CHAPITRE V

XPLICATION DE DIVERS Ph PRODUITS PENDANT LES

111. Les courants électriques d nous avons employés pour ren lomènes précédents, peuvent il air raréfié d'une résistance de p ms. La lueur émise est même p qui est produite par des coura:

uelquefois, lorsque la résistance

approchant ou en éloignant un corps chargé d'électricité statique, tel que le plateau d'un électrophore, ou un bâton d ebonite frotté, détermine l'illumination continue du tube à air raréfié.

La figure 35 représente cette expérience.

§ 1 12. Mais si on interpose, comme nous l'avons fait, dans le circuit des batteries B et du tube à air raréfié T, deux peignes formés de papier à filtrer P. humecté d'eau distillée (fig. .36), le tube s'illumine avec des intermittences spontanées; les lueurs y apparaissent par éclairs, séparés par des intervalles d'une ou plusieurs secondes, et se reproduisent, pendant plusieurs heures, jusqu'à ce que la batterie soit entièrement déchargée.

§ 113. Nous pensons que les choses se passent d'une manière analogue dans la nature, et on peut s'expliquer ainsi comment les nuages, sans se recharger ou sans engendrer de nouvelles quantités d'électricité, peuvent, avec une charge donnée, produire des effets intermittents longtemps prolongés.

Les peignes de papier, humectés d'eau distillée.

■ 66 EXPLICATION DE DIVER

d'autres parties humides se pi et la décharge se reproduit point, tantôt par un autre, ' mittente.

De même une nuée oragt divisée, peut être considérée charge déterminée et limitée recueillie, sur son parcours, < gîons élevées de l'atmosphère,

Cette charge peut être, p; celle qui est contenue dans la Mais, en raison de la nature qui forme la nuée, la déchar( pléte, en une seule fois, quand un autre nuage, ou quand des nuée viennent à se séparer l'u sentent, au bout de quelque U dans leur état de tension él

' D'iprti Beccaria (voir fi nuagti oragcui résultent ds déchirés et morcelés.

r LES ORAGES 167

: une plus ou moins iistance plus ou moins ux, ou suivant ia plus té du milieu interposé, peignes de papier hu-

imidité plus grande de

in nuage soit origeui : 1 le dcpctïti nuages s'intei

: nalurelleinenl rirélli, comi . pagï 153.]

jes-unes des pointes des peignes de papier, ci viennent à se trouver en contact plus proet si la vaporisation dure plus longtemps, ir dans le tube à air raréfié, au lieu de n'ap- -e que pendant une seconde ou une fraction onde, persiste pendant plusieurs secondes ou es, et on s'explique ainsi l'émission continue imière sans tonnerre et sans décharges ntes, que l'on a observée quelquefois dans is nuages ou dans des portions de nuages

Antoine d'Abbidie a vu, tn Élhiopit, tout l'horiioQ couvert , $an! que le tonnerre se fit entendre.

wrtance, di[ Arago, dans sa Noiiie iiir le ionitrre. c'esl l'fnon pas iatamitlaik, mùicontïmic de lumière à la sur£ice des

r, Nicholson, Beccaria, en ont relaU divers exemple;. Le abïni a observé des effets lumineui du même genre, ainsi

la page 15;.) Suivant lui, ces phénomènes de lumière avaient se, quelle qu'en puisse être d'ailleurs la nature, dans le nuage

§ 115. On a aussi, dans cette expérience, une représentation assez exacte des éclairs de chaleur dont la production, dans certains cas, a été déjà imitée et expliquée, d'une manière très satisfaisante, par M. Le Roux*, avec des ballons à air raréfié, placés dans le voisinage d'une machine électrique dont on tirait des décharges qui déterminaient la production de lueurs, dans cts ballons, par un effet d'induction électrostatique.

Dans l'expérience que nous venons de décrire, les effets àHntermittence analogues à ceux des éclairs de chaleur et des éclairs ordinaires se reproduisent spontanément et directement, sans être provoqués par influence, ce qui correspond au cas le plus général et peut-être le plus fréquent dans la nature.

* Comptes rendus de l'académie des sciences, t. LXVIII, p. 11 04 et 1265. — '869.

Formes des éclairs

§ 1 16. Les étincelles des machines électriques et des bobines d'induction imitent comme on le sait, d'une manière assez parfaite, la forme sinueuse des éclairs ordinaires dits en zigzag.

Toutefois, Tappareil que nous avons fait connaître sous le nom de machine rhéostatique^ (fig. 37), et qui se compose d'un grand nombre de condensateurs, à lame mince en mica, alternativement

^ Voir Recherches sur Vélectricite,%26o, et Comptes rendus, t. LXXXV, p. 794, 29 octobre 1877.

chargés en surface et déchargés en cascade par une source d'électricité voltaïque de haute tension (une ] batterie secondaire de 800 couples) permet d'obtenir, entre deux pointes, des étincelles dont l'analogie de forme avec celle des éclairs est particulièrement remarquable.

