CHAPITRE PREMIER

Découverte de l'électro-chimie. — Volta. — Brugnatelli. — M. de la Rive. — Travaux de M. Thomas Spencer et de Jacobi.

La métallurgie électro-chimique a eu la singulière destinée d’être découverte à la fois par deux physiciens placés aux deux extrémités de l’Europe, qui n’avaient eu mutuellement aucune connaissance de leurs travaux respectifs. Dans l’année 1837, M. Thomas Spencer en Angleterre , et le professeur Jacobi en Russie, découvraient, chacun de son côté, ses principes essentiels , et réalisaient ses applications les plus délicates.

Volta avait à peine accompli , au commencement de notre siècle, la découverte de la pile électrique, qu’il observa une de scs propriétés les plus remarquables, c’est-à-dire la décomposition chimique que cet appareil fait éprouver aux substances soumises à son action. Ce physicien célèbre constata, dès l’année 1801, que la dissolution d’un sel métallique, soumise à

GALVANOPLASTIE.

l’influence de la pile, se trouve aussitôt réduite eu ses éléments, de telle sorte que le métal vient se déposer au pôle négatif. Ce grand phénomène devint plus tard l’objet d’un nombre considérable d’études et d’expériences théoriques qui devaient largement agrandir le champ de nos connaissances dans le domaine de l’électricité. Mais, au début, rien n’indiquait encore que la réduction des métaux par le fluide électrique pût devenir susceptible de quelques applications dans les arts. En effet, la substance qui se déposait sur les flls de la pile n’avait aucun des caractères physiques qui distinguent les métaux ; c’était une poudre noire ou grise, sans cohérence, sans continuité, dépourvue d’éclat, et privée, en un mot, de tout caractère métallique. On ne découvrit que longtemps après que, dans • certaines circonstances, les métaux formés par la voie galvanique peuvent présenter l’éclat, la cohérence, la continuité et tous les caractères propres aux métaux obtenus par fusion. Cette observation devait suffire pour donner naissance à l’électro-métallurgie.

Le fait essentiel sur lequel la galvanoplastie repose n’a été signalé d’une manière bien positive que dans l’année 1837: quelques chimistes avaient eu, il est vrai, l’occasion de l’observer avant celte époque ; mais reconnu d’une manière accidentelle et dans le cours de recherches d’un autre ordre, impar faitement étudié d’ailleurs et ignoré du reste des savants, il n’avait pas tardé à tomber dans l’oubli.

Brugnatelli, élève et collaborateur de Volta, avait réussi dès l’année 1801 à dorer l’argent au moyen delà pile, en conservant à l’or tout son brillant métallique. Mais le résultat obtenu par Brugnatelli n’avait à cette époque aucune importance scientifique, et l'intérêt que la galvanoplastie inspire de nos jours a pu seul conduire à chercher dans la poudre des recueils scientifiques de l’Italie les traces de cette tentative oubliée. Le procédé de Brugnatelli ne se trouve écrit que dans un petit ouvrage

5 e ÉDIT. — III. 15

26 h DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES,

presque inconnu même en Italie, intitulé Bib. lot/iccn di Ca~ qliardo , publié en 1807 , et qu’un savant italien, M. Grimdli, a récemment exhumé (I). Le résultat obtenu par le chimiste de I’ise était donc ignoré des savants du reste de l’Europe et de scs compatriotes eux-mêmes. Le recueil, fort peu répandu d’ailleurs, publié à Bruxelles par Van jtlons, sous le titre de Journal de chimie et de physique , avait, il est vrai, consacré quelques lignes au fait signalé par Brugnatelli; mais il suffit de citer les termes dans lesquels cette observation est rapportée, pour comprendre qu’elle n’ait pas dû fixer beaucoup l’attention des physiciens.

a La méthode la plus expéditive , dit Brugnatelli , de réduire à l’aide de la pile les oxydes métalliques dissous, est de se servir, à cet effet, de leurs ammoniures : c’est ainsi qu’en faisant plonger les extrémités de deux fils conducteurs de platine dans de l’ammoniure de mercure, on voit en peu de minutes le fil du pôle négatif se couvrir de gouttelettes de ce métal ; de cobalt, si l'on opère avec du cobalt; d’arsenic, si l’on opère avec de l’arsenic, etc. Je me servis de lilsd’or pour réduire de celte manière l’ammoniure de platine, que j'ai dernièrement obtenu et examiné. Le platine ainsi réduit sur l’or a une couleur qui tourne vers le noir ; mais étant frotté entre deux morceaux de papier, il prend

