PREMIÈRE SECTION. - PILES AVEC POLARISATION

§ I. — Pile de Volta.

Ce qui caractérise cette pile, la première par ordre chronologique, c'est la réunion d'une lame de zinc et d'une lame de

cuivre, séparées Tune de Taulre par une couche d'eau salée ou acidulée. La nature de la substance dissoute influe sur la force électro-motrice; habituellement on se sert d'acide sulfurique, dont le prix est peu élevé et Faction chimique très puissante, et on rétend de seize fois son volume d'eau.

Voici l'action chimique qui se passe. En présence de Tacide, le zinc décompose l'eau, se combine avec Toxygène pour former de Toxyde de zinc, tandis que Thydrogène se dégage. L'oxyde de zinc se combine à son tour avec l'acide sulfurique et forme du sulfate de zinc, sel qui se dissout dans l'eau. Quant au cuivre, il ne subit pas d'action chimique notable.

En même temps que ces actions chimiques se produisent, on constate que le zinc est éleclrisé négativement, tandis que le cuivre est éleclrisé positivement.

Quand on considère une série d'éléments assemblés en pile, le zinc de chaque élément communique avec le cuivre de l'élément voisin à l'aide d'un conducteur de cuivre, et, pour reconnaître de quel côté est le pôle positif, on examine un seul élément. Le côté de la pile qui est en communication avec la lame de cuivre est le pôle positif.

La force de polarisation résulte, dans l'élément de Voila, de deux causes : i" la fixation de l'hydrogène sur la lame de cuivre; tp la décomposition du sulfate de zinc, avec dépôt de zinc sur le cuivre.

Chacune de ces circonstances donne lieu à une force électro-motrice contraire de celle de la pile, et qui diminue l'iniensilé du courant avec une assez grande rapidité. Aussi ne doit-on pas employer ce genre de pile et celles qui en dérivent pour établir un circuit fermé pendant un temps assez long.

Lorsque le circuit est ouvert, le zinc donne lieu à la même combinaison qu'avec le circuit fermé, de façon que l'usure de ce métal est très rapide et qu'on est obligé de sortir les parties métalliques du liquide excitateur lorsqu'on ne se sert pas du courant.

La résistance de l'élément diminue quand on augmente l'étendue des lames métalliques et quand on diminue la dis-

lance qui les sépare. Elle augmente avec la quantité de sulfate de zinc dissous dans Teau.

Ces remarques faciliteront la comparaison des diverses formes de piles dérivant du type de Volta. Nous rangerons dans ce groupe toutes les piles qui n'en diffèrent que par la forme et qui, par conséquent, ont la même force électro-moirice, à condition toutefois qu'il y entre les mêmes substances : zinc, cuivre et acide sulfurique étendu d'eau.

1. Type de Volta (i8oo). — L'élément est formé par une rondelle de drap imprégnée d'eau acidulée et placée horizontalement entre un disque de zinc et un disque de cuivre rouge.

9i PILES HYDRO-ÉLECTRIQVES A UN SEUL LIQUIDE

Les éléments sont empilés dans le même sens, verlicalemeni^ en forme de colonne; de là le nom de pile à colonne [fig, 20), Pour fermer le circuit, on soude un fll de cuivre ou rhéophore à chacun des disques métalliques extrêmes. Nous considérons comme élément l'assemblage zinc-drap-cuivre, et nous regardons le cuivre comme positif dans chaque élément [Jig. i\].

Les inconvénients particuliers à cette pile résultent de ce que :

1° Le liquide ruisselle à la surface de la colonne, ce qui établit des communications entre les éléments, comme si on les réunissait par une infinité de conducteurs allant des uns aux autres dans toutes les directions; par suite, le courant se partage entre tous ces conducteurs, et la décharge électrique par le conducteur principal devient insignifiante.

a° Les rondelles de drap perdent le liquide qui est la cause de l'action chimique; elles se dessèchent rapideriient et cessent d'être actives.

S'' Le nettoyage et l'entretien sont très longs, car il faut maintenir les surfaces métalliques en bon état.

Nous ne parlons pas des autres inconvénients inhérents au choix des substances qui composent l'élément, parce qu'ils ont été énumérés précédemment. Cette remarque s'applique à toutes les piles comprises dans ce paragraphe.

