VOLTA

ment à notre visite. Je lui nommai et lui présentai M. de Volta, qui était jaloux de s'entretenir de ses travaux avec un physicien aussi distingué. M. Charles laissa paraître aussitôt beaucoup d'embarras et même de la confusion : il était, nous dit-il, on ne peut plus désolé d'être pressé de sortir et do ne pouvoir profiter d'une occasion aussi avantageuse ; mais on l'attendait et il se trouvait en retard. 11 ajouta d'ailleurs que nous étions maîtres absolus dans son cabinet, et qu'il en mettait tous les objets à notre disposition. Après ce peu de mots, auxquels il semblait ne pas demander de réponse, il nous salua et sortit. Hestés seuls dans ce cabinet, nous nous regardâmes l'un l'autre avec des yeux ébahis. • Que « ferons-nous ici? me dit Volta. Voici un très-beau « cabinet, mais le but de notre démarche n'était • point d'admirer des instruments de physique. Il n'y « apoint dans cette atmosphère, cootinua-t-il enriant, « d'odeur de galvanisme.»

■ Il devinait juste. M. Charles ne l'avait pas plus étudié alors que les autres physiciens de France. Ce qui confirma nos conjectures, c'est qu'étant montés en fiacre, nous aperçûmes, en nous retournant, M. Charles qui épiait notre départ d'une boutique de librairie de la rue du Coq, et reprit le chemin de son cabinet dès que notre voiture se fut unpeu éloignée (i).»

La commission qui avait été désignée par l'Académie des sciences, pour reproduire les expériences de Volta et statuer sur le projet d'une médaille d'or à décerner à l'inventeur de la pile, était composée de Laplace, Coulomb, Hallé, Monge, Fourcroy, Vauquelin, Pelle tan, Charles, Brisson, Sabatier, Guylon et Biot. Après avoir répété les principales expériences de Volta, la commission choisit pour son rapporteur Biot, qui s'acquitta de ce devoir dans la séance du H frimaire an IX (décembre 1800), dans un rapport qui reproduisait tous les traits du mémoire de Volta, avec une concision et une clarté parfaites.

Si nous ne sommes entré dans aucun détail sur le mémoire lu à l'Institut par Volta, nous ne saurions passer sous silence le rapport de Biot, document important à conserver, parce que l'on y trouve pour la première fois, exactement detinic, la théorie de la force électro-motrice (2).

(I) Mémoire, de RobeHson, t. 1*. p. JSO-JM.

(I) Report du citoyen BM *ur ks expériences de Ko/M,

Le fait principal sur lequel repose la théorie de Volts, est le suivant : Si l'on met en contact deux métaux différents, isolés au moyen d'une tige de verre, on trouve, en les retirant aussitôt, qu'ils se sont chargés chacun d'une électricité différente. Dans le contact du cuivre et du zinc, le cuivre se charge d'électricité négative et le zinc devient positif. Ce fait prouve donc que le développement de l'électricité est indépendant de l'action de tout conducteur humide (4).

Fjg. iil.- J.-B. Biot

Biot expose ensuite comment on se rend compte de ce fait, dans la théorie de Volta, et il donne une analyse complète de la pile,

Imprime1 dans les Mémoires île l'InUilul national de France, t. V, et reproduit en entier dans les Annales de chimie, t. XLI, p. 3.

(i i On verra plus loin, i l'article de la théorie de la pile, que ce fait qui sert de base à la théorie de Voila est inexact. W'ollaston, et plus tard MM. de La Rive et Faraday, ont prouve que l'électricité qui te manifeste dans le contact des métaux, en présence de l'air, provient de l'oxydation de l'un des MR'taux par l'oxygène atmosphérique. Quand on exécute, en effet, celte expérience dans le vide, ou dans un rai autre que l'oxygenr, le contact des deux métaux ne produit plus aucun effet clcctiiquc.

et de la loi qui paraît présider à la tension électrique de cet instrument, selon le nombre des couples, leur conductibilité et la conduetihilité propre aux corps humides.