(1) Voici le passage original de Brugnatelli :

« Prenez une partie saturée d’or dissous par l’acide hydrochloro- « nitrique, ajoute/.-y six parties d’ammoniaque liquide; la dissolution s’y » décompose, et il se précipite un l/jerwio.Tÿded’orqui se dissout aussitôt » en partie pour former l’ammoniure d’or. On recueille ce mélange dans » un vase de verre. Les objets destinés à être dorés sont fixés solide- » ment à un fil d’acier ou d’argent, que l’on fait ensuite communiquer » au pôle négatif d’une pile voltaïque. L’objet d’argent qui doit être doré » plonge entièrement dans le liquide contenant l’ammoniure d’or; le » courant galvanique est fermé par une grosse bande de carton mouillé, » qui de l’ammoniaque passe au pôle positif de la pile. En quelques » heures l’argent se trouve entièrement doré par l’action galvanique. La " dorure peut être mise en couleur par les moyens ordinaires, et on lui fait " prendre le plus vif éclat avec la gratte-boesse des doreurs. » ( Biblio l lièquc de campagne , publiée à Milan, 1807, t. X, p. 185 et suiv.)

GALVANOPLASTIE.

l'éclat de L’acier, le fis usage de (ils d'argent pour i^duirv I m\ ce qui réussit promptement (t ). »

On trouve, daus une autre livraison du même m u»tl, |o passage suivant, qui fait partie d’une lettre adressée par Hntgnatefii à Van Mous :

u Voila travaille toujours sur l’électricité ; il a dernièrement construit différentes piles composées de seules substances saline» de différentes matières, avec les solutions desquelles il imprégnuil des disques d’or. Lorsqu’il aura terminé son travail, je vous lu communiquerai.

» J'ai dernièrement doré d’une manière purlaite il mu grandes médailles d'argent en les faisant communiquer à laide d’un lit d’acier avec le pôle négatif d’une pile de Voila , et en les tenant l’une après l’autre plongées dans les smmoniures d’or nouvellement faits et bien saturés (2). »

Les indications de Brugnatelli étaient, connue un le toit, exprimées en termes trop vagues pour engager les savants à |)oursuivre l’examen du fait qu’il annonçai!, Les essais du physicien de Pise n’ont donc exercé aucune iullueuce sur la création de l’électro-chimie,

La galvanoplastie aurait pu prendre peut-être plus facilement naissance à l’époque de la découverte de la pile voltaïque imaginée par VI. Daniell, et qui porte le nom de ce physicien. Lorsque M. Daniell lit les premiers essais de cette nouvelle disposition de la pile, il remarqua, en enlevant un fragment de cuivre qui s’était déposé au pôle négatif, que les éraillures du conducteur de platine se trouvaient fidèlement reproduites sur le cuivre précipité. Cette observation aurait pu conduire à la découverte de la galvanoplastie; mais, comme

(1) Journal de physique et de chimie, de Van Mous, 1802, l. V,

(2) Ibidem, p. 357.

M. Danicll portait alors toute son attention sur la marche et la construction de son instrument, il ne poussa pas plus loin l’examen de ce fait.

Une remarque du même genre peut s’appliquer à M. de la Rive, qui, de son côté, eut plus tard entre les mains le fait primitif qui sert de base à la galvanoplastie, et néanmoins le laissa passer sans soupçonner son importance. Peu de temps après la découverte de la pile de Daniell, M. de la Rive fit quelques expériences sur cet appareil. Dans un article inséré dans le Philosophical Maijazine , ce physicien, après avoir décrit une forme particulière de la pile de Daniell à laquelle iî donne la préférence, fait l’observation suivante : « La plaque » de cuivre est recouverte d’une couche de cuivre à l’état métal- » lique, qui s’y est incessamment déposée par molécules, et telle » est la perfection de la feuille de métal ainsi formée, que lors- » qu’elle est enlevée, elle offre une copie fidèle de chaque érail- » lurc de la plaque métallique sur laquelle elle reparaît. » M. de la Rive ne semble pas avoir songé aux résultats remarquables auxquels devait conduire plus tard l’examen de ce fait en apparence si simple. Ce n’est que dix ans après, que cette observation, faite de nouveaif en Angleterre et étudiée cette fois avec toute l’attention qu’elle méritait, eut pour conséquence d’amener la création de la galvanoplastie.