On conclut de ces observations que la pile de Volta ne peut servir que pour une expérience de quelques minutes, avec des

AVEC POLARISATION. gS

rondelles de drap faiblement humectées. Lorsqu'on a besoin d'un nombre considérable d'éléments, plusieurs centaines, pour une expérience de courte durée, on peut avoir recours à celte forme, parce qu'elle est la plus économique.

IL Pile à auge, — Une auge de bois est divisée en compartiments par des plaques rectangulaires de cuivre, soudées dans toute leur étendue à des plaques de zinc. Les cuivres sont tournés du même côté, qui est le côté du pôle négatif. On met de l'eau acidulée dans chaque compartiment, sans dépasser le niveau des plaques. On plonge dans le dernier compartiment, où se trouve le côté zinc de la cloison, une lame de cuivre à laquelle est soudé un fil de cuivre, c'est le pôle positif, et dans l'autre compartiment extrême une lame de zinc à laquelle est soudé un fil de cuivre, c'est le pôle négatif [fig. 22).

Fîg. 22.

5^Blw.

Les inconvénients 1° et 2*» de la pile à colonne sont évités; les autres persistent.

Cette forme a été imaginée par Cruikshank [Gilbert Ann. y t. VII, 1801). Gay-Lussac et Thenard ont employé en 1808 une pile du même système, composée de 600 éléments; chaque plaque métallique avait la forme d'un carré de ©'",09 de côté.

Crahay [Institut, 1841) a évité le troisième des inconvénients signalés plus haut en fixant les doubles lames zinc-cuivre à une traverse de bois, qu'on abaisse pour plonger les lames dans l'auge et qu'on élève pour les faire sortir. Mais alors \e

g6 PILES HYDHO-ÉLEGTHIQUES A UN SEUL LIQUIDE

premier inconvénient subsiste, le liquide faisant communiquer entre eux tous les éléments.

III. Pile à auges séparées, — La pile à couronne de tasses, imaginée par Volta, se compose de verres contenant le liquide, une lame de cuivre et une lame de zinc. Chaque lame de cuivre est soudée à la lame de zinc du verre suivant [Jig, 23).

Fig. q3.

Gassiott, ayant besoin d'une pile d'un très grand nombre d'éléments, afm de produire une succession d'étincelles entre les extrémités des rhéophores, disposa 35oo éléments comme les précédents, avec de l'eau ordinaire, et les étincelles se succédèrent pendant plusieurs mois.

En fîxant les lames de métal à une traverse de bois, on peut les séparer rapidement du liquide des bocaux quand on interrompt les expériences, et Ton réalise une pile très commode [Jig, 1^). Elle offre sur les piles précédentes ces avantages, que le nettoyage des lames est plus facile et que l'altération du liquide est plus lente, parce que le volume en est plus grand ; aussi ce genre de pile a-t-il été très employé au commencement de ce siècle.

Une des plus célèbres est celle de l'Institut royal de Londres (1806), composée de ciooo éléments dont chaque plaque avait 4'**î,5; mais, au lieu d'avoir des bocaux séparés, on se servit d'auges rectangulaires en bois ou en terre, divisées en compartiments par des .cloisons parallèles de substance isolante. Celte pile servit aux célèbres expériences de Davy.

Wilkinson [Gilbert Ann., t. XXXVI (1810)] et Children [Philosophical Transactions [iSog et 181 5)] ont fait usage de piles analogues à celles que nous venons de décrire. Celle forme est parlicullèremenl commode quand on veut employer des

Fîg. 54.

plaques de grandes dimensions, qui exigeraient des bocaux énormes. La pile de Children de 181 5 était composée de 21 éléments dont chaque zinc avait i*",83 de longueur et o*'*,8i de largeur et était placé entre deux lames de cuivre, ce qui rapproche cet élément de celui de Wollaston. Children fondait avec sa pile un fil de platine de o»",45 de longueur et de o™",; de diamètre.

IV. Piles en hélice, — Pour diminuer la résistance de l'élément, on doit augmenter la surface des lames de métal et diminuer l'épaisseur de la couche liquide interposée. La pile à auges de Children est très incommode, à cause de ses grandes dimensions. On a donc cherché à diminuer le plus possible le volume des éléments à grande surface en enroulant en spirale les lames de cuivre et de zinc [fig. ^5), lesquelles sont séparées par une bande de drap ou des baguettes de bois.

