PILE TROUVÉ

fate de mercure. Dans ce liquide baigne une lame de zinc Z qui porte sur des rebords saillants ménagés sur les côtés et que l’on peut aisément déplacer à l’aide d’un bouton; cette lame est le pôle négatif.

Fig. 228. — Pii ; GailTe au bisulfate de mercure.

Les éléments sont groupés par deux : un fil de platine P qui traverse la cloison intermédiaire fait communiquer le charbon du 1er élément avec le zinc du 2e, tandis que d’autres fils faisant saillie aux extrémités de la pile et servant de rliéophores aboutissent intérieurement au 1er zinc et au 2e charbon.

Cette pile peut fonctionner environ une heure lorsqu’elle est utilisée à actionner une petite bobine d’induction, temps très suffisant pour les usages auxquels elle est destinée. Il est inutile qu’elle ait une plus longue durée, car après chaque opération on jette le liquide et l’on charge la pile à nouveau.

329. — M. Trouvé a donné à l’élément une forme qui le rend portatif: il est alors constitué par un cylindre en ébonite hermétiquement clos. Sur une moitié de sa hauteur, ce cylindre est garni intérieurement d’une couche de charbon qui servira de pôle positif et qui communique par un fil métallique traversant la paroi avec une borne fixée sur la surface latérale.

Le zinc est un cylindre dont la hauteur est également la moitié de celle de l’étui et qui, placé au centre, est fixé à la base supérieure par une pièce métallique qui, traversant cette base, aboutit à une borne qui sert de pôle négatif. Enfin, on a mis dans le cylindre, avant de le fermer, de l’eau additionnée de sulfate de mercure (3 ou 4 grammes) en quantité suffisante pour remplir le cylindre à moitié.

Lorsque l’élément est placé verticalement, la borne négative à la partie supérieure, le liquide n’est pas en contact avec le zinc. Le

Fig. 229. — Pile hermétique, modèle Trouvé.

courant ne se produit pas et le zinc ni le liquide ne s’usent. Si au contraire on vient à coucher l’élément ou à le renverser complètement, le courant se manifeste aussitôt et continuera tant que le liquide excitateur ne sera pas usé. Comme l’élément ne fonctionne absolument que pendant le temps où le courant est nécessaire, il peut servir pendant un assez long temps pour les usages auxquels il est destiné (explorateur médical, etc.) sans qu’il soit nécessaire de changer le liquide, ce qui se fait d’ailleurs facilement, car le couvercle se dévisse.

330. Pile de Daniell. — Cette pile peut être regardée comme le type des piles à deux liquides. Elle se compose ordinairement, sous sa forme la plus simple, d’un vase cylindrique B (fig. 230) en terre ou en verre dans lequel se place le zinc amalgamé, sous forme d’une plaque rectangulaire que l’on a enroulée cylindriquement et qui porte sur son bord supérieur une lame de cuivre qui y est fixée et qui ser-

vira de rhéophore négatif. Dans l’espace compris par cette lame de zinc, on introduit un vase en terre poreuse A, et dans celui-ci le cuivre qui est le pôle positif. Le cuivre présente généralement aussi forme d’une feuille mince enroulée cylindriquement et porte une lame qui sera le rhéophore correspondant. Quelquefois le cylindre est complet et présente alors un certain nombre de tours pour donner libre passage au liquide.

Fi^. 230. — Élément de Daniell.

PILE DE DANIELL.

Dans le vase extérieur, on met de l’eau acidulée par de l’acide sulfurique (1 partie d’acide pour 10 d’eau); dans le vase poreux on met une dissolution saturée de sulfate de cuivre.

Comme nous l’avons dit (142), on peut remplacer l’eau acidulée par une dissolution de sulfate de zinc; on peut même, et c’est le cas le plus habituel dans la pratique, employer de l’eau pure.

L’expérience montre que, dans tous les cas, la force électromotrice reste à peu près constante; elle diffère peu de 1 volt et peut pratiquement être considérée comme ayant cette valeur (elle est

iv, 079).

La pile ne se polarise pas, du moins d’une manière sensible, même par une action continue, c’est-à-dire que sa force électromotrice ne varie pas. Mais si l’on étudie l’intensité, elle ne reste pas invariable ; si par exemple on avait monté la pile avec de l’eau pure, on voit au commencement l’intensité croître. Cet effet tient à ce que la résistance diminue : le sulfate de zinc qui entre en dissolution dans l’eau, rendant ce liquide meilleur conducteur, la pile devient moins résistante et le courant doit augmenter d’intensité.

La dissolution de sulfate de cuivre s’appauvrit et, de ce fait, la résistance croîtrait, ce qui serait un inconvénient; aussi, pour l’éviter a-t-on soin de placer au niveau de la surface supérieure de cette dissolution des cristaux de sulfate de cuivre qui sont supportés par une galerie ou une corbeille, ce qui maintient la saturation et assure parla même la dépolarisation. Le plus souvent, et bien que cela assure moins la saturation, on se borne maintenant à jeter de temps à autre quelques cristaux de sel au fond du vase poreux.

