RENDEMENT D'UNE PILE

faut chercher les conditions dans lesquelles son expression El — ri* est maxima.

Soit e la différence de potentiel aux bornes de la pile,

on a I=-et si Ton introduit cette valeur dans l'expression El — ri*, il est facile de voir que celle-ci devient -(E — e)\ r et E étant constantes, le maximum du produit des deux facteurs e et (E — é) dont la somme est constante a lieu, d'après une règle connue, lorsqu'ils

sont égaux, c'est-à-dire lorsque e = E — e ou e = ;r-

E Soit R la résistance totale, on a I=-j^;

En égalant les deux valeurs de I et en y remplaçant E par 2e, on trouve R = 2r.

Donc, dans le cas du travail extérieur maximum, la résistance totale doit être double de la résistance intérieure. C'est celui où le circuit extérieur ne comporte pas de force contre électro-motrice. Le rendement est alors égal à 50 p. 100.

quels se meuvent trois pistons sur chacun desquels on exerce simultanément une pression égale par millimètre carré.

Si cette pression est égale à P et la surface de chaque piston égale à S, la pression sur le premier piston sera PS, sur le second 2PS, sur le troisième 3PS.

Le cas des trois éléments de pile en quantité (fîg. 62) est assimilable à celui des trois corps de pompe (!') (2')

(3'). La pression par millimètre carré reste P, la surface sur laquelle elle s'exerce étant trois fois plus grande.

Fig. 62. — Association de trois corps de pompe en quantité.

Ce résultat est à retenir ; Lorsqu'une pile est disposée de telle façon que sa résistance extérieure soit égale à la résistance intérieure, le trafail extérieur est maximum et le rendement de la pile est de 50 p. 100!

On voit, d'après cela, que, théoriquement, la pile est un assez bon transformateur d'ënergie, puisqu'elle restitue en travail, dans les conditions les plus favorables, 50 p. 100 de l'énergie chimique qu'elle absorbe. Eapratique, comme son fonctionnement est obtenu, dans la plupart de»

cas, en brûlant du zinc et en consommant de l'acide sulfurique, la pile est un appareil coûteux, plus coûteux que la machine à vapeur, malgré le très mauvais rendement de celle-ci, puisque le charbon coûte beaume e iiii. couD moins cher que

.., ^..^. — „, bobine double. — \ ^

A, aimant el commutntGur fixé sur une le ZinC. planche de bois LL.

aénérateurs dont le tonctioanement est basé sur l'induction. — Aussi les générateurs d'électricité dans lesquels la production du courant résulte de la transformation de l'énergie chimique en énergie électrique, pas plus que ceux qui utilisent directement l'énergie calorifique, ne conduisent, ni les uns, ni les autres, à une solution pratique et économique.

Il en est tout autrement de la transformation de

Fig. «

MACHINE DE CLABKE 135

l'énergie mécanique en énergie électrique. Du jour ou Faraday découvrit te phénomène de l'induction, le principe d'un véritable générateur industriel d'électricité était trouvé.

Premières machines magnéto-électriques. — Ce principe ne devait, du reste, pas tarj- : ... j i;g^ pgp y^ coustrucîxii, à qui l'on doit la ine magnéto-électri- ■e se composait d'une devant laquelle tour- , mis en mouvement e manivelle {fig. 63).

Glarkc établissait une me type, dans laquelle inducteur était fixe , Devant ses pAles, ivec une grande rapidité, au moyen d'une chaîne et d'une manivelle , une double bobine de fil recouvert enroulé sur un noyau

Fig, 64. - Uochinï de Clnrke. de fer doUX.

Ce mouvem?n de rotation, devant les pdies de l'aimant, fait naître un courant induit changeant de sens à chaque demi-révolution. Un organe spécial, nommé commutateur, était placé sur l'axe de rotation commun aux deux bobines, de façon il produire une inversion du courant dans le circuit extérieur à chaque demi-révolution et à transformer, en une suite de courants de même sens, les courants alternés dus à l'induction.

136 L'ÉLECTSICITÉ INDUSTRIELLE

Nous voyons ainsi apparaître, dès le début, la notion nouvelle des courants alternatifs. Tandis que, dans la pile, le flux électrique se produit toujours dans le mAme sens, le régime normal des machines à induction est de donner des courants qui se succèdent par phases rapides, de sens opposés, qu'on redresse par l'artifice d'un collecteur commutateur à lames interrompues, sur

Fig. 65. — Uacbine l'a Alliance ••

lequel appuie un organe frottant ou l>alai qui recueille le courant et lui donne passage dans le circuit extérieur. Les premières machines magnéto-électriques ont été des machines à courants alternatifs.

MacJune de la Société « l'Alliance ». — Telle était la machine dite de l'AlHance, que Nollet, professeur à l'Ecole militaire de Bruxelles et descendant du célèbre abbé Nollet, construisit en 1849. C'est avec cette machine que furent expérimentés les premiers régulateurs à are voltaïque.

MACHINE DE MERITENS 137

Après de longues années pendant lesquelles elle ne reçut que de rares applications, la machine l'Alliance eut un fugitif moment de vogue en 1876, à l'époque où la bougie Jablochkoff donnait à l'éclairage électrique une impulsion décisive. La bougie Jablochkoff ne fonctionne qu'avec les courants alternatifs et la machine l'Alliance était, alors, la seule utilisable pour cet usage, malgré son poids considérable, son encombrement et les difficultés inhérentes à son montage long, incommode et peu précis.