Chaque élément est d'ailleurs plongé dans une auge distincte, en bois ou en terre.

Le principal inconvénient résulte de la difficulté de démonter rélément pour nettoyer les lames métalliques.

Cet A. 7

L'altération du liquide et la polarisation sont considérables, à cause de l'activité chimique, qui est très grande. Aussi ces piles ne peuvent servir que pendant quelques instants; elles

Fig. 25.

s'échauffent très rapidement; l'eau arriverait à l'ébullition si Ton ne relirait promptement les lames de métal. Leur application est donc presque nulle.

Offershaus [Gilbert Annalen, t. LXIX (1821)] enroulait autour d'un cylindre de bois deux feuilles, Fune de zinc, Fautre de laiton, de 3'»,5o de long sur o"',4i de hauteur, en ayant soin de maintenir les deux lames isolées Tune de l'autre au moyen de petites baguettes de bois interposées. Le tout plongeait dans de l'eau acidulée.

Cet appareil à grande surface, et par suite à très faible résistance intérieure, est éminemment propre à montrer des effets d'élévation de température dans des fils métalliques et, en général, dans des circuits peu résistants. De là le nom de calorimoteur donné par Offershaus à sa pile, dont les effets calorifiques étaient remarquables à l'époque où elle a paru.

Pepys [Philosophical Transactions (1823)] a employé une disposition analogue ; il séparait les lames de cuivre et de zinc l'une de l'autre à l'aide de cordes de crin. La surface de chaque lame avait environ lo"'*!. Le système des deux lames était porté par une corde enroulée sur une poulie et équilibré par un contre-poids, ce qui rendait la manœuvre facile.

Hare [Silliman Journal, t. VII ; Philosophical Magazine, t. Lin (18-24); Annales de Chimie et de Physique^ t. XX ( 182*2)] fit aussi usage d'éléments en hélice. Ayant remarqué que

dans les éléments à un liquide l'effet électrique est maximum au moment même de l'immersion, puisqu'il s'affaiblit rapidement par la polarisation une fois que le circuit est fermé, il

disposa son appareil de manière à obtenir ce maximum. Toutes les lames de zinc et de cuivre furent suspendues à un châssis, sur une ou deux rangées, de manière à pouvoir être immergées en même temps dans la liqueur acidulée contenue dans des bocaux de verre. L'effet de cet appareil au moment de l'im-

lOO PILES HYDRO-ELECTBIQUBS A UN SEUL LIQUIDE

mersion était si intense, comparativement aux efTets alors connus, que Hare lui avait donné le nom de déjlagrateiir galvanique.

Pouillet fît construire pour la Sorbonne ii éléments en hélice, dont les lames avaient 5"^ ou ô"*! de surface. Les couples étaient fixes; les auges s'élevaient par un treuil quand on voulait établir le circuit voltaïque [fig, 26).

\.Pile de Wollaston [Thomson Journal (i8i5); Gilbert Annalen, t. LXIV (18 16)]. — La pile de Wollaston introduit un fait nouveau : c*est la diminution de la résistance par Taugmenlation delà surface du cuivre, celle du zinc ne changeant pas. Cette pile a subi diverses modifications de détail, qui ne sont que Tapplication de la même idée. Elle offre d'ailleurs les avantages et les inconvénients de la pile à auges séparées, dont elle ne diffère que par l'inégale étendue des lames.

La lame de cuivre est repliée en forme d'U autour de la lame de zinc [fig* 27) ; la distance entre les deux lames est maintenue

Fig. 27.

constante au moyen de cales en bois ou en liège. Cette forme a été une des plus usitées parmi toutes celles des piles à un liquide. Elle diminue la résistance environ de moitié. Habituellement, la lame de cuivre porte une patte qui se re-

courbe pour aller se souder à la lame de zinc du couple suivant, et ces pattes sont fixées à une même traverse de bois qui permet de plonger tous les couples à la fois dans Teau acidulée et de les en retirer aussitôt qu'on n'a plus besoin de la pile

ifig- 28).