La figure 38 représente quelques-unes de ces j étincelles, gravées d'après la trace qu'elles ont laissée en les faisant éclater sur de la fleur de soufre, répandue à la surface d'un plateau de résine. Cette trace reste visible après que Tétincelle a éclaté; elle peut être gravée sur la résine même à laide d'un burin ou d'un poinçon, et calquée ensuite fidèlement. C'est ainsi qu'ont été obtenues en 1879 '^s étincelles représentées tlgure 38.

§ 117. Depuis cette époque, les progrès de la photographie ont permis d'obtenir des reproductions instantanées d'éclairs. La figure 39 représente des photographies d'éclairs qui se sont manifestés pendant un orage à Reichenberg, en Bohême, le 6 juillet 1883 ^

* La Nature y 29 décembre 1883.

Or, il suffit de comparer ces figures pour e

reconnaître l'identité presque complète avec quelques-unes des étincelles de la machine rhéostatique

obtenues et gravées plusieurs années auparavant ^ On y trouve exactement le même genre de ramifications en forme d'anastomoses.

* Voir Comptes rendus de V Académie des sciences, t. LXXXIX. p. 78, 14 juillet 1879.

lyô EXPLICATION DE Dl

1 18. Arborisations pn Sa machine rbèosiatique. à l'aide de la machine arborisations qui apparais de soufre par quelques 1 lame isolante sur laquel sillon.

La figure 40 représen grandeur naturelle, une 3 trajet d'une étincelle de o"

Ces effets permettent

G. PLAirtB, Phin. électtlq.

preintes d'apparence végétale que Ton a observées quelquefois sur le corps de personnes foudroyées, et qui ne sont que le résultat des ramifications du trait de la foudre elle-même.

On en trouve un exemple cité dans le journal the Laticet, de Londres : « Un berger du comté de Leicester gardait son troupeau dans les champs, lorsqu'un orage éclata, et naturellement, comme bien des gens s'obstinent à le faire, il chercha un refuge sous un arbre. Peu de temps après il sentit une commotion au-dessus de Tépaule gauche, et, perdant tout à coup l'usage de ses jambes, tomba. Lorsqu'on le transporta à son domicile, il avait encore toute sa connaissance; mais il se plaignait de douleurs dans ledos et dans les jambes. L'examen auquel se livra le médecin appelé pour lui donner des soiiis lui fit découvrir un assez bizarre effet de coup de foudre. De l'épaule gauche, jusqu'en bas, occupant tout le dos, apparaissait, admirablement reproduite en saillie sur la peau et dans une teinte écarlate brillante, une tige d'arbuste avec de nombreuses branches délicatement tracées comme avec

une pointe d'aiguille. Le tronc avait à peu près trois quarts de pouce de largeur, et Taspect général était celui d'un pied de fougère à six ou huit branches. Le tout était fort bien reproduit et comme imprimé sur le dos du patient*. »

On peut se rendre compte facilement du cas dont il s'agit par son analogie avec ce qui se passe dans l'expérience précédente. Au moment ou Tétincelle se produit, on voit la fleur de soufre projetée en lair, surtout autour des deux pôles. De même, dans le cas de la chute de la foudre, la poussière du sol ou toute autre matière, placée sur le passage delà décharge, doit être projetée, et l'on conçoit que cette matière, portée à une très haute température, puisse produire, sur le corps humain, un effet de cautérisation instantanée sous une forme arborescente.

* Us Mondes, 12 septembre 1878.

XPLICATION DE DIVER

■? \ \() . Perforations cratèrifo courants électriques de haute te une feuille de papier ;i filtrer, h en communication avec le secondaire de 400 éléments, on vient h toucher la surface positif, il se produit, au-desso gagement de lumière etprojei cavité en forme de cratère ht d'innombrables filaments dess les uns dans les autres (fig

se trouve en même temps recouvert d'un magma formé par la pâte de papier transportée ; des débris filiformes adhèrent aussi à l'électrode sur une longueur de lo à 15 centimètres.

FiG. 41. — Perforations cratériformes produites par un courant électrique de haute tension.

Les extrémités des filaments sont dirigées vers l'électrode positive.

Ces phénomènes résultent de l'action calorifique exercée par le courant, laquelle vaporise et dessèche instantanément les fibres humides de la matière organique, et sont dus en même temps à sa grande tension, qui produit des effets d'attraction

l82 EXPLICATION DE DIVERS PHÉNOMÈNES

OU d aspiration et la division mécanique de la matière soumise à la décharge.