« Tel egt à peu près, dit Biot, le précis de la théorie du citojen Voila sur l'électricité que l'on a nommée gahaniqtte. Son but a élé de réduire tous les phénomènes à un seul, dont l'existence est maintenant bien constatée : c'est le développement de l'élcclricilé métallique par le contact mutuel des métaux. Il parait prouvé, par ces expériences, que le fluide particulier auquel on attribua, pendant quelque temps, les contractions musculaires et les phénomènes de la pile, n'est autre chose que le fluide électrique ordinaire, mis en mouvement par une cause dont nous ignorons la nature, mais dont nous voyons les effets.

« Après avoir reconnu et évalué, pour ainsi dire, par approximation l'action mutuelle des éléments métalliques, il reste à la déterminer d'une manière rigoureuse, A chercher si elle est constante pour les mêmes métaux, ou si elle varie avec les qualités d'élertricilé qu'ils contiennent, et avec leur température. Il faut évaluer, avec la même précision, l'action propre que les liquides exercent les uns sur les autres, et sur les métaux. C'est alors que l'on pourra établir le calcul sur des données exactes, s'élever ainsi à la véritable loi que suivent, dans l'appareil du citoyen Volta, ladistribution et le mouvement de l'électricité, et compléter l'explication de tous les phénomènes que cet appareil présente. Mais ces recherches délicates exigent l'emploi des instruments les plus précis qu'aient inventés les physiciens pour mesurer la force du fluide. Enfin, il reste à examiner les effets chimiques de ce courant électrique, son action sur l'économie animale, et ses rapports avec l'électricité des minéraux et des poissons ; recherches qui, d'après les faits déjà connus, ne peuvent être que trèsimportantes. •

Dans l'une des trois notes qui suivent ce rapport, Biot essaye de soumettre au calcul la pile voltaïque, d'après la théorie du contact. Mais il ajoute, ce qui ne surprendra personne, que les résultats calculés ne purent jamais s'accorder très-hien avec les observations. Biot se tirait de cette difficulté en ajoutant que ce désaccord tenait sans doute à l'imparfaite conductibilité des liquides employés dans la pile, élément dont il est impossible de tenir compte.

Biot terminait son rapport en proposant

d'offrir à Volta une médaille d'or, conformément à la demande du premier consul :

« D'après la demande qui a été faite par un de vos membres (le premier consul), et que vous ave* renvoyée à la commission, nous vous proposons d'offrir ' au citoyen Volta la médaille de l'Institut, en or, comme un témoignage de la satisfaction de la classe, pour les belles découvertes dont il vient d'enrichir la théorie de l'électricité, et comme une preuve de sa reconnaissance pour les lui avoir communiquées.»

Cette médaille portait pour inscription : a VOLTA, séance du H frimairk an IX.

Le même jour, Volta reçut du premier consul une somme de 6,000 francs pour ses frais de route.

« Le professeur de Pavie, nous dit Arago, dans son Éloge de Voila, était devenu pour Napoléon le type du génie. Aussi le vit-on, coup sur coup, décoré des croix de la Légion d'honneur et de la Couronne de fer ; nommé membre de la consulte italienne ; élevé à la dignité de comte et à celle de sénateur du royaume lombard. Quand l'Institut italien se présentait au palais, si Volta, par hasard, ne se trouvait pas su r les premiers rangs, les brusques questions : « Où « est Volta ? serait-il malade ? pourquoi n'est-ii pas « venu ? • montraient avec trop d'évidence, peutctre, qu'aux yeux du souverain les autres membres, malgré tout leur savoir, n'étaient que de simples satellites de l'inventeur de la pile. « Je ne saurais « consentir, disait Napoléon en 1804, à la retraite de « Volta. Si ses fonctions de professeur le fatiguent, il « faut les réduire. Qu'il n'ait, si l'on veut, qu'une • leçon à faire par an ; mais l'université de Pavie « serait frappée au cœur le jour où je permettrais « qu'un nom aussi illustre disparût de la liste de « ses membres ; d'ailleurs, ajoutait-il, un bon géné- ■ ral doit mourir au champ d'honneur (I). »