Fig. 28.

L'eau, acidulée au dixième, est contenue dans des vases en verre aplatis, de sorte que la quantité de liquide employée est réduite autant que possible. Il faut remarquer que cette disposition deviendrait mauvaise si la pile devait fonctionner longtemps, car le liquide, élant en petite quantité, serait promptement saturé de sulfate de zinc.

Pour éviter l'emploi de verre, Wollaston conseille de fabriquer des vases avec une feuille de cuivre relevée sur les côtés et dans laquelle on met seulement une lame de zinc. Le premier appareil construit par Wollaston était formé par un dé d'argent aplati, dans lequel était mastiquée, avec de la cire à cacheter, une feuille de zinc de 5^^ de surface. L'appareil était chargé avec de Teau acidulée au cinquantième d'acide sulfurique, et en réunissant le zinc et le dé avec un fil de platine très fin, on le fit rougir.

Berzélius paraît avoir eu la même idée et a fait également usage d'auges en cuivre.

La pile d*OErsledl est encore semblable à la précédente. Ce qui la distingue^ c'est le mode de réunion des éléments. Les auges en cuivre, étant fixes, communiquent respectivement avec des godets de fer remplis de mercure [fig^ 29). Les lames de zinc, réunies par une traverse de bois, sont munies de cro-

.JS^~M

cbels de cuivre qui plongent dans les godets quand on abaisse la traverse.

Dans la pile de Schmidt {Traité de galvanisme de Wiedemann], on diminue la résistance en repliant trois fois sur ellemême la lame de cuivre; dans chaque repli ainsi formé on place une lame de zinc. Le couple se compose donc, comme le montre la fig. 3o, d'une lame de cuivre repliée trois fois,

Fig. 3o.

d'une lame de zinc repliée deux fois et d'une dernière lame de zinc simple et réunie à la précédente par une patte qui passe par-dessus le cuivre. Il est évident que par cette disposition

AVEC POLARISATION. Io3

l'on obtient un couple de résistance six fois plus faible que celui qui aurait des lames de zinc et de cuivre de même surface, placées à la distance des lames extrêmes de la pile de Schmidt. Dans un but analogue OErstedt [Schweigger Journal, t. XX ;i8i8)] prend un vase annulaire de cuivre contenant l'eau aci-

Fig. 3i.

liulée et y suspend sans le toucher un cylindre de zinc. Les deux cylindres portent à leur partie supérieure un petit godet rempli de mercure, dans lequel plongertt les rhéophores.

VI. Pile de Munch [Comptes rendus des séances de IWcainie des Sciences, t. XIH (i84i)]. — On retrouve dans cette pile le principe de Wollaston avec une disposition nouvelle qui rend la pile moins encombrante et diminue la résistance. Tous les autres caractères sont ceux de la pile de Wollaston, avec ce désavantage que l'emploi d'une seule auge permet l'établissement de courants locaux ou dérivations, comme dans la pile à colonne. Cet inconvénient paraît racheté en partie par la diminution de résistance qui résulte du rapprochement des lames. Il est d'ailleurs impossible de nettoyer l'appareil.

Celle pile se compose d'une série de couples formés par la réunion de plaques rectangulaires de zinc el de cuivre soudées deux à deux. Ces lames sont disposées de telle sorte que le zinc d'un couple soit vis-à-vis du cuivre du couple suivant, toutes les soudures de même ordre étant placées verticalement ei sur une même ligne, comme on le voit sur la^ig*. 3-2; on a ainsi la série des soudures impaires d'un côté et celle des soudures paires de l'autre.

Entre le zinc et le cuivre d'un couple de la première série

viennent se placer le cuivre d'un couple de la deuxième série el le zinc du couple suivant. Aux extrémités sont nécessairement d*une part deux cuivres et de l'autre deux zincs. On in-

Fig. 32.

^kJP^}%^

terpose une lame de cuivre entre les deux derniers zincs et une lame de zinc entre les deux derniers cuivres: ce sont là les pôles positif et négatif.

Toutes ces lames sont séparées les unes des autres par des morceaux de liège et fixées sur une même planche dans laquelle on a pratiqué des traits de scie pour les maintenir. La planche est munie de deux poignées, de sorte que l'on peut

Fig. 33.

plonger tous les couples ensemble dans l'auge contenant l'eau acidulée et les en retirer dès qu'on a fini de s'en servir (fig^, 33).

