PERFECTIONNEMENTS A LA PILE DE VOLTA

Les conditions du concours furent fixées par une commission de membres de l'Institut composée de Laplace, HalIé, Coulomb et Biot,

Le prix de 3.000 francs fut décerné en 1808 à Davv, pour l'ensemble des découvertes dont nous avons parlé plus haut (1) et quoiqu'à ce moment la France et l'Angleterre fussent en guerre.

Sous l'impulsion de ces actions diverses, la science s'enrichit d'un nombre croissant de piles.

La première, après celle du créateur de ces appareils,

Fig-. 14. — Pile & aage.

fut celte de Cruishanks (fig. 15). C'est une longue auge en bois A, enduite de glu marine, dans laquelle sont dîspo-

(i) Le prix de 3.000 francs n'a élé donné qu'une fois ; à Davy.

Le prix de 60.000 fraacs n'avait Été jamais dislribuc jusqu'en 1852. Louis- Napoléon Bonaparte, président de la ïtépubtique, \f rétablit par décret du 23 février 1852. La valeur en fut réduite à 50.000 Irancs.

11 fut accordé cd 1864 à Ruhmkorlf pour sa bobine d'indue. tioD. Eu 1870, RuhmkorlT, Allemand non naturalisé, biea qu'babitant Paris depuis vingt ans, ne fut pas expulsé de France. De même que Davy avait été autorisé à venir en France au moment où le prix de 3.000 francs lui fut décerné, Rulimkorffful autorisé n rester à Paris, pendant le siège.

Le prix Voila fut décerné une seconde fois eu 1876 à Grabam Bell, l'inventeur du téléphone ; une Iroisième à M. Gramme. Jusqu'à ce jour, aucun Français n'en a bénéficié, Graham Bell étant américain et M. Gramme belge.

sées transversalement une série de plaques formées d'une feuille de zinc et d'une feuille de cuivre soudées l'une à l'autre.

Chacune de ces plaques mixtes est séparée de la voisine par un intervalle, ce qui forme autant de cellules lamellaires ou auges, dans lesquelles on verse de l'eau acidulée.

Celte pile fut imaginée en 1802.

C'est un appareil de ce type que l'empereur Napoléon fit construire pour l'Ecole polytechnique en 1811. Informé des découvertes que Davy venait de faire en Angleterre, l'empereur avait manifesté son étonnement et son mécontentement que rien de pareil n'eût été découvert en France. Et, sur l'observation de Berthollet, que les savants français ne possédaient pas de pile assez puissante, il donna immédiatement l'ordre que les fonds nécessaires fussent pris au Trésor et confiés au comte de Cessac, gouverneur de l'École polytechnique, pour l'établissement d'une pile de grandes dimensions. L'étude de celle-ci fut faite par Gay-Lussac et Thénard (1) qui reproduisirent le modèle de Cruishanks.

Leur appareil était composée de 600 paires de plaques carrées de 30 centimètres de côté, formées chacune d'une plaque de cuivre pesant 1 kilogramme et d'une plaque de zinc pesant 3 kilogrammes.

C'est, croyons-nous, la seule application importante qui ait été faite de ce genre de piles, dont le principal inconvénient réside dans la solidarité des plaques de zinc et de cuivre. Elle empêche de changer les premières lorsqu'elles sont usées.

Une seconde modification de la pile de Volta a été imaginée par Wollaston qui a séparé les deux lames for-

(1) Recherches physico-chimiques de Gay-Lussac et Thénard,

POLARISJTIOX M

mant le coople ce qui permet de rendre actirrs leurs deux surfaces. Daos ce système, chaque série d'éléments est fixé à Doe trsTerse de bois horizontale A qui permet de les soulever hors da vase plat et éle\'é dans lequel ils plongent. \Vollaston modifia lui-même sa pile en formant l'élément d'une lame de zinc entourée d'une feuille de cuivre repliée sur elle-même fîg. 15 .

Polarisation. — Jusqu'alors, nous ne voyons qu'une

Fig. a. — Pile de Vullmtou.

modification de forme de la pîle de Volta, instrument imparfait qui donne un courant dont l'inlensité s'affaiblit avec rapidité. L'attention se porta bientôt sur les causes de cet affaiblissement et sur les moyens de le retarder.

Lorsqu'on observe ce qni se passe au moment où l'on ferme le circuit extérieur d'un élément de pile zinccuivre, on voit se dégager sur le cuivre une infinité de petites bulles qui prennent naissance à sa surface et s'en détachent avec une grande difficulté.

Dans le phénomène chimique qui s'accomplit au sein de l'élément, le zinc est attaqué par l'eau acidulée, forme du sulfate de zinc, qui se dissout, et libère de l'hydro-

gène. C'est ce gaz qui se dégage à Télectrode positive, formant un écran entre elle et le liquide qui la baigne, diminuant ainsi la surface conductrice et augmentant la résistance intérieure de la pile.

