, aux diaphragmes d'argile ou aux membranes de baudruche que l'on avait employés jusqu'à cette époque dans les piles à deux liquides.

M. Grove chercha ensuite à combiner de diverses manières les éléments de sa pile. 11 avait, dans l'origine, placé les zincs dans le vase poreux, et le platine roulé en cylindre dans le vase extérieur où se trouvait l'acide nitrique ; mais il ne tarda pas à se convaincre que l'oxydation serait plus grande, et par conséquent, la quantité d'électricité dégagée plus considérable, en renversant cette disposition, et il plaça, depuis lors, les zincs en dehors des vases poreux et les lames de platine en dedans, en changeant bien entendu, de place les acides.

Voici maintenant la description de la pile de Grove. Ses dispositions, comme on va le voir, sont à peu près les mêmes que celles delà piledeDaniell.

Un couple de Grove se compose d'un vase

extérieur V de verre ou de faïence, rempli aux trois quarts d'eau acidulée par de l'acide sulfurique, dans lequel plonge un cylindre de zinc Z, ouvert à ses deux bouts et fendu dans toute sa longueur, et d'un vase poreux D de terre perméable, qui contient de l'ncide azotique ordinaire et dans lequel plonge une lame de platine P. Une tige métallique, fixée sur la lame de platine, porte un fil de cuivre qui représente le conducteur ou le pôle positif ; un autre fil métallique, fixé au zinc, représente le pôle négatif. Dans le couple de Grove, l'électricité marche du zinc au platine à travers les liquides et la cloison poreuse*

Fig. 36C. — Couple' de la pile de Grove.

Voici les réactions chimiques qui sont la cause productrice de rélectricité. Dès que les fils conducteurs représentant les pôles d'un couple de ce genre, sont mis en communication, l'eau se décompose dans le vase extérieur V (fig. 366). L'oxygène provenant de cette décomposition attaque le zinc et forme , grâce à l'acide sulfurique qui remplit ce vase, du sulfate de zinc. L'hydrogène, traversant la cloison poreuse D, vient réagir sur l'acide azotique dans ce vase D, et formant de l'eau avec une partie de l'oxygène de cet acide, il le ramène à l'état d'acide hypoazotique ou de bi-oxyde d'azote • Les deux courants électriques qui proviennent de cette double action chimique, et qui résultent,

Tun de la décomposition de Feau, Tautre de la décomposition de Tacide azotique, marchent dans le même sens, et par conséquent, loin de 8*annuler réciproquement, ajoutent à leurs effets. Considérés dans le fil conducteur qui sert à réunir les deux pôles, ces deux courants marchent du charbon au zinc, c'està-dire que le pôle positif correspond au charbon et le pôle négatif au zinc. Comme, dans ces diverses réactions, il ne se forme aucun dépôt capable d*altérer les surfaces métalliques ou de produire un courant secondaire opposé, le courant électrique conserve une intensité constante.

Le prix élevé du platine employé pour former le conducteur positif, est la seule cause qui ait empêché la pile de Grove de devenir d'un emploi, très-général. Mais dès le jour où Ton eut Tidée de remplacer ce conducteur de platine par un petit bloc, convenablement taillé, de charbon provenant des cornues où se fait la distillation de la houille, pour la préparation du gaz, charbon qui constitue un conducteur excellent et très-économique, cet appareil est devenu d'un usage universel. Il a reçu dès lors le nom de pile de jBtin5e72, d'après l'opinion qui en a fait attribuer la découverte à M. Bunsen.

Pile de Bunsen, — Selon M. Du Moncel, qui s'est occupé d'éclaircir ce point intéressant de l'histoire des piles à deux acides, M. Grove avait songé, pendant les nombreux essais qu'il fit pour la construction de sa pile, à employer, au lieu du platine, le charbon de bois calciné et même le charbon des cornues de gaz, comme conducteur négatif de sa pile.

« Mais, dit M. Du Moncel, M. Grove, pensant que dans le monde scientifique on n'apprécierail, comme étant véritablement en harmonie avec la science, que les électrodes de platine, ne parla jamais dans ses mémoires des électrodes de charbon. Quoi qu'il en soit, six mois après la découverte de M. Grove, c'est-à-dire vers la fin de 1839, on vendait, chez un opticien de Charing- Cross, à Londres, des piles à acides avec du charbon de cornue en guise d'électrode de platine, et ces piles n'étaient en aucun point différentes de ce qu'elles sont aujourd'hui. M. Goo-

per, en Angleterre, publia mCme en ce temps-là un long mémoire (qui est transcrit dans les Transactkna philosophiqueB de la Société royaie de Londres) pour démontrer Timportance des piles à charbon.