AVEC POLARISATION. Io5

Celte pile qui, à part les inconvénients signalés plus haut, présente tous les avantages de la pile de Wollaslon, a sur celle dernière une supériorité évidente, grâce à sa construction, à son maniement plus facile et à son petit volume : elle est susceptible d'acquérir une très grande puissance.

La pile primitive de Munch, formée de /\o couples dont les plaques avaient o"™,o7 de haut sur o™,o8 de large, n'occupait qu'une longueur totale de o",25 et fonctionnait dans une cuve contenant 3^*' d'eau, i5o*^« d'acide sulfurique et 80*^^ d'acide azotique.

Elle rougissait un fil de fer de o'",ooi de diamètre et de c", i3de long, donnait une vive lumière entre deux pointes de charbon, et dégageait par minute, au voltamètre, de 60^*^ à ioo<* de gaz tonnant.

C'est évidemment la meilleure de toutes les piles à un liquide où le type primitif de Voila soit conservé. Mais la présence de l'acide azotique dans le liquide ne suffit à empêcher la polarisation que dans les premiers instants, et, au bout de quelque temps, la pile diminue beaucoup de puissance, comme toutes les autres du même genre.

L'élément de Faraday [Philosophical Transactions (i835)]

Fig. 34.

se compose d'une lame rectangulaire de zinc Z soudée à une autre de cuivre C recourbée en U (^g*. 34); entre les deux branches de celte lame de cuivre s'engage la lame de zinc du couple suivant. On obtient ainsi une série de couples qu'on peut réunir tous à une même traverse et faire plonger en-

I06 PILES U¥DRO-£LECTRIQUES A UN SEUL LIQUIDE

semble dans une auge de bois verni ou de porcelaine remplie d*eau salée ou acidulée. Ce n'est donc, en résumé, qu'une pile de Wollaslon dont tous les éléments sont réunis pour plonger dans le même vase.

Il y avait à celle disposition un inconvénient, c'est que les cuivres de deux éléments consécutifs étaient vis-à-vis l'un de l'autre et très rapprochés, de sorte qu'il pouvait s'établir entre eux des dérivations qui nuisaient au courant principal. Faraday obvia à cet inconvénient en séparant les cuivres par une feuille de fort papier verni P.

Cependant l'inconvénient existait encore, car Van Melsen [r Institut, t. IX (1841)] a obtenu avec celle disposition un courant plus fort en remplaçant les feuilles de papier par des lames de verre. En même temps, Van Melsen a employé le zinc amalgamé, ce qui lui donna un nouvel avantage, comme on le verra dans le paragraphe suivant.

Young [Philosophical Magazine, t. X (1837) et Poggendorff's Annaleny t. XL (1837)] recourbe à la fois les lames de zinc et celles de cuivre, de façon que les deux métaux alternent régulièrement. Les courbures sont d'ailleurs échancrées, afin de pouvoir laisser passer au-dessus du niveau de l'auge les pattes qui relient les lames les unes aux autres.

Fiç. 35.

FJg. 36.

Chaque couple se compose de deux lames de zinc et de deux lames de cuivre dont la fig. 35 représente la disposition; la

/îg-. 36 montre Tensemble de la pile portée par un châssis en bols qui permet de plonger à la fois tous les couples dans le liquide.

Breton [Comptes rendus des séances de V Académie des Sciences, t. XLII (i856); Archives de Genève, t. XXXII] propose une pile toujours humide destinée aux usages médicaux.

Dans un vase extérieur on met un mélange de poudre de zinc, et d'une poudre inerte, de la sciure de bois par exemple, et l'on place au milieu un vase poreux qui contient un mélange de poudre de cuivre et de sciure de bois. Ces deux mélanges sont imbibés d'une dissolution saturée de chlorure de calcium qui les maintient toujours humides. On obtient ainsi une pile constamment prête à fonctionner et suffisamment forte pour les usages de la Médecine. On peut disposer un grand nombre d'éléments sous un petit volume en séparant un vase par des cloisons poreuses et mettant dans chaque compartiment alternativement les deux mélanges de poudres.

