Supplément à la notice sur les travaux scientifiques de M. Th. du Moncel

- - 4°3 (uô)
  - SUPPLÉMENT A LA NOTICE
  - TRAVAUX
  - SUR LES
  - DE
  - i
  - M. TH. DU MONCEL,
  - OFFICIER DE LA LÉGION d’hONNEUR, DE l’ûRDRE DE SAINT-ÜVLADIMIR DE RUSSIE ET DE LA ROSE DU BRÉSIL, INGÉNIEUR-ÉLECTRICIEN DE L’ADMINISTRATION DES LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES FRANÇAISES,
  - MEMBRE DE LA SOCIÉTÉ PHILOMATHIQUE, DU CONSEIL DE LA SOCIÉTÉ D’ENCOURAGEMENT POUR L’iNDUSTRIE NATIONALE, DIRECTEUR PERPÉTUEL DE LA SOCIÉTÉ DES SCIENCES NATURELLES DE CHERBOURG, ETC., ETC.
  - PARIS,
  - GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE
  - DU BUREAU DES LONGITUDES, DE L’ÉCOLE POLYTECHNIQUE,
  - SUCCESSEUR DE MALLET-BACHELIER,
  - Quai des Augustins, 55.
  - 1874
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- - SUPPLÉMENT A LA NOTICE
  - SUR LES
  - TRAVAUX SCIENTIFIQUES
  - DE
  - M. TH. DU MONCEL.
  - Depuis la publication de ma Notice sur mes travaux scientifiques, qui s été faite au mois de mars 1873, j’ai entrepris un certain nombre de recherches que j’ai cru devoir résumer dans cette Notice supplémentaire.
  - Comme publications, et sans parler de six Rapports faits à la Société d’Encouragement et d’un certain nombre d’articles de fonds qui ont paru dans le Journal Télégraphique de Berne et le journal anglais The Télégraphie Journal, j’ai fait paraître le troisième volume de la troisième édition de mou Exposé des applications de Vélectricité, qui contient une description complète de tous les appareils télégraphiques importants jusqu’ici inventés et dont le nombre s’élève à près de zSo. J’ai publié en second lieu un travai étendu sur la détermination des éléments de construction des électro-aimants, qui ne renferme pas moins de 4° pages, et qui est purement mathématique; ce travail a été imprimé dans les Mémoires de la Société des Sciences naturelles de Cherbourg. Enfin j’ai publié une étude particulière sur l’origine de l’induction, travail dans lequel je montre que tous les effets d’induction, quels qu’ils soient, peuvent se ramener à un même principe.
  - Mes nouvelles recherches scientifiques proprement dites se rapportent aux effets des transmissions électriques à travers le mercure immergé dans différentes solutions, à la détermination des éléments de construction des électro-aimants et à la conductibilité des corps médiocrement conducteurs. Ces dernières recherches ont provoqué de ma part l’envoi de huit Notes à l’Académie, dont les tirages à part font suite à cette Notice.
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- - . ( 4 )
  - I. Recherches sur la détermination des éléments de construction des électroaimants.— Ces recherches comprennentun certain nombre de Notes qui ont été publiées sous des titres différents dans les Comptes rendus de l’Académie des Sciencest tome LXXVI, pages 1201, i4o3, et tome LXXYII, pages 347, 1017; dans le Journal télégraphique de Berne, tome II, pages 358, 375,391, 428 ; dans le Télégraphie Journal, tome I, pages 67,256, et tome II, pages 23, 59; et finalement dans le Mémoire dont j’ai parlé et qui les résume toutes.