Le départ de Volta n'avait rien enlevé de l'enthousiasme du premier consul pour les effets de la pile. Il était convaincu que l'on ferait un jour les applications les plus brillantes du galvanisme pour l'explication des faits les plus importants de la nature, et qu'il servirait même à dévoiler la cause des phénomènes de la vie. La surprise et l'admiration que Bonaparte avait éprouvées quand le savant italien l'avait rendu témoin, pour la première fois, des effets de la pile, s'accrurent encore lorsqu'on répéta devant lui les

U) Arago, Notice* hographique^t. I, p. 23».

! expériences de décompositions chimiques qui venaient d'être faites en Angleterre par Cruikshank. Il fut frappé d'étonnement en voyant le transport des éléments des sels à leurs pôles respectifs. Après un instant de silence, se tournant vers Corvisart, son médecin :

« Docteur, dit-il, voilà l'image de la vie : la colonne vertébrale est la pile ; le foie, le pôle négatif; la vessie, le pôle positif (I). »

Le désir qu'éprouvait Bonaparte d'encou- ! rager les travaux relatifs au galvanisme, se traduisit, bientôt après, par la fondation d'un prix annuel en faveur du physicien qui aurait réalisé la découverte la plus importante dans cette nouvelle partie de la physique. Le 26 prairial an X(juin 1801), peu de temps après la bataille de Marengo, Napoléon écrivit d'Italie à Cbaptal, alors ministre de l'intérieur, la lettre suivante, qui fut transmise par ce dernier à la classe des sciences mathématiques et physiques de l'Institut:

« J'ai intention, citoyen ministre, de fonder un prix consistant en une médaille de trou mille francs, pour la meilleure expérience qui sera faite dans le cours de chaque année sur le fluide galvanique ; A cet effet les mémoires qui détailleront lesdltes expériences seront envoyés, avant le 1" fructidor, A la première classe de l'Institut national, qui devra, dans les jours complémentaires, adjuger le prix & l'auteur de l'expérience qui aura été la plus utile A la marche de la science.

« Je désire donner en encouragement une somme de soixante mille francs & celui qui, par ses expériences et ses découvertes, fera faire A l'électricité et au galvanisme un pas comparable à celui qu'ont fait faire a ces sciences Franklin et Volta, et ce, au jugement de la classe.

« Les étrangers de toutes les nations seront également admis au concours.

« Faites, je vous prie, connaître ces dispositions au président de la première classe de l'Institut national, pour qu'elle donne A ces idées les développements qui lui paraîtront convenables; mou but

(1) Becquerel, Traité expérimental de télectricité et du magnétisme, 1834, t. I, p. 108: « Je tiens ces delà ils, ajoute « M. Becquerel, de Cluptal, témoin oculaire. Quoique « cette comparaison ne soit pas exacte, on ne peut a'em- « pécher de soupçonner que quelque effet semblable puut « se produire dans la nature organique. »

MERVEILLES DE LA SCIENCE

spécial étant d'encourager cl do fixer l'attention des physiciens sur cette partie de la physique, qui est, à mon sens, le chemin de grandes découvertes.

« Bonaparte. »

Aux ternies de celte lettre, la classe des sciences mathématiques et physiques de l'Institut nomma une commission, composée de Laplace, Halle, Coulomb et Biot, pour tracer le programme du concours proposé par le premier consul. Le il messidor sui- Tant (1" juiUet 1801), Biot fit un rapport dans lequel il était proposé, au nom de la commission : 1* que le concours général demandé par le premier consul fût ouvert par l'Institut national; 2* que tous les savants de l'Europe, les membres mêmes et les associés de l'Institut fussent admis à concourir. L'Institut n'exigeait pas que les mémoires lui fussent directement adressés. 11 annonçait devoir couronner chaque année l'auteur des expériences les plus remarquables qui seraient venues à sa connaissance, et qui auraient contribué aux progrès de l'électricité. On ajoutait enfin, en ce qui concerne le prix extraordinaire de soixante mille francs : « Le grand prix sera décerné « à celui dont les découvertes formeront, « dans l'histoire de l'électricité et du galva- « nisme, une époque mémorable. »

Ce rapport fut adopté à l'unanimité, dans la séance publique de l'Institut du 17 messidor, et rendu public par un programme imprimé qui contenait les mêmes dispositions.