Nous savons, par expérience personnelle, combien il était difficile d'obtenir une marche régulière, avec cet ensemble de lourds aimants (fig.

65) assemblés d'une

façon illusoire à l'aide Fig. 66. — Uachiae Méritent.

de cales en bois d'acajou et dont le prix, autant que le poids et l'apparence pouvaient effrayer les clients audacieux qui se risquaient à l'emploi de la lumière électrique.

Van Malderen, qui avait succédé à Masson et à Nollet dans la direction de la construction des machines l'Alliance, était trop vieux pour se hasarder à des procédés nouveaux. Il devait disparaître en même temps que ce matériel suranné dont îl ne faut pas médire, cependant, en raison des services qu'il a rendus.

Machine de Meritena. — Un électricien ingénieux, M. de Meritens, mort malheureux il y a peu de temps.

tenta de lui donner un regain de nouveauté en établissant sa fabrication d'après des méthodes plus rationnelles. Ses machines ont été longtemps et sont encore aujourd'hui utilisées par l'Administration française des phares (fig. 66).

Machines dynamo -électriques, — Mais, depuis longtemps déjà, les jours des machines magnéto-électriques étaient comptés.

Après les travaux de Siemens et Halske, en Allemagne, et de Paccinoti, en Italie, Wilde avait remarqué qu'il est possible d'obtenir, avec des électro-aimants, des champs magnétiques infiniment plus puissants qu'avec les aimants permanents et, par conséquent, des courants induits d'intensité plus considérable. Il imagina en 1865, un type de machine double, composé d'une petite machine à aimants, dite excitatrice, dont le courant venait magnétiser les électros inducteurs d'une seconde machine produisant le courant utilisable.

Le courant excitateur pouvait être très faible et ne servir, en quelque sorte, que d'amorce. Wheatstone se contentait d'un courant de pile. Siemens, en 1867, alla plus loin et employa le magnétisme résiduel des électros. Il créa ainsi la première des machines qu'on a appelées auto-excitatrices.

Machines Oramme à courants directs. — Mais

l'essor devait être donné par M. Gramme, à qui revient certainement, plus qu'à tout autre, l'honneur d'avoir créé la première machine dynamo vraiment industrielle. Depuis ses premiers brevets qui datent de 1869, leur période de vitalité s'est écoulée deux fois et, malgré l'entrée de ses inventions dans le domaine public, malgré une concurrence devenue maîtresse de tout ce qu'il a créé, la vogue de ses machines et leur notoriété sont

TRAVAUX DE Jf. GRAMME IS»

telles que leur nom seul leur assure un succès industriel et commercial sans précédent.

Travaux de M. Gramme, — M. Gramme est de ces heureux dont on peut dire qu*ils méritent leur bonheur.

Il a en la rare fortune de créer un outil incomparable et d*avoir^ dès ses débuts, une collaboration précieuse qui lui a été continuée pendant la durée d^une longue carrière. Les honneurs et la fortune ont récompensé toute sa vie de labeur ^1).

Ses brevets de 1869 ont trait à cinq types de dynamos.

Sa première machine a lumière était une machine verticale qui servit, en 1873, à M. Cooke, pour ses belles expériences de projections lumineuses du haut de la tour de Westminster, à Londres. Dans la même année, M. Gramme construisit une machine plus petite pour les

(1) Elle ofire un exemple peut-être unique dans l'histoire de l'électricité contemporaine au point de vue de la méthode du travail.

Voici ce que dit à ce sujet M. H. Fontaine, qui Ta accompagné pendant sa féconde carrière.

« Un fait digne de remarque et que nous pouvons certifier, c'cKt que dans ses études de dynamos, M. Gramme n'a jamais eu do collaborateurs ni même d'élèves l'ayant secondé dans ses calculs. Toutes les machines sortant de ses ateliers ont leurs bAtis, IcurH organes mécaniques, leurs fils, leurs isolants, etc., déterminé» par lui. Il calcule une machine, la dessine, vérifie les modèles, surveille la construction, la soumet à une série d'esHais, modifie les parties imparfaites, la fait, au besoin, recommencer complètement et ne la livre à la fabrication que lorsqu'il en est satisfait.

f< Les machines Edison et Siemens, pour ne citer que les deux plus célèbres, subissent des transformations successives auxquelles leurs promoteurs ne participent en aucune façon. En cela réside la situation prépondérante de M. Gramme sur ses concurrents. Dans la spécialité de l'industrie des dynamos, un seul homme tient ainsi tête aune légion d'inventeurs, w L éclairage à V électricité t par H. Fontaine.

140 LÉLECTSICITÉ INDUSTRIELLE

navires. Elle fut installée sur les navires français Suffren et Richelieu et sur les navires russes Livadia et Pierrele-Grand-

En même temps, il modifiait ce type et créait une machine à quatre électro-aimants horizontaux d'un prix

Pi^. 67. — Uachine Gramme (ln>e d'atelier).

moins élevé que la précédente et dont l'usage est très répandu dans la marine.

Mais le type de machines Gramme qui a consacré la réputation de son auteur, par les services qu'il a rendus et par le nomhre considérable d'exemplaires auquel il a été reproduit, est celui qu'il a combiné en 1873 et appelé type normal ou tt/pe d'atelier.