L’expérience montre que la pile Daniell s’use même lorsqu’elle reste en circuit ouvert : cela tient à ce qu’une partie du sulfate de cuivre traverse la paroi poreuse et agit sur le zinc, en donnant naissance à du sulfate de zinc et à du cuivre à l’état pulvérulent qui se dépose sur le zinc. C’est là une dépense de zinc sans utilisation aucune, et c’est un inconvénient, le seul que l’on puisse reprocher à ce couple qui, comme nous allons le dire, a servi de modèle à de nombreux éléments qui n’en sont que des modifications. Nous ne décrirons d’ailleurs que les formes qui se distinguent par quelque changement notable, en commençant par les piles dans lesquelles, les substances employées étant les mêmes que dans la pile de Daniell, les actions chimiques ne sauraient être différentes.

Nous dirons, sans insister, que les appareils galvanoplastiques dits simples sont en réalité des piles de Daniell.

Le zinc se trouve placé avec l’eau acidulée dans un vase poreux qui est plongé dans un bac contenant la dissolution de sulfate de cuivre : le pôle positif est formé par le moule plombaginé sur lequel se déposera le cuivre et qui devra être relié par un fil conducteur à la lame de zinc.

331. Pile de Gaiffe au sulfate de cuivre. — Dans cette pile, qui est constituée d’une manière générale comme la pile de Daniell, le

Fig. 231. — Élément de Gaiffe au sulfate de cuivre. (Gaiffe.)

vase intérieur n’est poreux que dans sa partie supérieure et le zinc qui l’entoure n’occupe également que la moitié supérieure du vase ; il résulte d’abord de là que le sulfate de cuivre qui a traversé la pafoi poreuse, tombant au fond, à cause de la plus grande densité de sa dissolution, ne se trouve pas en contact avec le zinc. Il ne peut donc se produire d’action locale qui use ce métal.

De plus, un fil de cuivre est soudé au vase intérieur et, se recourbant, pénètre dans le liquide extérieur où il descend jusque vers la partie inférieure et se recourbe à nouveau de manière à entourer le vase poreux circulairement. 11 résulte de cette disposition que lorsque l’on vient à fermer le circuit, un courant s’établit entre le

PILE CALLAUD.

zinc et cet anneau de cuivre, et l’hydrogène qui accompagne sa production réduit le sulfate de cuivre qui se trouvait mélangé au liquide extérieur. Ce sel ne peut donc s’accumuler dans le liquide, qui reste pur, ainsi que le prouve son absence de coloration : le zinc reste, par suite, inattaqué ou à peu près quand le circuit est ouvert, d’où résulte une économie dans l’emploi de cet élément.

332. Pile Callaud. — Dans cette pile, où les actions chimiques sont identiques à celles de la pile de Daniell, le vase poreux est supprimé, ce qui réduit la résistance, et les deux liquides restent séparés seulement par la différence de densité. Le zinc se présente sous forme d’un cylindre annulaire qui n’occupe que la moitié supé-

Fig. 232. — Pile Callaud.

rieur e du liquide, tandis que le cuivre qui est placé au fond, au contraire, a la forme soit d’un autre cylindre annulaire, soit d’un disque, soit simplement d’un fil enroulé en spirale. A ce métal se trouve relié un fil de cuivre qui s’élève verticalement pour sortir du liquide et servir de rhéophore positif. Pour éviter que, par suite d’une action locale qui se produit au contact des deux liquides, ce fil ne se coupe, comme l’expérience a montré que cela se produisait, on le recouvre de gutta-percha ou d’un autre isolant dans sa partie verticale.

Cette pile, très avantageuse et qui est usitée en France dans une grande proportion pour les besoins des lignes télégraphiques, ne présente que l’inconvénient de ne pouvoir être transportée; mais dans bien des circonstances cet inconvénient ne se fait pas sentir.

La pile Trouvé-Callaud est une légère modification dans la forme de la pile Callaud.

La pile Meidinger, la pile d’Amico, sauf des changements de détails, sont analogues également à la pile Callaud.

333. Piles humides système Trouvé. — M. Trouvé a employé, pour le cas où la pile doit être transportée, des éléments sans liquide. Ces éléments se composent de rondelles de papier buvard qui ont été trempées les unes dans une dissolution de sulfate de cuivre, les autres dans une dissolution de sulfate de zinc. On empile un certain nombre de rondelles d’une espèce, auxquelles on superpose un nombre à peu près égal de rondelles de l’autre espèce; puis on les presse entre deux disques l’un de cuivre, l’autre de zinc, chaque métal étant en contact avec le sel de même nature : des

Fig. 233. — Pile humide. (Trouvé.)

tiges soudées à ces disques servent de rhéophores et permettent de relier chaque élément à d’autres, de manière à constituer une pile.