Pulvermacher appelle chaîne galvanique f Comptes rendus

Fig. 37.

des séances de V Académie des Sciences ^i, XLV (1857)] une pile ayant la forme d'une ceinture flexible, que l'on peut enrouler autour du corps pour les applications physiologiques. Chaque élément est formé par un fil de zinc et un fil de cuivre enroulés en spirale sur un petit cylindre de bois, sans se tou-

Io8 PILES HTDRO-ÉLECTRIQUES A UN SEUL LIQUIDE

cher. Pour cela le bois est creusé de rainures, dans lesquelles sont enroulés les deux fils. Le fil de zinc d'un élément communique avec le fil de cuivre de l'élément suivant, par une articulation flexible (Jig, 87). Pour employer cette pile on la plonge dans du vinaigre étendu d*eau, le bois s'imprègne d'eau et joue le rôle des rondelles de drap dans la pile à colonnes.

On emploie le plus souvent cette pile en médecine en l'appliquant sur la peau ; on peut aussi lui faire donner des commotions à l'aide de dispositions spéciales.

§ II. — Améliorations dont ces piles sont susceptibles.

Sans changer les formes des piles précédemment décrites, on peut les améliorer de deux manières différentes, d'une part en amalgamant les lames de zinc, d'autre part en introduisant dans l'eau diverses substances pour diminuer la polarisation ou rendre la résistance plus constante.

I** Emploi du zinc amalgamé, — Kemp a reconnu que l'amalgame de zinc ne décompose pas l'eau acidulée, quand il est simplement placé dans un sac de toile et plongé dans le liquide, tandis que, réuni à ce liquide par un fil métallique, il donne lieu à l'action chimique qui engendre le courant [Edinburgh Journal (1828)]. On démontre encore ce fait en adaptant à une lame de zinc, amalgamée simplement à la surface, un fil de cuivre [fig, 38), et plongeant le zinc dans un

vase d'eau acidulée. Tant que le fil de cuivre reste hors du liquide, il n'y a pas d'action chimique appréciable, tandis qu'en plongeant l'extrémité libre du fil de cuivre dans l'eau, on voit

des bulles gazeuses se produire et se dégager sur le cuivre. Elles sont formées par Thydrogène de Teau; quant à l'oxygène, Il se combine avec le zinc, comme si le mercure n'existait pas.

Le rôle du mercure est d'empêcher le zinc de former une infinité de petits éléments voltaïques partout où il y a quelque corps étranger mêlé au métal. Ce qui le prouve, c'est que le zinc pur se comporte comme le zinc amalgamé. Mais le prix élevé de ce métal, quand il est pur, rend le procédé de Kemp très précieux.

Grâce à ce perfectionnement, la pile de Volta ne s'use pas sensiblement quand le circuit est ouvert. L'action chimique n'a lieu que lorsque l'on a besoin du courant, ce qui diminue la rapidité de l'altération du liquide, et procure une économie sérieuse. La force électro-motrice paraît être un peu augmentée.

Pour amalgamer une lame de zinc, il faut la plonger pendant quelques instants dans de l'eau mêlée de -^ d'acide sulfurique en volume, puis la frotter avec une brosse de fils de cuivre imprégnés de mercure. On peut aussi l'immerger dans le mercure quand la disposition de la pile le permet. C'est Sturgeon qui paraît avoir employé le premier le zinc ainsi préparé {Expérimental researches on electromagnetism (i83o); Annales électriques de Sturgeon, t. VII (i84i)].

On peut toujours construire la pile avec des lames de zinc amalgamé, mais, comme il faut renouveler le mercure de temps en temps, certaines formes de pile ne permettent pas cet entretien; telles sont les piles de Wollaston, de Munch, de Faraday.

Demance a reconnu qu'on peut amalgamer les zincs d'une pile montée en mettant au fond du vase qui renferme chaque élément un peu de mercure, de façon que le zinc touche ce liquide. L'amalgamation se fait d'elle-même sous l'influence du courant. Ce procédé ne s'applique pas d'ailleurs à toutes les piles ; il faut que le zinc touche seul le fond du vase où se trouve le vaevcxxvQ [Comptes rendus des séances de r Académie des Sciences fX. LXV).

a® Modifications diverses du liquide excitateur. — Dans toutes les piles précédentes, quand le zinc n'est pas amalgamé» on peut diminuer le dégagement d'hydrogène sur la lame de zinc en ajoutant un peu d'acide azotique à Teau contenant déjà de Tacide sulfurique.