A la fin du mois de septembre 1837, un jeune physicien anglais, SI. Thomas Spencer, s’occupait 5 Liverpool à répéter et à vérifier les expériences de M. Becquerel sur la formation artificielle des espèces minérales à l’aide de courants électriques d’une faible intensité ; c’est dans le cours de ces essais que le hasard lui fournit l’occasion de constater le fait qui devait donner naissance à la galvanoplastie. 31. Spencer agissait avec un seul couple voltaïque formé d’un disque de cuivre uni parun fil métallique à un disque de zinc. L’éiémeut '“••ivre plongeait dans une dissolution de sulfate de cuivre, l’élé-

GALVANOPLASTIE.

ment zinc dans une dissolution de sel marin ; les deux dissolutions, placées dans des verres de terre, étaient séparées l’une de l’autre par une cloison poreuse de plâtre. C’est là, comme le savent les physiciens, le petit appareil construit par M. Becquerel pour produire un courant électrique faible et continu: c’est une pile voltaïque réduite, pour ainsi dire, à son expression la plus simple. Le fil de cuivre qui, dans le petit appareil de M. Spencer, réunissait les deux métaux, était verni avec de la cire à cacheter; or il arriva qu’en recouvrant ce fil de cire à cacheter, quelques gouttes de cire tombèrent sur le disque de cuivre et y adhérèrent, de telle sorte que, lorsque l’appareil fut mis en action, le cuivre réduit, en se déposant sur l’élément négatif, vint s’arrêter sur les bords des petites gouttelettes de cire tombée sur la plaque. Le métal précipité avait d’aillei -s l’éclat, la cohérence et toutes les propriétés du cuivre obtenu par fusion. « Je compris aussitôt, dit M. Spencer, qu’il était en mon pouvoir de guider à mon gré le dépôt de cuivre et de le couler en quelque sorte dans les sillons creusés avec une pointe sur une plaque de cuivre verni. »

M. Spencer prit donc une plaque de cuivre, il la couvrit d’uu vernis résineux; sur ce vernis il creusa des lettres avec un burin, et soumit la lame de cuivre ainsi préparée à l’action d’un courant voltaïque. Le résultat fut tel qu’il l’avait prévu : le métal réduit vint remplir les sillons tracés sur le vernis et forma de véritables caractères typographiques de cuivre en relief. M. Spencer parvint à rendre ce procédé assez pratique pour qu'une planche de cuivre recouverte de ces caractères en relief pût être soumise à la presse. Dès l'année 1838, des épreuves sur papier obtenues avec cette sorte de clicbé d’origine électrique furent distribuées dans le public.

Cependant, si les recherches de>l. Spencer n’avaient pas eu de résultat plus utile, il est probable que la galvanoplastie n’aurait trouvé dans la pratique que de rares applications. Heu-

reuscment un autre accident lui fit entrevoir sa découverte sous un aspect nouveau. Un jour, comme il avait besoin d’une plaque de cuivre pour former un de ses petits couples voltaïques, ne trouvant point sous sa main de disque de cuivre, il prit une pièce de monnaie qu'il réunit par un fil métallique à une rondelle de zinc. Ce couple fut disposé comme à l’ordinaire, et le dépôt commença à s’effectuer. Mais, comme après quelques heures écoulées l'expérience ne marchait pas suivant son désir, il démonta son appareil et se mit à arracher par morceaux le cuivre réduit qui recouvrait l’élément négatif. Il ne fut pas alors peu surpris de voir tous les accidents et tous les détails de la pièce de monnaie reproduits sur ces fragments de cuivre avec une fidélité extraordinaire.