« Ce n'est qu'en 1843 que M. Bunsen^ chimbte à Heidelberg, ignorant sans doute les travaux de MM. Grove et Gooper, proposa, comme amélioration économique des piles à acides, le charbon en guise d'électrode positive; et comme il en était resté à la première disposition des piles de M. Grove, il s'efforça de composer un charbon susceptible d'être moulé en cylindre. C'est ainsi qu'ont été construites Jusqu'en 1849 toutes les piles à acides employées en France et en Allemagne. A cette époque, M. Archereau« habile expérimentateur, en changea la disposition, et sans s'en douter, mit en vogue les piles de Grove, telles qu'elles avaient été combinées dix ans auparavant à Londres (1). »

Ce point historique étant vidé, donnons la description du couple de Bunsen.

Le couple de Bunsen^ ou couple à charbon^ n'est autre chose que celui de Grove, dans lequel on a remplacé le conducteur de platine par un cylindre plein, taillé dans une masse de charbon de cornue de gaz, ou préparé directement en soumettant à la calcination, dans un moule de tôle, un mé* lange intime de coke ou de houille grasse, bien pulvérisé et fortement tassé.

Chaque couple de la pile de Bunsen(fig. 367)

Fig. 367. — Couple de la plie de Bunseo.

se compose de quatre pièces rentrant les unes dans les autres : 1' un vase de fafence V

(1) Du Moncel, Exposé des applications ds l'électricité 2« édition, U 1", p. 67. '

LA PILE DE VOLTA

contenant de Teau étendue de dix fois son poids d'acide sulfurique du commerce ; 2^ une lame de zinc Z, enroulée cylindriquement et terminée par une tige de cuivre aplati, destinée à servir de conducteur négatif ; 3* un vase D dé terre dégourdie, perméable aux gaz, et contenant de Tacide azotique ordinaire du commerce; 4' un cylindre C formé de charbon calciné. Ce cylindre de charbon est enveloppé, à sa partie supérieure, d*un anneau de cuivre sur lequel est soudée une tige aplatie, du même métal, destinée à servir de conducteur positif, ainsi que le montre la fig. 367.

Tous les agents chimiques employés dans la pile de Bunsen, n'étant autre chose que ceux qui servent dans la pile de Grove, Texplication chimique de ses efTets est nécessairement la même.

Le couple est inactif quand la communication n'est pas établie entre les deux conducteurs ; mais, dès que le zinc et le charbon communiquent par un conducteur interpolaire, Faction chimique s'établit. L'eau, dans laquelle la lame de zinc est immergée, est décomposée par ce métal; il y a formation de sulfate de zinc et dégagement d'hydrogène. Ce gaz, traversant le vase poreux, vient réagir sur l'acide azotique contenu dans ce vase, et le décompose en produisant de l'acide hypo-azotique ou du bi-oxyde d'azote, lequel se transforme au contact de l'air en acide hypo-azotique. Les deux courants électriques provenant de ces deux réactions vont dans le même sens, c'est-à-dire marchent du charbon au zinc à travers les liquides et la cloison poreuse. Le charbon G représente le pôle positif, et le zinc Z le pôle négatif de ce couple.

La pile de Bunsen se compose de la réunion d'un certain nombre de couples semblables au précédent. On établit la communication entre deux couples contigus, en faisant communiquer^ au moyen de la petite

vis de pression que porte le charbon, la lame métallique flxée au cylindre de zinc avec celle du cylindre de charbon, comme le représente la figure 368.

Fig. 368. — Pile de Bunsen.

Le pôle positif de cet appareil se trouve au dernier cylindre de charbon C , et le pôle négatif au dernier cylindre de zinc Z.

La pile de Bunsen donne un courant d*une grande intensité; sa puissance est supérieure à celle de la pile de Daniell. G'est ce qui la fait employer de préférence quand on veut obtenir des effets électriques d'une grande énergie. Mais comme il est impossible de maintenir les liquides à une composition normale, surtout dans la cellule intérieure qui contient l'acide azotique, le courant ne présente pas une intensité constante. Quand la pile commence à être en activité, le courant prend une marche ascensionnelle ; ensuite il s'affaiblit graduellement. Gette pile, comme celle de Grove, a en outre l'inconvénient de répandre dans l'air des vapeurs d'acide hypo-azotique qui sont désagréables ou dangereuses pour l'opérateur, quand elle est composée d'un assez grand nombre de couples. La pile de Daniell doit donc être préférée à celle de Bunsen, pour les expériences de physique où l'on a besoin d'un courant électrique d'une intensité uniforme.