L'hydrogène que l'action locale du zinc produit en dehors de l'action voltaïque réagit sur l'acide azotique et donne de Tammoniaque. Dès lors, de l'azotate et du sulfate d'ammoniaque se forment et se mêlent au sulfate de zinc, sans autre inconvénient que de changer un peu la force électro-motrice et la résistance. L'activité du courant se ralentit moins rapidement quand on prend celte précaution, mais la polarisation n'est pas évitée. Celte addition d'acide azotique est inutile lorsque le zinc est amalgamé.

Nous allons maintenant passer en revue divers systèmes liquides qui ont pour but de diminuer la polarisation, mais qui cependant ne la rendent pas négligeable.

Pour diminuer la'polarisation dans les pilesde Voila, Warren de la Rue [Philosophical Magazine, t. X (1837); Poggendorff's Annalen, t. XL (1837)] emploie comme liquide excitateur une dissolution de sulfate de cuivre.

Ce liquide donne une force électro-motrice un peu moins grande que l'acide sulfurique ; il se forme de plus sur le zinc des dépôts de cuivre qui sont nuisibles de deux façons : d'abord parce qu'ils diminuent la surface attaquable du zinc, et surtout parce qu'ils forment avec ce dernier un couple donnant naissance à des courants secondaires qui usent le zinc en pure perte et sans le moindre effet extérieur.

Il en est de même pour la pile de Fyfe [Philosophical Magazine, t. XI (1837)], formée de lames de zinc et de fer plongeant dans un mélange de sulfate de cuivre, de salpêtre et de sel marin.

On a proposé également, pour détruire la polarisation, de remplacer l'eau acidulée sulfurique par une dissolution d'acide chromique, qui peut être réduit par l'hydrogène. Cette substitution augmente la force électro-motrice de la pile dans le rapport

de i,î à I. Mais, outre que Tacide chromique est un produit très-coûteux, il ne suffit pas pour empêcher la polarisation et rendre la pile constante.

Desbordeaux [Comptes rendus des séances de r Académie des Sciences, t. XIX (i844)] a cherché à rendre Télément de Wollaston constant, en prenant comme liquide excitateur une dissolution de sulfate de zinc contenant un peu de sulfate de cuivre et d'acide sulfurique. On ajoute de temps en temps une petite quantité de ces deux derniers produits.

La polarisation est effectivement évitée de cette façon, mais la force électro-motrice est un peu moins grande qu'avec l'acide sulfurique seul. D'un autre côté, le cuivre qui se dépose sur le zinc forme avec lui des piles locales qui augmentent beaucoup l'usure du zinc sans accroître en rien l'intensité du courant.

De Fonvielle et Dehérain {VInstiiuty t. XXVI (i858)] ont essayé dans la pile zinc-cuivre à un liquide de l'eau oxygénée, comparativement à de l'eau aiguisée de jV d'acide chlorbydrique. Ils ont toujours obtenu un renforcement notable du courant; mais l'augmentation de l'intensité n'était pas proporilonnelle à celle de la richesse de l'eau en oxygène.

Quant à l'acide chlorhydrique, il ne prévient aucunement la polarisation, comme l'a montré M. Le Blanc; on sait du reste que l'hydrogène n'a pas d'action sur l'acide chlorhydrique.

Kemp [Edinburgh Journal (1828)] a employé un amalgame de zinc, renfermé dans un vase poreux qui plonge dans le vase extérieur contenant une dissolution de sulfate de cuivre, et un cylindre de cuivre. Celte disposition ne paraît pas annuler la polarisation ; de plus, elle introduit dans la pile une résistance considérable et les constantes de l'élément ainsi formé varient beaucoup suivant la nature du vase poreux.

