ARTICLE IV

DIVERS PROCÉDÉS POUR PRODUIRE ET COMPLÉTER l’aimantation DU FER.

Plusieurs circonstances concourent à rendre plus ou moins complète la communication de la force magnétique de l’aimant au fer. Premièrement, tous les aimants ne donnent pas au même fer une égale force attractive : les plus forts lui communiquent ordinairement plus de vertu que les aimants plus faibles. Secondement , la qualité du fer influe beaucoup sur la quantité de vertu magnétique qu’il peut recevoir du même aimant ; plus le fer est pur, et plus il peut s’aimanter fortement ; l’acier, qui est le fer le plus épuré, reçoit plus de force magnétique, et la conserve plus longtemps que le fer ordinaire. Troisièmement , il faut une certaine proportion dans les dimensions du fer ou de l’acier que l’on veut aimanter, pour qu’ils reçoivent la plus grande force magnétique qu’ils peuvent comporter. La longueur, la largeur et l’épaisseur de ces fers ou aciers ont leurs proportions et leurs limites : ces dimensions respectives ne doivent être ni trop grandes ni trop petites, et ce n’est qu’après une infinité de tâtonnements qu’on a pu déterminer à peu près leurs proportions relatives, dans les masses de fer ou d’acier que l’on veut aimanter au plus haut degré 1 .

Lorsqu’on présente à un aimant puissant du fer doux et du fer dur, les deux fers acquièrent la vertu magnétique , et en reçoivent autant qu’ils peuvent en comporter ; et le fer dur, qui en comporte le plus , peut en recevoir davantage : mais si l’aimant n’est pas assez puissant pour communiquer aux deux fers toute la force qu’ils peuvent recevoir, on trouvera que le fer tendre , qui reçoit avec plus de facilité la vertu magnétique, aura, dans le même temps, acquis plus de force que le fer dur. Il peut aussi arriver

4 II faut une certaine proportion déterminée entre la longueur, la largeur et l’épaisseur d’un morceau de fer ou d'acier, pour qu’il prenne la plus grande force magnétique possible ; car lorsque ces dimensions sont trop petites ou trop grandes , il prend moins de force dans les deux cas ; mais la plus grande différence se trouve entre deux morceaux , dont l’un aurait dix pouces de longueur, et l’autre quatrepouces , car celui-ci n’a porté, dans l’expérience , qu’un grain et demi tandis que l’autre en portait trente-trois. Musschembroëck, expérience 32.

HISTOIRE NATURELLE

que l’action de l’aimant sur les fers soit telle que le fer tendre sera pleinement imprégné, tandis que le fer dur n’aura pas été exposé à cette action pendant assez de temps pour recevoir toute la force magnétique qu'il peut comporter , de sorte que tous deux peuvent présenter, dans ces deux cas , des forces magnétiques égales ; ce qui explique les contradictions des artistes sur la qualité du fer qu’on doit préférer pour faire des aimants artificiels 1 .

Une verge de fer longue et menue, rougie au feu , et ensuite plongée perpendiculairement dans l’eau , acquiert , en un moment , la vertu magnétique. L’on pourrait donc aimanter promptement des aiguilles de boussole sans aimant. Il suffirait, après les avoir fabriquées, de les faire rougir au feu, et de les tremper ensuite dans l’eau froide 2. Mais, ce qui paraît singulier, quoique naturel , c’est-à-dire dépendant des mêmes causes, c’est que le fer en incandescence, comme l’on voit, s’aimante trèspromptement , en le plongeant verticalement dans l’eau pour le refroidir, au lieu que le fer aimanté perd sa vertu magnétique par le feu , et ne la reprend pas étant de même plongé dans l’eau. Et c’est parce qu’il conserve un peu de cette vertu que le feu ne lui enlève pas tout entière; car cette portion qu’il conserve de son ancien magnétisme l’empêche d’en recevoir un nouveau.

On peut faire avec l’acier des aimants artificiels aussi puissants, aussi durables que les meilleurs aimants naturels ; on a même observé qu’un aimant bien armé donne à l’acier plus de vertu magnétique qu’il n’en a lui- même. Ces aimants artificiels demandent seulement quelques attentions dans la fabrication, et de justes proportions dans leurs dimensions 3. Plusieurs

1 Voyez l’ouvrage de M. Épinus , page 567.

2 Nous devons cependant observer que ces aiguilles ne sont

pas aussi actives ni aussi précises (pie celles qu’on a aimantées en les passant vingt ou trente fois , dans le même sens, sur le ! pôle d’un aimant bien armé.