§ 120. Cette expérience offre une image frappante des effets de dessiccation produits par la foudre sur les végétaux, de leur division en lattes, en lanières ou en brins innombrables; elle explique leur arrachement, leur soulèvement et les effets d'aspiration qui accompagnent souvent les décharges de rélectricité atmosphérique.

§ 121 . On a vu plus haut (§ 44, fig. 1 5) la description d'une expérience dans laquelle Tétincelle elle-même présente comme une corbeille de pointes lumineuses, quand la décharge d'un courant de haute tension frappe unesurface humide, etindique ainsi la forme que l'électricité négative semble choisir pour aller en quelque sorte à la rencontre de l'électricité positive pour la neutraliser.

Ces expériences militent donc encore en faveur de la disposition en corbeille de pointes adoptée par Melsens pour les paratonnerres de l'Hôtel de

ville de Bruxelles et appuient particulièrement les vues du savant belge à ce sujet*.

Les formes données récemment par M. Buchin aux pointes des paratonnerres des magasins à poudre paraissent aussi très favorables pour défendre ce genre d'édifice contre les décharges foudroyantes de Télectricité atmosphérique *.

i Des paratonnerres à pointes^ à conducteurs et à raccordetnents terrestres multiples t par Melsens. Bruxelles, Hayez, 1877.

* De la construction des paratonnerres ^ par A, Tricoche (Cosmos, 4 juin 1887, p. 269).

Altération de la cohésion moléculaire des tiges et des conducteurs des paratonnerres, à la suite des orages.

i^ 122. Modification dans la forme et la cohésion de fils métalliqties traversés par des courants de haute tension. — Les courants électriques de haute tension peuvent, en traversant des conducteurs métalliques, déterminer, à leur intérieur, un ébranlement moléculaire remarquable, et modifier même leur texture moléculaire, de manière à les rendre très fragiles et très cassants.

Cest ce qui résulte d'expériences que nous avons faites avec le courant de quantité de la machine rhéostatique.

En disposant en effet l'appareil décrit ci-dessus (fig, 37, p. 171), de telle sorte que tous les condensateurs soient associés en quantité, pendant la décharge, nous avons constitué l'appareil repré-

senté figure 42, qui, mis en action par la batterie secondaire de 800 couples, donne un courant doué de propriétés toutes particulières, et dont les effets niécaniques l'emportent de beaucoup sur les effets calorifiques.

l86 EXPLICATION DE DIVERS PHENOMEt

Ainsi, tandis qu'un fil de platine très fin, directement par le courant de haute tensi batterie, rougirait simplement, sans m aucun changement de forme appréciable, ce fil est traversé par le courant de déch quantité de la machine rhéostatique, il chî médiatement de forme. On voit appara toute la longueur du fil (o"',40 environ), distances semi-régulières, des plis à angles mant comme une série d'accolades. Le fl tendu se relève et passe de la forme abk\ a'b'(ng. 45).

Ces angles semblent presque régulièren posés de distance en distance; cependan voit souvent deux ou trois consécutifs sommet est dirigé dans le même sens.

Si l'on continue de faire tourner la n après avoir toutefois rapproché les pinces e quelles le fil est fixé, afin qu'il ne se tend' point de se rompre, de nouveaux plis app:

autour des angles déjà formé, et le fil ] forme a" b". Si on le raccourcit de manièrt

duire à o™,io de longueur, il rougit au blanc en

offrant des angles très nombreux ou des sinuosités

n^iyK,-

tellement accentuées (a'" fr'"^, qu'il présente Taspect d'une étincelle électrique continue.

Dans ce dernier cas, il se trouve raccourci, après l'expérience, au point d'avoir perdu 536 millimètres, sur une longueur de 10 centimètres ^

§ 123. Pendant que ce phénomène se passe, on entend, près du fil, un bruit ou un craquement analogue à celui d'une étincelle qui se produirait dans le fil lui-même, bien que ce fil ne présente aucune solution de continuité.

Ce bruit produit dans le fil, sans l'intervention d'aucune action électro-magnétique, est dû à l'ébranlement moléculaire résultant du passage du courant particulier de la machine qui a pour effet de déterminer de très brusques contractions et distensions de la matière des corps qu'il traverse.

^ Ces phénomènes peuvent être rapprochés de ceux qui ont été observés par Nairne et par MM. Edmond Becquerel, Le Roux, Melsens, avec des décharges de batteries de Leyde, et de ceux qu'on remarque quand on fait rougir un fil long et fin à l'aide d'une pile d'un grand nombre d'éléments. Mais ils sont ici plus marqués et présentent d'autres caractères, en raison de la nature différente de la source électrique employée, tenant à la fois de l'état dynamique et de l'état statique par la quantité et la tension de l'électricité enjeu.