« Je résolus alors, dit M. Spencer, de répéter la même expérience en faisant usage d’une médaille de cuivre dont le relief serait considérable. J’en formai, comme auparavant, un couple voltaïque : j’y fis déposer une croûte de cuivre d’un millimétré d’épaisseur environ ; puis je détachai avec soin, mais non sans quelque peine, le dépôt formé. J’examinai le résultat à la loupe, et je vis tous les détails de la médaille reproduits avec une merveilleuse fidélité sur la contre -épreuve voltaïque, a

Après une telle observation, la galvanoplastie était créée ; il est inutile de dire, en effet, qu’après avoir ainsi moulé en creux des médailles et des pièces de monnaie , M. Spencer se servit de ces moules pour en obtenir des contre-épreuves qui étaient les fac-similé parfaits de l’original. Dans les premiers mois de 1838, des monnaies et des médailles ainsi obtenues étaient chose commune h Liverpool. On en soumit quelques-unes à l’examen d’un habile frappeur de médailles de Birmingham. Cet expert déclara que les médailles soumises à son inspection étaient frappées au balancier ; il faisait seulement remarquer qu’on avait « altéré le revers de ces médailles par l’emploi des a cides. » L’expert ajouta charitablement qu’il conseillait à

GALVANOPLASTIE. 259

M. Spencer de ne pas compromettre sa réputation en prolongeant des mystifications pareilles.

Pendant que cette découverte s’accomplissait à Liverpool, le physicien Jacobi, en Russie, était conduit, par une autre voie, à des résultats presque identiques.

Ce fut à Dorpat, eu février 1837, que Jacobi découvrit, de son côté, le fait capital de la plasticité du cuivre, qui devint l’origine de tous ses travaux sur l’électro-chimie. Il trouva imprimées sur une feuille métallique quelques traces microscopiques de cuivre du dessin le plus régulier : c’est en recherchant le mode de formation de ces empreintes et en essayant de les reproduire qu'il découvrit le fait de plasticité du cuivre obtenu par la pile. Il soumit à l’action de courants électriques des plaques de métal sur lesquelles on avait tracé au burin des figures et des caractères; la décomposition du sulfate de cuivre donna naissance à des dépôts de cuivre qui offraient, en relief, l’empreinte exacte du dessin gravé en creux sur l’original. Par l’emploi de piles d’une faible intensité et d’un courant continu, il réussit bientôt à obtenir en relief l’empreinte d’une plaque de cuivre gravée au burin et de dimensions assez considérables. Cette plaque, premier résultat satisfaisant des travaux de Jacobi, fut présentée à l’Académie des sciences de Saint-Pétersbourg, le 5 octobre 1838 (17 octobre de notre style). Le ministre de l’instruction publique la présenta à l’empereur, qui s’empressa de mettre à la disposition de Jacobi les fonds nécessaires pour poursuivre ses études. La découverte du savant académicien acquit dès lors en Russie un très grand retentissement.

Jacobi reconnut, comme M. Spencer et en même temps que lui, que la condition indispensable pour obtenir des dépôts réguliers et plastiques, c’est d’employer un courant d’une faible intensité, et d’agir sur des dissolutions toujours saturées; niais l’académicien russe laissa bien loin de lui l’expérimentateur anglais par la découverte qu’il fit, en 1S'»9, du système

connu aujourd’hui des physiciens sous le nom d’anodes ou

à' électrodes solubles.

Lorsque Jacobi commença à opérer, l’objet à copier faisait lui-même partie de la pile galvanique, il formait l’élément négatif et plongeait dans la dissolution de sulfate de cuivre ; mais la dissolution s’épuisait peu à peu, et il était nécessaire de l’entretenir au degré de saturation, en lui fournissant de nouveaux cristaux de sel au fur et à mesure de leur réduction. Or, Jacobi trouva, en 1839, que si l’on attache le moule au pôle négatif, et que l'on dispose au pôle positif une lame du métal même qui est en dissolution dans le bain , cette lame, qui porte alors le nom d 'anode ou électrode soluble , entre ellemême en dissolution dans le bain en quantité à peu près égale à celle qui se dépose dans le moule. Si, par exemple, on opère avec une dissolution de sulfate de cuivre, et que l’on attache au pôle positif de la pile une lame de cuivre, l’oxygène mis en liberté par la décomposition de l’eau se porte au pôle positif; là il rencontre le cuivre et l’oxyde, c’est-à-dire le fait passer à l’état d’un composé susceptible de se dissoudre dans l’acide libre existant dans la liqueur, et par cette action continue , à mesure qu’il se fait au pôle négatif un dépôt de cuivre aux dépens de la dissolution saline, le cuivre métallique attaché au pôle positif se dissout dans le liquide à peu près dans les mêmes proportions.