Pour rendre le fer un véritable aimant, il faut 1° le frotter sur un des pôles d’un aimant bien armé. 2° Plus on passe lentement le fer, et plus on le presse contre cette armure , ou pôle de l'aimant , et plus il reçoit de force magnétique. 5° 11 ne faut aimanter le fer qu’en le frotiant sur l’armure d'un seul pôle , et non pas successivement sur les deux pôles. 4° Il faut frotter le fer sur toute sa longueur, et on remarque que l’extrémité qui touche le pôle la dernière , conserve le plus de force. 5° Un morceau d’acier poli reçoit plus de vertu magnétique qu’un morceau de fer simple et de même figure; et , toutes choses d’ailleurs égales , on aimante plus fortement un morceau de fer long , mince et pointu qu’un autre d'une forme toute différente. 6° C’est par la rai-

physiciens et quelques artistes habiles ont dans ces derniers temps si bien réussi, tant en France4 qu’en Angleterre, qu’on pourrait, au moyen d’un de ces aimants artificiels , se passer à l’avenir des aimants de nature.

Il y a plus : on peut, sans aimant ni fer aimanté, et par un procédé aussi remarquablequ’il est simple, exciter dans le fer la vertu magnétique à un très-haut degré. Ce procédé consiste à poser sur la surface polie d’une forte pièce de fer, telle qu’une enclume, des barreaux d’acier et à les frotter ensuite un grand nombre de fois en les retournant sur leurs différentes faces ’ toujours dans le même sens , au moyen d’une grosse barre de fer tenue verticalement, et dont l’extrémité inférieure, pour le plus grand effet doit être aciérée et polie. Les barreaux d’acier se trouvent après ces frottements fortement aimantés, sans que l’enclume ni la barre, qui semblent leur communiquer la vertu magnétique, la possèdent ou la prennent sensiblement ellesmêmes : et rien ne semble plus propre à démontrer l’affinité réelle et le rapport intime du fer avec la force magnétique, lors même qu’elle ne s’y manifeste pas sensiblement , et qu’elle n’y est pas formellement établie, puisque ne la possédant pas , il la communique en déterminant son cours, et ne lui servant que de conducteur.

son de la plus grande longueur qu’une lame d’épée , par exemple , reçoit plus de vertu magnétique qu’une lame de couteau ; cependant il y a de certaines proportions d’épaisseur et de longueur, hors desquelles le fer reçoit moins de vertu magnétique ; il est certain qu’on peut donner à des barreaux d acier, d’une figure convenable et trempés fort durs , une quantité de vertu magnétique très-considérable. L’acier trempé a cet avantage sur le fer et sur l’acier doux , qu’il retient beaucoup plus de vertu magnétique , quoiqu’il ait plus de peine à s'en charger. Extrait de l’article Aimant, dans l'Encyclopédie , par M. le Monnier... M. du Fay dit que la figure des morceaux de fer que l'on veut aimanter contribue beaucoup à la formation des pôles, ou plutôt à leur établissement. Par exemple , on ne parviendra que difficilement à établir des pôles sur un morceau de fer dont la forme est sphérique ; car il eut beau frotter une petite boule de fer sur un bon aimant, il ne put jamais parvenir à lui donner des pôles bien déterminés. Mémoires de l’Académie des Sciences, 17o«». Ce 'que dit ici M. du Fay est vrai en général; cependant cela dépend encore de la force des aimants qu’on emploie pour communiquer la vertu magnétique à ces boules ; car M. Knigth a très-bien aimanté de petites boules de fer, en employant des aimants artificiels très-vigoureux.

1 M. Le Noble, chanoine de Saint-Louis du Louvre, s’est surtout distingué dans cet art ; il a composé des aimants artificiels de plusieurs lames d’acier réunies; il a trouvé le moyen de les aimanter plus fortement , et de leur donner les figures et les dimensions convenables pour produire les plus grands effets ; et , comparaison faite des aimants de M. Le Noble avec ceux d’Angleterre , ils m’ont paru au moins égaux et mèmè supérieurs.