PRODUITS PENDANT LES ORAGES l8c)

§ 124. Le fil devient très cassant à la suite du passage de ce courant. Si l'expérience dure plus de deux minutes, il finit toujours par se rompre spontimément.

Cette tendance d'un fil à devenir cassant sous l'influence d'un courant électrique avait été déjà remarquée par Peltier et par d'autres observateurs. Mais elle était si faible avec les courants ordinaires de rélectricité dynamique qu elle n'était pas tout à à fait admise. Ici elle est évidente.

§ 125. Conséquence relative aux paratonnerres, — Si les décharges de cet appareil, traversant un fil métallique fin, peuvent y produire un changement de structure moléculaire, tel qu'il se rompt spontanément au bout de quelques instants, le passage des courants de la foudre, qui réunissent à un bien plus haut degré la quantité et la tension électriques, doit produire sur de plus gros conducteurs, tels que les tiges ou les cordes en fer des paratonnerres, des effets tout à fait semblables.

Ces conducteurs peuvent donc devenir très cas-

sants et offrir des modifications de structure invisibles, non seulement à la suite des chutes directes de foudre qu'ils ont pu subir, mais encore quand ils ont servi longtemps à l'écoulement silencieux de grandes quantités d'électricité atmosphérique, ivent même avoir reçu un certain nombre harges, sans qu'il se soit formé d'interrupipréciable à l'aide d'instrumenis électriques, ouver néanmoins dans un état tel de fragi- )léculaire qu'une nouvelle et puissante dédétermine la rupture du conducteur, de que dans les expériences décrites ci-dessus.

;i s'expliquent les accidents arrivés quelque- X des paratonnerres en apparence irrépro-

Coups de foudre extraordinaires accompagnés de jet d'eau.

§ 126. Coup de foudre de Ribnit^. — L'expérience de la pompe votaîque et celle du bélier bydro^lectrique(fig. 21 et 22, p. 109 et 1 1 1) permettent de se rendre compte d'un coup de foudre très singulier qui s'est manifesté pendant un violent orage, accompagné de pluie et de grêle, le 30 juillet 1884, à Ribnitz, dans le Mecklembourg-Schwerin, et qui, sans précédent connu jusqu'ici, a paru absolument inexplicable * .

* Sur un coup de foudre extraordinaire, par le professeur Leonhard Weber (ZeUscbrift fur EUkirotecbnik, par J. Karei^ 15 mai 1885,

La foudre étant tombée sur une habitation, l'une des vitres de la fenêtre d'une pièce située au premier étage fut percée d'un trou étoile, et, au moment de l'apparition de l'éclair, on constata l'irruption brusque d'une grande masse d'eau qui parut provenir de la surface du sol, s'éleva sous forme de jet vers le plafond et inonda toute la pièce (fig. 44). Ce fait, observé par plusieurs témoins, peut être considéré comme absolument hors de doute.

Il nous paraît s'expliquer par un effet mécanique de l'électricité tout à fait analogue à celui qui se passe dans notre expérience.

§ 1 27. Coup de fotuire du château de la Sistièrej prèsdeBIois. — Le fait précédent était le seul de ce genre connu jusqu'ici. Mais nous avons recueilli tout récemment un autre exemple non moins remarquable qui s'est produit pendant un orage, dans le département de Loir-et-Cher, en 1884.

36 année, p. 2S2, et la Lwnièrâ électrique, 50 janvier 1886, 8* année, t. XIX, p. 215, note de M. Paul Samuel).

PRODurrS PENDANT LES ORAGES I9)

M" Aucher, habitant près de Blois, au château

de la Sistière, muni de cinq paratonnerres qui su-

bissent de fréquentes visites de la foudre, nous a relaté qu'elle se trouvait, un jour, sur le perron de

FiG. 45. — Coup de foudre, accompagné d'un jet d'eau, observé au château de la Sistière, près de Blois.

son château ; au moment où un orage éclatait, un éclair accompagné d'un violent coup de tonnerre se produisit; la foudre parut tomber sur le para-

tonnerre de Tune des tourelles, et en même temps, M""' Aucher vit jaillir à la surface d'un étang du parc, situé à une certaine distance, mais en communication avec les chaînes des paratonnerres, un jet d'eau très fin qui s'éleva à une assez grande hauteur (fig. 45).

Les efifets du même genre produits parla décharge de quantité de la machine rhéostatique (fig. 22, p. 111) rendent ce fait en quelque sorte tout à fait naturel, et permettent de le classer au nombre des effets mécaniques que peut occasionner l'électricité de l'atmosphère, lorsqu'elle se décharge sous certaines conditions.

Dans le cas dont il s'agit, la chaîne du paratonnerre , en relation avec Tétang duquel s'est élancé le jet d'eau, a joué exactement le rôle de l'électrode métallique qui débouche au sein de l'eau dans nos expériences.

rlONS DE DIVERS C,