Fechner [illfaa^fc^^^//7î7Wïmg'^/i (i 83 1)] propose d'enduire le côté du cuivre tourné vers le zinc d'une dissolution de sel anfimoniac ou de foie de soufre et de laisser cette lame ainsi exposée quelques heures à l'air. Il se forme un enduit de chlorure ou de sulfure de cuivre qui, en se dissolvant peu à peu dans le sel ammoniac ou l'eau acidulée, laisse la surface du cuivre un

lia PILES HTDRO-ÉLEGTRIQUES A UN SEUL LIQUIDE

peu rugueuse. Dii reste, ce sel, une fois dissous, est réduit par l*hydrogène et donne encore un nouveau dépôt rugueux de cuivre qui facilite le dégagement de l'hydrogène quand le sel de cuivre est entièrement réduit et ne peut plus Fabsorber.

Bagration [Archii^es de r Électricité, t. IV; V Institut (i844)] se sert d'un pot à fleurs plein de terre humectée de sel ammoniac et y plonge vis-à-vis Tune de l'autre une lame de zinc et une de cuivre. Pour éviter la polarisation, on a trempé d'abord le cuivre dans du chlorhydrate d'ammoniaque, puis on l'a séché à l'air. On obtient ainsi une pile assez constante, surtout au bout de quelque temps, mais peu énergique. On s'en est cependant servi autrefois pour la galvanoplastie. Elle a même été un instant assez recommandée : elle est, en effet, beaucoup plus constante que la pile à un liquide ordinaire, et elle présente cet avantage qu'on peut en faire varier à volonté la résistance, en rapprochant ou éloignant l'une de l'autre les deux lames métalliques.

Au système précédent se rattachent les piles à sable et à un seul liquide, qui ont l'avantage d'être transportables et qui conviennent à la télégraphie militaire. On s'en est aussi servi sur les lignes télégraphiques.

Dans la pile de Cooke, qui a été employée en Angleterre à une certaine époque, une auge de bois est divisée en cellules par des cloisons d'ardoise, et les parois sont recouvertes de ciment ou de glu marine. Les plaques de cuivre et de zinc sont réunies entre elles comme celles de la pile à couronne de tasses. Dans chaque cellule se trouve du sable imbibé du liquide excitateur (eau et acide sulfurique).

Brett et Little ont amélioré cette pile, en 1847, ^"^ disposant un courant d'eau acidulée qui s'écoule goutte à goutte d'une manière continue à travers le sable. On évite par là la polarisation et les efflorescences salines.

Mœnig a remplacé le sable par un mélange d'amidon et de diverses poudres, oxydes, sels métalliques. Quand on l'arrose avec le liquide excitateur, on a un courant d'autant plus intense que la pâte est plus poreuse.

AVEC POLARISATION. Il3

Dans rélément de Weare, la lame de cuivre «t la lame de zinc sont recouvertes de plâtre et forment avec un cadre de bois une auge, où Ton tasse de la paille hachée, ou du carton en pâte non durcie, qui joue le rôle du sable des piles précédentes.

Roudel [Cosmos, t. XVI (1860) ; Fortschritte ( 1860)] dispose horizontalement, au fond d'un vase de terre, une plaque en cuivre ou en laiton à laquelle est soudée une lame verticale de même métal, servant de pôle positif [fig. 39); cette lame est garnie d'un enduit isolant sur toute la portion qui est plongée dans le vase. On recouvre la plaque horizontale de cuivre d'une bouillie d'argile préparée avec l'argile de potier ne faisant pas effeVvescence dans les acides, séchée, broyée, séchée de nouveau vers 4o** ou 5o*», puis pétrie avec de l'acide chlorhydrique en pâte homogène peu résistante. Au-dessus est placé un cy-

Fig. 39.

lindre de zinc amalgamé, muni d'une patte de cuivre; le vase est ensuite rempli d'acide chlorhydrique du commerce, étendu de cinq fois son poids d'eau.

On obtient ainsi une pile qui a paru constante à l'auteur, et qui produit une dissolution de chlorure de zinc pouvant marquer de ^o® à 3o*» au pèse-sels, c'est-à-dire immédiatement utilisable dans l'industrie.

hdi pile à triple contact ^e Selmi [Nuoi^o Cimento, t. IV; Archives de Genève, t. XXXIII (i856)] se compose d'une longue lame de cuivre enroulée en spirale plate et suspendue horizontalement aux bords d'un vase de i"' de capacité;