QUATRIÈME SECTION

fiLECTRICITÉ ATMOSPIlF^RIOrK.

11 existe entre les étincelles des machines électriques et les éclairs échangés par les nuées orageuses une anakigie qui, de bonne heure, fut saisie et signalée par les physiciens. A mesure que les effets de la décharge électrique furent mieux connus, les observateurs s'occupèrent avec plus de soin de l'étude des orages ; les points de ressemblance se multiplièrent entre ces deux ordres de phénomène». Vers la fin de la première moitié du xviii* siècle, ridée de l'identité de la matière de la foudre et de rélectricité était très répandue et très en faveur. Cependant personne encore n'avait pensé à en appeler à l'exl^rience directe pour vider définitivement cette grande question.

Le 7 novembre 1749 (1), Franklin écrivait sur son livre de laboratoire :

« Propriétés communes au fluide électrique et à la » foudre : — 1° de rendre de la lunïièro ; — 2" la couleur M de cette lumière ; — 3Ma direction en zigzag ; — 4* la » rapidité du mouvement ; — 5* sa facilité a se laisser » conduire par les métaux ; — 6« le bruit , ou craque-

(1) Œuvres de Franklin^ traduction de Barbcu-Dubonrg. Paris, 1773, l. I, p. 185.

» ment dans Texplosion ; — 7" de subsister dans Teau » ou dans la glace ; — 8° de déchirer les corps au travers » desquels il passe ; — 9" de tuer des animaux ;. — 10° de » fondre les métaux ; — 11° d'allumer les substances in- » flammables ; — 12° Todeur sulfureuse. »

Jusqu'ici cette note n'est qu'un résumé net et succinct des faits signalés par beaucoup de physiciens de cette époque. Mais Franklin ne s'arrête pas là ; il sent la nécessité d'une expérience décisive, en comprend la possibilité, et ajoute :

« Le fluide électrique est attiré par les pointes. — Nous » ne savons pas si la foudre a cette propriété. — Mais » puisque ces deux substances conviennent en tous les » points dans lesquels on a pu les comparer jusqu'à » présent , n'est-il pas probable qu'elles conviennent » également en celui-ci? — // sej^aii à propos d'en faire )) Inexpérience. »

Quelques mois après, Franklin développait complètement ses idées sur l'origine de la foudre, dans deux lettres adressées à P. Collinson (l). Il était tellement convaincu de l'exactitude de ses opinions sur la nature des éclairs et du tonnerre, qu'il indiquait (2) un moyen de préserver les églises, lesmaisons, les vaisseaux , etc. , des coups de foudre. Cette partie de sa lettre est une description succincte du paratonnerre tel qu'on le construit de nos jours, avec l'indication précise des conditions essentielles à remplir dans l'établissement de cet appareil. Mais, avant tout,

(i) Loc, cit. y p. 38 à 80.

(2) Loc. cit,, p. 62.

PHÉNaMÈNES GÉNÉRAUX. 537

Franklin voulait qu'on s'assurât directement si les nuées orageuses sont électrisées ou non ; il exposait, d'une manière complète et avec tous les détails convenables, le procédé expérimental qui devait servir à vider cette grande question.

Ces propositions de Franklin furent assez mal accueillies en Angleterre; personne ne fut tenté de faire l'expérience qu'il avait indiquée. Lui cependant continuait ses travaux, et découvrait entre l'électricité et la foudre un rapport nouveau et bien important. Le vaisseau du capitaine Waddel avait été frappé d'un coup de foudre, et les aiguilles de ses boussoles avaient été toutes mises hors de service; les unes avaient été complètement désaimantées, les autres avaient eu leurs pôles renversés. — Dans une lettre du 29 juin 1751 (1), Franklin annonce que, dans le cours de ses expériences, il a souvent, par le moyen de l'électricité, renversé les pôles des aiguilles aimantées, et même aimanté des aiguilles à l'état neutre.*

Enfin, le 10 mai 1752, Dalibard réalisa à Marly-la- Ville la célèbre expérience proposée par Franklin dans ses lettres à P. Collinson. Dans un jardin situé au milieu d'une plaine dont lesol.est fort élevé, il fixa solidement, sur un support isolé, une»barre de fer, ronde, de 27 millimètres de diamètre à laîbase, de 13 mètres de hauteur, et terminée par une pointe d'acier trempé et bruni. Au moment 6ù des nuées orageuses passèrent au zénith, la barre s'électrisa assez fortement pour donner de longues et brillantes étincelles. L'état de tension électrique des

( I ) Loc, cit. , p. 84 .

538 ÉLECnUaTÉ ATMOSPHÉRIQUE.

nuages chargés de la foudre était donc définitivement démontré. Cette expérience fut répétée de toutes parts, et partout avec le même succès.