DES MINERAUX

MM. Mitehel et Canton , au lieu de se servir d’une seule barre de fer pour produire des aimants artificiels , ont employé avec succès deux barres déjà magnétiques ; leur méthode a été appelée méthode du double contact, à cause du double moyen qu’ils ont préféré. Elle a été perfectionnée par M. Épinus , qui a cherché et trouvé la manière la plus avantageuse de placer les forces dans les aimants artificiels , afin que celles qui attirent et celles qui repoussent se servent le plus et se nuisent le moins possible. Voici son procédé , qui est l’un des meilleurs auxquels on puisse avoir recours pour cet effet ; el nous pensons qu’on doit le préférer pour aimanter les aiguilles des boussoles. M. Épinus suppose que l’on veuille augmenter jusqu’au degré de saturation la vertu de quatre barres déjà douées de quelque magnétisme. 1 1 en met deux hori zontalem eut, parallèl ement, et à une eerta i ne distance l’une de l’autre , entre deux parallélipipèdes de fer; il place sur une de ces barres horizontales les deux autres barres qui lui restent; il les incline , l’une à droite , l’autre à gauche, de manière qu’elles forment un angle de quinze à vingt degrés avec la barre horizontale, et que leurs extrémités inférieures ne soient séparées que par un espace de quelques lignes ; il les conduit ensuite d’un bout de la barre à l’autre , alternativement dans les deux sens , et en les tenant toujours à la même distance l’une de l’autre. Après que la première barre horizontale a été ainsi frottée sur ces deux surfaces, il répète l’opération sur la seconde barre; il remplace alors la première paire de barres par la seconde, qu’il place de même entre les deux parallélipipèdes , et qu’il frotte de la même manière que nous venons de le dire avec la première paire; il recommence ensuite l’opération sur cette première paire, et il continue de frotter alternativement un paire sur l’autre, jusqu’à ce que les barres ne puissent plus acquérir du magnétisme. M. Épinus emploie le même procédé avec trois barres ou avec un plus grand nombre : mais, selon lui, la manière la plus courte et la plus sûre est d’aimanter quatre barres. On peut coucher entièrement les aimants sur la barre que l’on frotte, au lieu de leur faire former un angle de quinze ou vingt degrés , si la barre est assez courte pour que ses extrémités ne se trouvent pas trop voisines des pôles extérieurs des aimants , qui jouissent de forces apposées à celles de ces extrémités.

Lorsque la barre à aimanter est très-longue il peut se faire que l’ingénieux procédé d^ M. Épinus , ainsi que celui de M. Canton , pro duise une suite de pôles alternativement con traires , surtout si le fer est mou et par consé • quent susceptible de recevoir plus promptement le magnétisme.

M. Épinus s’est servi du procédé du double contact de deux manières : 1° avec quatre barres d’un fer médiocrement dur, longues de deux pieds, larges d’un pouce et demi, épaisses d’un demi-pouce , et douze lames d’acier de six pouces de long, de quatre lignes de large et d’une demi-ligne d’épais. Les quatre premières étaient d’un acier mou ; quatre autres avaient la dureté de l’acier ordinaire, avec lequel on fait les ressorts; et les quatre autres barres étaient d’un acier dur jusqu’au plus haut degré de fragilité. Il a tenu verticalement une des grandes barres, et l’a frappée fortement, environ deux cents fois, à l’aide d’un gros marteau. Elle a acquis, par cette percussion , une vertu magnétique assez forte pour soutenir un petit clou de fer : l’extrémité inférieure a reçu la vertu du pôle bo • réal, et l’extrémité supérieure la vertu du pôle austral. Il a aimanté de même les autres trois grandes barres. Il a ensuite placé l’une des petites lames d’acier mou sur une table entre deux des grandes barres , comme dans le procédé du double contact, et l’a frottée suivant le même procédé avec les deux autres grandes barres ; il l’a ainsi magnétisée. Il l’a successivement remplacée par les trois autres lames d’acier mou , et a porté la force magnétique de ces quatre lames au degré de saturation. Il a placé, après cela, deux des lames qui avaient la dureté des ressorts , entre deux parallélipipèdes de fer mou, lésa frottées avec deux faisceaux formés des quatre grandes barres, a fait la même opération sur les deux autres , a remplacé les quatre grandes barres par les quatre petites lames d’acier mou. et a porté ainsi jusqu’à la saturation la force magnétique des quatre lames ayant la dureté des ressorts : il a terminé son procédé par répéter la même opération; et, pour aimanter jusqu’à saturation les lames qui présentaient le plus de dureté, il les a substituées à celles qui n’avaient que la dureté du ressort , et il a mis celles-ci à la place des grandes barres.