On a donné a ce phénomène le nom de polarisation.

Dès que la polarisation a été connue et ses causes et ses effets bien analysés, il a été possible de la combattre. C'est Becquerel qui en a, le premier, en 1829, nettement indiqué les moyens.

« Je dois faire observer, disait-il, que la pile porte avec elle la cause des diminutions qu'éprouve continuellement l'intensité du courant électrique, car dès l'instant qu'elle fonctionne, il s'opère des décompositions et des transports de substances qui polarisent les plaques de manière à produire un courant inverse du premier. L'art consiste donc à dissoudre les dépôts, à mesure qu'ils se forment, avec des liquides convenablement placés. »

DÉFINITIONS. — Avant d'indiquer par quels moyens on est arrivé k ce résultat, quelques définitions sont nécessaires pour faciliter le langage.

Nous venons de voir qu'en définitive le dégagement d'électricité dans une pile exige le concours de trois éléments principaux. Un ou plusieurs liquides, dans lesquels plongent deux pièces de forme variable qu'on appelle les électrodes. L'ensemble forme un élément de pile ou un couple.

L'une des électrodes, qui est en zinc dans les éléments dont nous avons parlé jusqu'ici, porte le nom à! électrode négatis^e. L'autre porte celui d'électrode positive.

Si on relie par un fil conducteur l'extrémité ou pôle des deux électrodes, on peut considérer qu'on a un circuit continu, dans lequel le courant va du pôle positif (cuivre) au pôle négatif (zinc) dans le circuit extérieur pour se former en sens inverse dans l'intérieur de l'élément.

ÈLECTROLYSE — VOLTAMÈTRE 63

D'une façon générale, il faut se rappeler que ['électrode négative est celle qui est attaquée par le liquide.

L'électrode positive ne subit aucune modification.

L'électrode négative brûle, au sens chimique du mot, c'est-à-dire s'oxyde. L'électrode positive établit la continuité du circuit.

Nous verrons plus tard quelle est l'influence des matières employées, de leur position et de leurs dimensions relatives.

Electrolyae. — Dans le phéuomène inverse, qui consiste en la décomposition d'un liquide par un courant, opération qu'on appelle électrolyse, on donne aussi le nom d'anode à l'électrode positive et celui de cathode à l'électrode négative.

Dans le liquide, le courant va, ou plutôt est supposé aller, de l'électrode positive à la négative.

Voltamètre. — Le coltamètre, qui reproduit les conditions de l'expérience de CarlisIeetNichoIson, permet de réaliser l'électrolyse la plus simple, celle de l'eau.

Cet appareil, dans sa forme la plus élémentaire, consiste eu un verre a pied (Rg. 16) à la base duquel

pénètrent deux Gis de pla- ^'^Z- l^- — Voitamèue.

tincLL'. Pour le iaire fonctionner, on remplit le verre d'eau acidulée par quelques goutte& d'acide sulfurique et on coiffe chacun des fils ^e platine d'une éprouvette remplie de cette eau. Dès que le courant est lancé dans les fils, on voit des

YlVAREZ. Phénomènes électriques. .'i

balles de gaz se dégager dans chacune des éprouvetfes.

L'éprouvelte positive recueille l'oxygène. L'éprouvette

Dégative recueille l'hydrogène, et on constate aisément

qne le volume de ce deroier gaz est double de l'autre.

Zinc amalgamé. — On sait que l'hydrogène est préparé en attaquant le zinc ordinaire du commerce par une solution d'acide sulfurique. Si donc, un élément de pile avait pour électrode négative une baguette ou une plaque de ce zinc, il serait brûlé alors même que le circuit de la pile serait ouvert, c'est-à-dire que sa combustion serait faite en pure perte. Avec le zinc pur, aucune attaque ne se produit tant que le circuit n'est pas fermé et la production du courant correspond exactement à la combustion du zinc.

Comme le zinc pur coAte sensiblement plus cher que le zinc du commerce, la constatation de ce phénomène serait au désavantage de l'utilisation des piles à électrode négative de zinc, si on n'avait constaté que le zinc ordinaire, amalgamé à sa surface, c'est-à-dire allié avec du mercure, se comporte comme le zinc pur.

On se sert donc de zinc amalgamé dans toutes les piles.

Avec un couple cuivre, zinc pur ou zinc amalgamé, il ne se dégage d'hydrogène ni sur le cuivre ni sur le zinc, lorsque le circuit est ouvert; lorsque le circuit est fermé, il se dégage de l'hydrogène sur le cuivre.

Avec un couple cuivre zinc impur, en circuit ouvert, il se dégage de l'hydrogène sur le zinc; en circuit fermé il s'en dégage à la fois sur le cuivre et sur le zinc.

Pile Daniell. — Les explications qui précèdent nous permettent de passer rapidement en revue les types principaux de piles qui ont été imaginées, avec la préoccupation d'en obtenir un courant aussi constant que