Dans le courant de la même année, Franklin employa le cerf-volant pour recueillir rélectricité des nuages. Il donne lui-même la description de son appareil dans une lettre adressée le 19 octobre 1752 à P. CoUinson (1). Sous cette nouvelle forme, Texpérience de Franklin fut exécutée en France par M. de Romas , assesseur au présidial de Nérac (2). Lorsque, en mai 1753, le physicien de Nérac lança son premier cerf-volant électrique, il ignorait certainement que Franklin l'avait devancé à Philadelphie. Mais, si l'on ne peut pas réclamer la priorité de cette expérience en faveur de M. de Romas, il est juste cependant de faire observer que, soit dans la construction de ses appareils, soit dans les précautions dont il s'entoura, Il fit preuve de connaissances très étendues en électricité. Les recherches de M. de Romas se recommandent encore par la grandeur des effets qu'il obtint : le 16 août 1757, son cerf-volant, lancé par un temps orageux, fournissait des lames de feu de 29 à 33 décimètres de longueur et de 27 millimètres de grosseur, qui faisaient autant ou plus de bruit que des coups de pistolet.

Quoique Franklin n'ait pas fait lui-même la première expérience avec la barre électrique, c'est à lui que revient la gloire de la démonstration de la présence de l'électri-

(1) Loc, cit,, p. 114.

(2) Mémoires de mathémalique et de physique, présentes à l'Académie royale des sciences par divers savants, etc., t. H, p. 393; t lV,p. 514.

rUÉKOMliiNfiS GËxNKHAUX. 539

cité libre dans les nuages cliargés de la foudre. Dalibard, àMariy-la-Ville, n*a fait, de son propre aveu, q«e réaliser le programme tracé par le physicien de Philadelphie dans ses lettres à P. GoUinson. M. deRomas, dans sa lettre à l'auteur du Journal encyclopédique y dit lui-même : « Si » Faiguille de M. Franklin n'eût pas réussi, peut-être » n'aurais-je jamais eu Tidée du cerf-volant. — De là, je » dois reconnaître que, dans ce sens, j'ai travaillé sur le » propre fonds de M. Franklin, d Quant à Texpérience du cerf-volant, il est surabondamment démontré que Franklin Tavait faite à Philadelphie huit mois au moins avant qu'elle eût été tentée en France.

Pour constater la présence de l'électricité dans l'atmosphère, et déterminer son mode de distribution, on emploie des électroscopes ou des galvanomètres, qui ne diffèrent des autres appareils de ce genre que par certaines dispositions très simples. De Saussure se servait, dans ses excursions sur les montagnes, d'un petit électroscope à balles de sureau (Fig. kkh).

La partie supérieure de la cloche de verre est recouverte d'un vernis isolant ; sa section transversale est rectangulaire. Une tige métallique passe à travers la tubulure de la cloche : sa partie inférieure sert à suspendre deux petites balles de sureau, au moyen de deux fils de platine très Uns et très mobiles; sa partie supérieure est armée d'un petit chapeau de laiton D, destiné à mettre l'appareil à l'abri de la pluie. Enfin , ce chapeau supporte une tige métallique T, teinninée en pointe, de 60 centimètres de hauteur, et qui, pour plus de commodité, est généralement divisée en trois parties. Sur une paroi de la cloche est

3t\d ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE.

tracé un arc gradué dont le centre est à la hauteur du

\yo\ut de suspension des fils de platine, et qui permet de

mesurer Tangle d'écarteraent des deux petits pendules.

De Saussure construisait expérimentalement la table

Fig. Ht.

do graduation de son appareil. A cet effet, il prenait deux électroscopes parfaitement semblables, et en électrisait un. li notait l'angle d'écartement des pendules; puis il mettait les deux appareils en contact, enlevait ainsi à

rHÉiXOMÈxNES GÉNÉUAUX. 561

l eJectroscope électrisé la moitié de sa charge, et observait de nouveau l'angle d'écartement. Une suite d'opérations semblables lui permettait de déterminer les rapports des charges correspondantes aux divers écartements angulaires des petits pendules.

Supposons qu'on présente un corps électrisé positive^ ment à la pointe de cet électromètre. L'appareil s'électrise par influence ; le fluide négatif s'écoule par la pointe et va neutraliser le corps inducteur, tandis que le fluide joosiï//* reste répandu à l'état de liberté sur la tige et les petits pendules. La tension électrique permanente communiquée par influence à cet électroscope armé d'une pointe est donc de même signe que celle du corps inducteur luimême. La détermination de l'angle d'écartement des pendules et de la nature du fluide qui les fait diverger fournit, dans chaque cas particulier, des notions approximatives sur la tension électrique du corps inducteur, et permet de déterminer exactement le signe de sa charge.