La seconde manière que M. Épinus a employée ne diffère de la première qu’en ce qu’il a fait faire les quatre grandes barres d’un fer

HISTOIRE NATURELLE

très-mou , et qu’il a mis la petite lame molle â aimanter , ainsi que les deux grandes barres placées à son extrémité , dans la direction de l’inclinaison de l’aiguille aimantée, il a ensuite frotté la petite lame d’acier avec les deux autres grandes barres, en les tenant parallèlement à la petite lame, ou en ne leur faisant former qu’un angle très-aigu * .

Si l’on approche d’un aimant une longue barre de fer , la portion la plus voisine de l’aimant acquiert à cette extrémité , comme nous l’avons dit , un pôle opposé à celui qu’elle touche ; une seconde portion de cette même barre offre un pôle contraire à celui de la portion contiguë à l’aimant ; une troisième présente le même pôle que la première; une quatrième que la seconde, et ainsi de suite. Les pôles alternativement opposés de ces parties de la barre sont d’autant plus faibles qu’ils s’éloignent davantage de l’aimant ; et leur nombre, toutes choses égales, est proportionné à la longueur de la barre 2.

Si on applique le pôle d’un aimant sur le milieu d’une lame, elle acquiert, dans ce point, un pôle contraire, et, dans les deux extrémités, deux pôles semblables à celui qui la touche. Si le fer est épais, la surface opposée à l’aimant acquiert aussi un pôle semblable à celui qui est appliqué contre le fer ; et si la barre est un peu longue, les deux extrémités présentent la suite des pôles alternativement contraires , dont nous venons de parler 3.

La facilité avec laquelle le fer reçoit la vertu magnétique par le contact ou le voisinage d’un aimant, l’attraction mutuelle des pôles opposés, et la répulsion des pôles semblables sont confirmées par les phénomènes suivants.

Lorsque l’on donne à un morceau de fer la forme d’une fourche, et qu’on applique une des branches à un aimant , le fer devient magnétique , et son extrémité inférieure peut soutenir une petite masse de fer : mais si on approche de la seconde branche de la fourche un aimant dont le pôle soit opposé à celui du premier aimant, le morceau de fer soumis à deux forces qui tendent à se détruire, recevant deux vertus contraires, ou, pour mieux dire, n’en recevant plus aucune, perd son magnétisme, et laisse échapper le poids qu’il soutenait.

4 Épinus , Nos 255 , 385 et suivants

* Idem , n° 203.

* Idem , No*» 2-1 1 (4 2 <2.

Si l’on suspend un petit fil de fer mou, long de quelques pouces , et qu’on approche un aimant de son extrémité inférieure, en présentant aussi à cette extrémité un morceau de fer , ce morceau acquerra une vertu opposée à celle du pôle voisin de l’aimant; il repoussera l’extrémité inférieure du fil de fer qui aura obtenu une force semblable à celle qu’il possédera, et attirera l’extrémité supérieure qui jouira d’une vertu contraire.

Lorsqu’on suspend un poids à une lame d’acier mince, aimantée et horizontale, et que l’on place au-dessus de cette lame une seconde lame aimantée, de même force, d’égale grandeur, couchée sur la première , la recouvrant en entier , et présentant un pôle opposé au pôle qui soutient le poids, ce poids n’est plus retenu. Si la lame supérieure jouit d’une plus grande force que l’inférieure, le poids tombera avant qu’elle ne touche la seconde lame : mais, en continuant de l’approcher, elle agira par son excès de force sur les nouveaux poids qu’on lui présentera , et les soutiendra malgré l’action contraire de la lame inférieure.