La découverte des anodes exerça une influence immense sur les progrès de la galvanoplastie. Elle permit de séparer le couple voltaïque qui engendre le courant de l’appareil dans lequel l’empreinte s’effectue. Le procédé galvanoplastique devint par là beaucoup plus simple, le succès plus assuré, et le temps dans lequel les résultats peuvent être obtenus infiniment plus court. Enfin on put obtenir des dépôts métalliques de toute forme et de toute dimension.

Cependant la galvanoplastie ne pouvait recevoir encore des

GALVANOPLASTIE.

applications bien étendues, car on ne pouvait opérer qu’avec un moule de cuivre; les moules non métalliques ne pouvaient être employés en raison de leur défaut de conductibilité pour le fluide électrique. Mais une observation faite en France par M. Bocquillon, en Angleterre par M. Murray, et bientôt aussi par MM. Spencer et Jacobi, permit d’effectuer les dépôts métalliques à la surface de presque tous les corps indifféremment. On reconnut que les corps qui ne conduisent pas l’électricité, et qui jusque-là n’avaient pu se prêter aux opérations de la galvanoplastie, peuvent recevoir le dépôt métallique, si l’on recouvre préalablement leur surface d’une couche pulvérulente d’un corps conducteur de l’électricité. La plombagine, ou mine de plomb, est la substance qui remplit le mieux cet objet. On put, dès ce moment, au lieu d’opérer uniquement sur un moule métallique, se procurer des empreintes de plâtre des objets à reproduire, et effectuer le dépôt sur ces moules rendus conducteurs par la plombagine. Ce dernier résultat obtenu, la galvanoplastie put recevoir les applications variées et étendues qui lui assurent une place si distinguée parmi les créations de la science moderne.

Le plâtre a été, avec la cire à cacheter, la seule substance qui ait d’abord servi à la confection des moules galvanoplastiques. On a découvert ensuite dans la gélatine, coulée à chaud et retirée du moule après le refroidissement, une matière plastique se prêtant très heureusement à cet objet par la fidélité avec laquelle elle conserve l’empreinte des objets à reproduire, et par son élasticité, qui permet de retirer le moule sans le déchirer. Enfin une dernière substance, bien supérieure aux précédentes, la guttn-percha, a été appliquée à la confection des moules gahanoplastiques. Celte matière, qui se ramollit par la chaleur, est appliquée à chaud sur l’objet, dont elle reproduit tous les détails avec une fidélité étonnante ; après le refroidissement, on la détache sans difficulté. La gutta-percha

262 DÉCOÜVERTBS SCIENTIFIQUES,

est à peu près la seule matière plastique employée aujourd’hui pour la confection des moules dans la galvanoplastie; c’est de la découverte de l’emploi de cette substance que date l’essor important qu'a pris la galvanoplastie industrielle.

Ajoutons, pour terminer ce tableau abrégé des progrès de la galvanoplastie, que Torf a réussi, dans ces derniers temps, à obtenir en argent précipité par la pile les dépôts que l’on n’avait pu former longtemps qu’avec le cuivre. Du cyanure d’argent dissous dans le cyanure double de potassium et de fer, forme un bain galvanoplastique, qui, décomposé par la pile de Volta, fournit un dépôt métallique d’argent pur. Toul annonce que l’art de l’orfèvrerie tirera un parti très important de cette belle application de la galvanoplastie.

On voit, par ce résumé rapide, que la galvanoplastie n’est autre chose, en définitive, qu’une série d’applications des découvertes de la physique et de la chimie : c’est le propre des sciences bien affermies de tenir, contenues dans leurs principes, une longue série de conséquences et d’applications qu’il appartient au temps de développer, et qu’il ne manque jamais de développer.