Nous dirons pourtant que la pile de Bunsen est aujourd'hui employée presque exclusivement dans les ateliers industriels pour la dorure, Targenture ou le cuivrage des mé-

taux, parce que Ton lient plus, dansées par une solution aqueuse de pcrc h lorure da Dpéralions mainiraclurières, ù rénergie du fer, el Tacide sulTurique par le chlorure de courant voltuïque qu'à sa parfaite régularité* sodium (sel marin) ou par le sulfate de fer, à

Télat de dissolution dans l'eau.

La figure 370 représente la pile à sei mtH rin de M. Diicheniin.

A, est une vjsen plomb fixée au charbon F, et qui par conséquent, représente le p6ie positif; B, une autre vis en plomb, fixéeau zincG el qui termine le pôle népalif. d^d est un support en gutta-percka. E, est une virole d« [ilomb, qui sert à fixer le charbon sur le sup- %i;/ [lort. F, est le cylindre de charbon contenant le tout.

Fig. tm. ^ C. J. de Bunsen,

La pile de Bunsen a été modifiée de dilTércntes manières, en vue d'obtenir un appareil d'un emploi commode et d'un fonctionnement régulier, ^l, Archcreau met le ïinc en dehors et le charbon en dedans; il emploie des poussières de charbon de cornue. Ces couples à charbon intérieur, sont plus puissauts que les couples à charbon extérieur,

M* Marié'Davy a remplacé Teau acidulée par de Feau pure, et Facide azotique par une j*ate de sulfate de mercure, qui absorbe riiydrogène, en mettant le mercure en liberté.

La pile au sulfate de mercure est très-commode, parce qu*il n'y a qu'à remplacer Teau qui s'évapore. Des expériences qui ont été fuites sur plusieurs lignes télégraphiques, ont prouvé que 38 couples de la pile Marié-Davy remplaçaient avantageusement 60 couples de la pile Daniell. Aussi celle pile est-elle trèsfréquemment employée aujourd'hui. On en fait usage particulièrement pour les sonnettes ileciriques des appartements.

AL Duchemin remplace Facide azotique

Fig. 370. ^ l*ile à eaa salée de M, Duchemin.

Cette pile à eau salée a une grande COE slance, ce qui la rend très-propre au servie des lignes télégraphiques. Elle offre, de plus^ l'avantage d'être exempte d'odeur. Les ligm télégraphiques de la Suisse ont adopté cette nouvelle pile,

M. Duchemin a fait de sa découverte unol application fort intéressante. Il a montré^ qu'on peut prendre pour liquide de la pile, la mer. Il suffit de jeter à la mer de petiiei piles, formées d'un cylindre de charbon el d'une plaque de zinc fixés sur un fiotteur de liège, et qui dès lors forment de véritable iuwëes, pour obtenir un courant trcs-sensible*

LA PILE DE VOLTA

Si Ton réunit la bouée, par deux fils métalliques, à un carillon placé sur le rivage, le carillon commence immédiatement à tinter.

M. Duchemin fit cette expérience à Fécamp, au grand ébahissement des baigneurs.

Avec un petit nombre de ces éléments jetés à la mer, on pourrait donc envoyer des télégrammes le long des côtes.

Au mois d'août 1866, des expériences ont été faites à Cherbourg, par ordre du ministre de la marine, avec X^bouée électrique Aq M. Duchemin. Il s'agissait de faire servir le courant de la pile au nettoiement, ou à la préservation des coques de navires en fer et des blindages des frégates cuirassées. Ces expériences ont prouvé que Ton pouvait très-efficacement et très-économiquement appliquer la bouée électrique à cet emploi particulier.

Ce n'estlà, d'ailleurs, qu'une premièreapplication, qui en présage beaucoup d'autres, de la belle idée qu'a eue M. Duchemin, de pren- <ire un liquide aussi chimiquement actif que Teau de la mer, pour l'agent excitateur de la pile. Il est évident que cet appareil, petit de forme, est gros d'avenir.