Pour faire fonctionner la pile, il suffit de la tremper pendant une minute environ dans de l’eau; lorsqu’on la retire, les papiers ont absorbé assez d’humidité pour devenir conducteurs et pour que les actions chimiques puissent se manifester.

Lorsque la pile est sèche, elle ne s’use pas; lorsqu’elle a été rendue humide, elle sèche plus ou moins vite suivant les conditions qui favorisent l’évaporation. Enfin quand le sulfate de cuivre est épuisé, il est facile de le remplacer. De plus ces éléments ne sont ni encombrants, ni fragiles; ils peuvent donc être utilisés dans un certain nombre de cas.

334. Pile de Sir William Thomson. — Cette pile, qui repose sur le même principe que la pile Callaud, en diffère beaucoup comme

PILE DE Slll W. THOMSON.

forme : elle a été combinée pour présenter une très faible résistance.

Un élément de cette pile est formé par une cuve en bois en forme de trémie que l’on double intérieurement de plomb pour assurer l’étanchéité : sur le fond repose une lame de cuivre (cette lame manque quelquefois, et c’est alors le plomb même qui représente le pôle positif). Quatre cales de bois supportent, à une petite distance du fond, le zinc qui a été coulé en forme de gril ; on verse dans le vase la dissolution saturée de sulfate de cuivre et on ajoute pardessus, avec précaution, la dissolution de sulfate de zinc. Quelque-

Fig. 234. — Pile de Sir William Thomson. (La Lumière électrique .)

fois, pour mieux assurer la séparation, le zinc est entouré d’une feuille de papier parchemin dans lequel on verse le sulfate de zinc; mais cette précaution n’est pas nécessaire.

Ces éléments s’accouplent en séries par leur superposition; à cet effet, la feuille de cuivre porte un appendice de même métal qui est assez long pour se recourber sous la cuve et venir s’appuyer contre le zinc de l’élément situé au-dessous, contre lequel il est pressé par le poids des éléments supérieurs. On superpose ainsi ces éléments dix par dix, et l’on réunit ces colonnes les unes aux autres par de gros conducteurs n’offrant que peu de résistance.

Pour que cette pile fonctionne convenablement, il faut presque journellement enlever un peu de sulfate de zinc et le remplacer par de l’eau, de manière que la densité de la dissolution ne devienne pas assez considérable pour tomber au fond du vase : il faut éviter

de laisser la pile en circuit ouvert , sans quoi, par suite des actions locales, le cuivre se dépose sur le zinc.

Cette pile est, en réalité, d’un usage assez coûteux; elle est cependant employée avec avantage dans les cas où il faut un courant très constant et une laible résistance, comme pour le siphonrecorder, par exemple.

335. Pile Latimer Clark. — La pile Latimer Clark est une pile analogue entièrement à la pile de Daniell et qui n’en diffère qu’en ce que le cuivre y est partout remplacé par du mercure. Elle se compose des éléments suivants :

Zinc, sulfate de zinc — sulfate de mercure, mercure.

On la construit en versant dans un vase une couche de mercure qui servira d’électrode positive et dans laquelle plonge un fil de platine passant dans un tube de verre et dont l’extrémité opposée sera le pôle positif. Sur le mercure, on met une pâte formée de sulfate mercureux que l’on a fait bouillir avec une dissolution saturée de sulfate de zinc ; enfin une plaque de zinc est suspendue dans la pâte et le vase qui renferme ces divers éléments est scellé à la paraffine.

Le sulfate mercureux est obtenu en chauffant avec de l’acide sulfurique du mercure en excès. La poudre blanche obtenue est lavée à grande eau, jusqu’à ce que le liquide ne devienne plus jaune, cette coloration indiquant la présence du sulfate mercurique.

Les éléments de ce type ne sont pas destinés à produire des courants utilisables; ils sont employés comme étalon, à cause de la grande constance de la force électro-motrice, constance qui est remarquable tant que la pile ne fonctionne pas, qu’elle est en circuit ouvert. Cette force électro-motrice est égale à 1,457 volt.

La variation de cette force électro-motrice est faible et assez régulière : on peut la considérer comme égale à 0,006 pour 1°C., au moins à la température ordinaire des laboratoires.

336. Pile de Bunsen. — La pile de Bunsen, comme celle de Grove, dont elle ne diffère que par la substitution du charbon au platine, métal trop coûteux, assure la dépolarisation des électrodes en faisant absorber l’hydrogène par un liquide oxydant qui est l’acide azotique. La disposition générale est la même que pour la pile de Daniell : dans un vase généralement en grès, on verse le liquide acide qui est de l’eau renfermant environ X/Yi d’acide sulfurique ; un zinc, disposé comme dans les éléments Daniell, plonge dans ce liquide et sert de pôle négatif. A l’intérieur se trouve un vase poreux dans lequel on verse de l’acide azotique et où l’on plonge un parafléli-