Lorsque l’on suspend un poids à un aimant, et que l’on approche un second aimant au-dessus de ce poids , la force du premier aimant est augmentée dans le cas où les pôles contraires sont opposés , et se trouve diminuée quand les pôles semblables sontles plus voisins. Les mêmes effets arriveront, et lepoids sera également soumis à deux forces, agissant dans la même direction , si l’on remplace le second aimant par un morceau de fer auquel la proximité du premier aimant communiquera une vertu magnétique opposée à celle du pôle le plus voisin*. Ceci avait été observé précédemment par M. de Réaumur, qui a reconnu qu’un aimant enlevait une masse de fer placée sur une enclume de fer, avec plus de facilité que lorsqu’elle était placée sur une autre matière.

Les faits que nous venons de rapporter nous démontrent2 pourquoi un aimant acquiert une nouvelle vertu , en soutenant du fer qu’il aimante par son voisinage , et pourquoi, si on lui enlève des poids qu’on était parvenu à lui faire porter, en le chargeant graduellement , il refuse de les soutenir lorsqu’on les lui rend tous à .a fols.

- 4 Épinus , n° <56 et suivants.

3 Idem , n° 208.

DES MINERAUX. 675

L’expérience nous apprend , ditM. Épinus , que le fer exposé à un froid très-âpre devient beau- ^coup plus dur et plus cassant : ainsi, lorsqu’on aimante une barre de fer , le degré de la force qu’elle acquiert dépend , selon lui, en grande partie, du degré de froid auquel elle est exposée, en sorte que la même barre aimantée de la même manière n’acquiert pas dans l’été la même vertu que dans l’hiver, surtout pendant un froid très-rigoureux. Néanmoins ce savant physicien convient qu’il faudrait. confirmer ce fait par des expériences exactes et réitérées \ Au reste, on peut assurer qu’en général la grande chaleur et le grand froid diminuent la vertu magnétique des aimants et des fers aimantés , en modifiant leur état , et en les rendant par là plus ou moins susceptibles de l’action de l’électricité générale 2.

On peut voir, dans l’Essai sur le fluide électrique de feu M. le comte de Tressan , une expérience du docteur Knight, que j’ai cru devoir rapporter ici, parce qu’elle est relative à l’aimantation du fer, et d’ailleurs parce qu’elle peut servir à rendre raison de plusieurs autres expériences surprenantes en apparence, et dont la cause a été pendant longtemps cachée aux physiciens 3. Au reste, elle s’explique très-aisé-

4 M. Épinus dit s’être assuré que le fer dur conserve sa vertu magnétique beaucoup plus que le fer tendre; il dit aussi que ce fer dur l'acquiert au plus haut degré en restant trèslongtemps dans la situation favorable au magnétisme, et que, quand les fers durs se trouvent dans cette position convenable pendant plusieurs années , ils prennent une si grande force magnétique , que ces aimants , produits par le temps, sont quelquefois plus vigoureux que les aimants tirés immé-

iiatement de leurs mines . Voyez l’ouvrage de M. Épinus ,

]ui a pour titre : Tentamen theoriæ electricitatis et mcig aetismi. Petropoli, 1759, in-4°, n. 34o et 367. a M. de Rozières, que nous avons déjà cité, l’a prouvé par

plusieurs expériences . Lettre de M. de Rozières, capitaine

m Corps royal du Génie, à M. le comte de Buffon, du 14 décembre 1786.

‘«L'expérience, dit M. de Tressan, la plus singulière à

< faire sur les aimants ai tificiels du docteur Kuigth, est celle

< dont il m'envoya les details de Londres en 1748, avec l’ap- « pareil nécessaire pour la répéter. Non-seulement M. Knigth > avait déjà trouvé alors le secret de donner un magnétisme

< puissant à des barres de quinze pouces de longueur, faites i d’un acier parfaitement dur, telles que celles qui sont au- ‘ jourd’hui connues ; mais il avait inventé une composition i dont il s’est réservé le secret, avec laquelle il forme de pe- ' tites pierres d’une matière noire (en apparence pierreuse i et métallique). Celles qu’il m’a envoyées ont un pouce de

i long, huit lignes de large , et deux bonnes lignes d’épais- 1 seur ; il y a joint plusieurs petites balles de la même comi position ; les petites balles que j’ai, ont l’une cinq, l’autre 1 quatre, et les autres trois lignes de diamètre. Il nomme ces 1 petites sphères terrella.

« Je fus moins surpris de trouver un fort magnétisme dans les petits carrés longs , que je ne le fus de le trouver égal

ment par la répulsion des pôles semblables et l’attraction des pôles de différent nom.