Ce prix extraordinaire de soixante mille francs, si solennellement proposé, n'a jamais été décerné. A la fin de l'an IX, une commission de l'Institut examina les mémoires publiés récemment sur l'électricité ; mais, n'ayant remarqué aucun travail qui lui parût digne de cette distinction, elle proposa de remettre le prix à l'année suivante, en doublant Ja somme, afin d'engager les expérimentateurs à donner à leurs recherches

toute l'étendue et toute la perfection désirables.

Le prix ne fut pas décerné davantage l'année suivante. Dans la discussion qui eut lieu sur ce sujet, quelques voix demandèrent qu'il fût partagé. On finit cependant par décider que les travaux des concurrents ne renfermaient pas de découvertes assez nouvelles, et le prix ne fut point adjugé.

Comme nous le verrons bientôt, le prix ordinaire de trois mille francs fut seul décerné quelques années après. II servit à couronner les travaux de Davy.

En 1801, les physiciens, entrant avec ardeur dans l'étude expérimentale des effets de la pile, obtinrent des résultats fort curieux quant à ses effets physiques.

Tromsdorff, en Allemagne, en faisant usage d'une pile de cent quatre-vingts couples, détermina de très-beaux phénomènes de combustion. En interposant entre les deux pôles de la pile des feuilles d'or, d'argent et de cuivre, il enûamma ces divers métaux.

Le physicien hollandais Van Marum avait fait construire, comme nous l'avons dit dans la notice sur la machine électrique, une machine électrique a frottement de dimensions gigantesques, et qui lui servit à faire sur l'électricité statique les expériences les plus remarquables que l'on possède dans cette partie de la physique (1). En faisant usage d'une partie de la grande machine du musée de Teyler à Haarlem, Van Marum et PfafT comparèrent l'électricité fournie par la colonne de Volta avec celle que produisent les machines électriques à frottement. Ils mirent hors de doute l'identité de l'électricité fournie par la pile voltaîque avec celle que donnent les machines ordinaires à frottement.

(I) Ces expériences sont rapportée* dans l'ouvrage de Van Marum, dont nous avons déjà parlé . Deteriptirm d'une trèt-yraïuie machine électrique placée dans le Mutée de Teyler à Haarlem, et des expérimentt faits par le moyen de celte machine, par Martinus Van Marum, directeur du mutée de Teyler, traduit i-n français, arec le texte hollandui» eu regard. I vol. in-»\ avec planches. Haarlem, 1786.

LA PILE DE VOLTA

Ce sont les expériences de Van Marum el de PfalT, faites en novembre 1801, qui amenèrent les physiciens à abandonner l'usage de la pile à colonne, età substituer à l'appareil primitif de Volta des dispositions plus commodes. Van Marum et Pfaff avaient construit pour leurs expériences des piles à colonne d'une grande puissance, qui contenaient jusqu'à soixante-dix couples superposés. Mais ils ne tardèrent pas à reconnaître qu'il était impossible d'obtenir, avec des colonnes d'une plus grande hauteur, même avec les plus larges couples, des effets proportionnés au nombre de ces couples. Quand on faisait usage, pour composer une pile à colonne, d'un nombre considérable d'éléments, les rondelles de drap ou de carton mouillé ne s'accommodaient pas de ce surcroît de poids. Les disques supérieurs comprimaient les rondelles de drap de la partie inférieure de la colonne, et en exprimaient tout le liquide, qui coulait le long de l'appareil et contrariait son action, parce qu'il mettait eu communication tous les couples.