Volta remplaçait les pendules métalliques de de Saussure par deux longues pailles très minces, très sèches et très mobiles autour de leurs extrémités supérieures. Dans le but de rendre son appareil plus sensible, Volta plaçait à l'extrémité de la tige un corps brûlant avec flamme, ou tout simplement un morceau d'amadou en ignition. En efiet, dans beaucoup de circonstances où l'électroscope atmosphérique ne fournit aucune trace sensible d'électrisation , l'expérience prouve qu'il suffit de placer un corps en combustion autour de la pointe de l'appareil, pour que les pailles divergent. Volta employait ordinairement une mèche de coton soufrée, engagée dans une spirale mé- II. 31

342 ÉLECTRICITK ATMOSPHÉRIQUE.

talUque qui se fixait elie-méme à la partie supérieure de la tige. Ce procédé expérimental fut généralement adopté en Italie, où il est encore employé.

Le rôle joué, en cas pareil, par le corps en combustion a été étudié avec beaucoup de soin par H. Riess (1). Nous devons nous contenter de donner ici les principaux résultats de ses expériences.

i*" Lorsqu'un corps brûlant avec flamme fournit des vapeurs conductrices de l'électricité, il s'échappe de la flamme un courant dense de mpeurs qui s'élèvent dansVair sous forme d'une colonne conductrice. Mais bientôt cette colonne se subdivise en un grand nombre de filets distincts qui vont s'amindssant de plus en plus, et se dissipent enfin dans Vair. Il part donc de cette masse conduetrice de vapeurs, au dedans et au-dessus de la flamme^ des filets paiement conducteurs^ séparés par les gaz non conducteurs qui se forment et par l'air chaud Clément isolant, et terminés nécessairement par des pointes. Par conséquent, la flamme doit être considérée comme un bon conducteur de l'électricité, garni de nombreuses pointes très allongée, excessivement aiguës, et qui pénètrent de tous côtés dans l'atmosphère. On comprend ainsi facilement comment un corps électrisé placé au-dessus et même à une assez grande distance de la flamjne d'une lampe à alcool retombe très rapidement à l'état neutre. Un effet du même genre serait obtenu avec la lampe de Davy qui ne donne pas de flamme, mais qui fournit des vapeurs abondantes et conductrices de l'électricité.

(1) Archives de VétecirkUé, i8»5, t. V, p. 91.

PUÉNOltffiNBS GÉNÉRAUX. 5/|3

S"" L'amadou en combustion.ne fournit pas de flamme, et les vapeurs qui s'en échappent sont isolantes. Mais, pendant que s'effectue la combustion, il se forme inoessanmœnt à la surface de Tamadou des pointes très déliées qui permettent à rélectricité accumulée par influence de s'échapper dans l'atmosphère. Les mêmes effets s'observent avec les mèches sèches^ les pastilles à brûler, et tous les corps conducteurs qui brûlent sans flamme et conservent leur état solide pendant la combustion. — Au contraire, les corps qui, comme le soufre, se liquéfient avant de brûler et ne fournissent que des vapeurs isolantes, n'exercent aucune influence sur les corps électrisés placés dans leur voisinage.

Ces résultats de M. Riess ne laissent aucun doute sur la véritable cause de la sensibilité des électroscopes atmos*phériques, dont les tiges sont armées à leur partie supé* rieure d'un corps en combustion* Cependant, comme toute combustion s'accompagne d'un dégagement d'électricité, en se servant d'électroscopes de ce genre, on s'expose à recueillir sur l'appareil le fluide mis en liberté par la combustion elle-même, et à commettre des erreurs dans l'appréciation de la nature, et surtout de la tension de la charge électrique de l'atmosplière.

Dans les expériences très délicates, on peut se servir de Télectroscope à feuilles d'or surmonté d'une tige que, selon les circonstances, on termine par une pointe ou par une boule. La cloche de l'appareil porte une échelle graduée qui permet de mesurer l'angle d'écartement des feuilles d'or ; pour en déduire la tension de la charge, il faut construire à l'avance une table de graduation.

^ilU ÉLEtTHlUTÊ ATMOSFUGKlgUE.

Peltîer (1 j u fait subir au diagomètre de Rousseau des modUicatioiis qui permettent de l'employer daos les recherches d'électricité atmosphérique. Cet âectroscope (Fig. kU5) est considéré* à juste titre, comme le meilleur appareil d'observation.

Fig. 415.

Sur le milieu d'une cage cylindrique de verre, s'élève une tige métallique armée de deux boules C, B. La boule

(1) Ann.de chim. et de phys.^ 2* série, 1836, t. LXIF, p. 422.— 3- série, 1842,1. IV, p. 385.