Van Marum imagina alors de diviser la colonne en plusieurs plus petites, reliées entre elles par un conducteur commun, ainsi que l'avait déjà fait d'ailleurs Nicholson en Angleterre, dans son expérience de la décomposition de l'eau. Mais quand on vînt à augmenter les dimensions des plaques métalliques, on reconnut que cette division de l'appareil ne présentait pas de grands avantages. Quand on voulait prolonger la durée de l'expérience, les rondelles de carton perdaient presque tout leur liquide par le poids des disques supérieurs; cette disposition n'avait donc remédié qu'en partie à l'inconvénient qu'il s'agissait d'éviter.

Cruikshank résolut parfaitement le problème, en rendant horizontale la pile verticale de Volta. Au lieu de superposer les couples métalliques, comme on l'avait fuit jusque-là, il les disposa horizontalement, dans une longue boite de bois, enduite à l'intérieur

d'un mastic isolant (fig. 329, page 611). Les couples circulaires furent remplacés par des plaques rectangulaires de cuivre et de zinc, scellées au moyen d'un mastic, dans des rainures pratiquées aux parois de la boite. Espacés de quelques lignes, les couples formèrent chacun la cloison d'une petite case ou d'une auge, où l'on plaça, au lieu de rondelles humectées, le liquide même dont on avait précédemment imprégné les rondelles. Cet appareil de Cruikshank, si commode dans la pratique, reçut le nom de pile à auges.

Cette nouvelle disposition de l'appareil électro-moteur, permit d'obtenir des effets beaucoup plus énergiques que ceux précédemment fournis par l'instrument de Volta. On ne trouva plus dès lors aucun obstacle pour augmenter le nombre et les dimensions des couples do la pile, et avec plusieurs plaques métalliques d'un ou de plusieurs pieds carrés de surface, on put obtenir des effets physiques vraiment extraordinaires.

Pepys, expérimentateur anglais, construisit, au mois de février 1802, la pile la plus puissante que l'on eût encore vue fonctionner. Elle se composait de soixante paires de plaques carrées, zinc et cuivre, de six pouces de coté, qui étaient contenues dans deux grandes auges, remplies de trente-deux livres d'eau, à laquelle on avait ajouté deux livres d'acide azotique. Un témoin oculaire des expériences de Pepys, en décrit ainsi les résultats :

■ On brûla des fils de fer depui» un deux-cenlièmo jusqu'à un dixième de pouce de diamètre. La lumièro dégagée de celle combustion était extrêmement vire. L'effet était très-agréable quand on brûlait plusieurs petits fils de fer tordus autour d'un plus gros.

c Du charbon Tait avec du bois de buis, non-seulement s'allumait A l'endroit du contact, mais demeurait rouge d'une manière permanente, sur une longueur de près de deux pouces.

« Du plomb en feuilles brûlait avec beaucoup de vivacité après avoir rougi. Il formait un petit volcan d'étincelles rouges mêlées A la flamme.

« L'argent en feuilles brûlait avec une lumière verdâlre très-intense. On ne voyait pas d'étincelles, mais beaucoup de fumée, l 'or en feuilles brûlait

MERVEILLES DE LA SCIENCE

avec une lumière blanche et brillante, et avec famée.

« Du fil de platine, d'un trente-deuxième de pouce de diamètre, rougissait à blanc et fondait en globule» à l'endroit du contact.... L'action galvanique était encore capable d'allumer le charbon après avoir parcouru un circuit de seiie personne» qui se tenaient par la main, préalablement humectée.

. Cet appareil entretenait le» déflagrations et la combustion san» aucun intervalle, sans aucune suspension dans l'effet.

Fig SIS. - Huinpnry Davy.

En 1802, Humphry Davy, élevé, à l'âge de 24 ans, à la chaire de chimie de l'Institution royale de Londres, se préparait à ses grands travaux sur l'électricité voltaïque en faisant construire une pile de dimensions imposantes dont il décrivait ainsi les effets :

« J'ai fait récemment construire, pour le laboratoire de V Institution, une batterie d'une immense grandeur. Elle se compose de quatre cents paires de cinq pouces carrés, et de quarante paires d'un pied carré. Au moyen de cette batterie, j'ai pu enflammer le coton, le soufre, la résine, l'huile et l'éther; elle fond un fil de platine, rougit et brûle plusieurs pouces d'un fil de fer d'un trois-centième de pouce en diamètre; elle fait bouillir facilement les liquides, tels que l'huile et l'eau ; elle les décompose et les transforme en gaz. »

Pendant que les physiciens s'occupaient,

grâce à la nouvelle disposition de la pile imaginée par Cruikshank, d'étudier les effets physiques produits par l'électricité en mouvement, les physiologistes, de leur côté, s'employaient avec ardeur à rechercher la connexion qui pouvait exister entre les effets du galvanisme et les phénomènes vitaux. Dans ce but, ils observaient sans cesse l'action du courant de la pile sur l'économie animale.

Les espérances que l'on avait conçues de faire servir l'électricité dynamique à l'explication des phénomènes de la vie, étaient, en effet, loin d'être abandonnées. Depuis les travaux de Galvani, cette pensée était tonjours présente à l'esprit des savants. Vol ta, en faisant connaître pour la première fois, l'instrument qu'il avait découvert, ne l'avait guère présenté que comme devant servir, mieux que la bouteille de Leyde, à provoquer les contractions musculaires des animaux. C'est encore la même idée qui avait surtout frappé le premier consul, et avec lui, l'Institut tout entier.

Si l'on concevait quelques doutes sur ce dernier point, il nous suffirait de rappeler ici les termes du programme publié par l'Institut à propos du grand prix proposé en 1801 pour les progrès du galvanisme. Les observations suivantes , qui terminent ce programme, contiennent le véritable complément de la pensée du premier consul :

• C'est surtout dans leur application à l'économie animale, est-il dit dans ce rapport, qu'il importe de considérer les appareils galvaniques. On sait déjà que les métaux ne sont pas le» seules substances dont le contact détermine le développement de l'électricité ; celte propriété leur est commune avec quelques autres corps, et il est probable qu'elle s'étend avec des modifications à tous les corps de la nature. Les phénomènes qu'offrent la torpille et les autres poissons électriques ne dépendent-ils pas d'une action analogue qui s'exercerait entre les diverses parlies de leur organisation, et cette action n'existe t elle pas avec un degré d'intensité moins sensible, mais non moins réel, dans un nombre d'animaux beaucoup plus considérable qu'on ne l'a cru jusqu A présent 7 L'analyse exacte de ces effets, l'explication complète du mécanisme qui les détermine, et leur

LA PILE DE VOLT A

rapprochement de ceux que présente la colonne de i Volta, donneraient peut-être la clef de» secrets les plus importants de la physique animale. En considérant ainsi l'ensemble de ces phénomènes, on pressent la sensibilité d'une grande découverte qui, en dévoilant une nouvelle loi de la nature, les ramènerait A une m^me cause et les lierait à ceux que nous a offerts, dans les minéraux, le mouvement de l'électricité. »

Bien que présentée sous la forme dubitative, la pensée qui domine dans ce programme de l'Institut, c'est bien d'assimiler les phénomènes de la vie aux effets du galvanisme. t. I.

Rappeler la présence normale de l'électricité naturelle dans le corps de certains animaux ; avancer que par le rapprochement des phénomènes électriques qui se passent dan9 l'organisme vivant, avec ceux que présente la colonne de Volta, « on aurait peut-être « la clef des secrets les plus importants de « la physique animale ; » pressentir « la poste sibilité d'une grande découverte qui, en « dévoilant de nouvelles lois de la nature, les « ramènerait à une même cause; » c'était poser la question aussi catégoriquement (pue

possible, et formuler l'appel le plus hardi qu'un gouvernement ou une compagnie savante ait jamais fait à la pensée publique. Ce rapprochement entre les effets du galvanisme et les phénomènes vitaux était, en effet, dans les opinions du siècle, comme il est peut-être dans la nature des choses. Quoi qu'il en soit, nous allons voir comment fut parcourue la route que les maîtres de la science désignaient du doigt aux expérimentateurs.