  - Dans l’analyse que j’ai faite de mon travail sur les meilleures conditions de construction des électro-aimants, analyse qui figure dans la première partie de ma Notice, page 29, je n’ai indiqué que les résultats des recherches que j’avais entreprises dans l’hypothèse d’une hélice magnétisante dont le fil est de grosseur déterminée. Je donnais bien, il est vrai, quelques indications sur le choix qu’on devait faire de cette grosseur de fil, eu égard aux dimensions du noyau magnétique; mais je ne m’étais attaché qu’aux conditions de maximum se rapportant aux relations existant entre un électro-aimant donné et le circuit extérieur sur lequel il doit être interposé. J’avais cependant déjà constaté, dès l’année 1870, que, si l’on fait varier la grosseur du fil d’un électro-aimant sans en changer les dimensions, on arrive à établir entre sa résistance et celle du circuit extérieur des conditions de maximum autres que celles qui incombent au cas précédent. Toutefois, je n’avais étudié la question qu’au premier point de vue, et les nouvelles études que j’ai faites m’ont conduit à des conclusions générales un peu différentes, qui peuvent être formulées de la manière suivante :
  - i° Sur un circuit parfaitement isolé, et pour un même diamètre de bobine, l’hélice qui donne les meilleurs résultats est celle dont le fil a une grosseur et une longueur telles que sa résistance représente celle du circuit extérieur.
  - 20 Une hélice donnée produit son effet maximum lorsque sa résistance propre est plus grande que celle du circuit extérieur, dans le rapport de
  - iài+^c étant le diamètre du fer de l’électro-aimant, a l’épaisseur des
  - couches de spires.
  - 3° L’épaisseur des hélices magnétiques doit être égale au diamètre des noyaux de fer qu’elles entourent.
  - 4° Leur longueur totale doit être égale à ce diamètre multiplié par 11 et pratiquement par 12, en raison de l’épaisseur des rondelles et du dégagement des bobines.
  - 5° Ces conclusions ne sont vraies que sur un circuit parfaitement isolé,
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- - ( 5 )
  - quand l’état permanent de la propagation électrique est établi, que les réactions de l’extra-courant n’existent pas, et que le fer de l’électro-aimant est dans les conditions de saturation nécessaires pour que les lois de MM. Dub et Muller soient applicables; mais, quand ces conditions ne se présentent pas, la résistance de l’hélice doit être considérablement réduite, tellement réduite que, d’après les expériences deM. Hughes, elle ne doit pas dépasser 120 kilomètres sur un circuit de 5oo kilomètres.
  - 6° Sur un circuit soumis à des dérivations,Ja résistance de l’hélice doit être égale à la résistance totale du circuit extérieur avec ses dérivations, mais en admettant que cette résistance totale est considérée comme si la pile était substituée, dans le circuit, à l’électro-aimant et réciproquement.
  - 7° Lorsque les circuits dérivés dans lesquels sont introduits les électroaimants ont une faible résistance et que l’on est dans la possibilité de disposer la pile comme il convient, cette pile doit être combinée de manière à. fournir une résistance intérieure égale à la résistance totale de toutes les dérivations..
  - 8° Lorsque, au lieu d’un électro-aimant introduit sur l’une des dérivations, chaque dérivation en possède un particulier, dont la force doit être la plus grande possible, la résistance de ces électro-aimants, au lieu d’être individuellement moins grande que celle de la dérivation métallique sur laquelle il est interposé, doit être au contraire plus grande, dans le rapport du nombre des dérivations, si elles sont toutes d’égale résistance, et dans un rapport qui peut être aisément calculé, si elles sont de résistance différente. Ce rapport pour deux dérivations u et H conduit à l’équation (*)
  - TI a il u
  - 11 «(3-aR*
  - (*) Dans cette équation, ainsi que dans celles qui vont suivre, les lettres ont les significations suivantes :
  - a épaisseur de l’hélice ; b longueur totale des deux bobines ;
  - c diamètre du canon de la bobine, que l’on supposera être le même que celui du noyau magnétique ;
  - e force électromotrice d’un seul élément de pile ;
  - f coefficient par lequel il faut diviser g pour avoir le diamètre du fil sans sa couverture isolante; g diamètre du fil de l’hélice y compris sa couverture isolante; m nombre par lequel il faut multiplier le diamètre c pour fournir la longueur b|; n nombre des éléments de la pile ; r résistance métallique de R ;
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- - ( 6 )
  - Or ces différentes lois permettent de poser les bases d’un calcul facile pour déterminer tous les éléments de construction des relais ou électroaimants suivant les différents cas de leur application. En effet, des quatre premières lois on déduit les relations suivantes :
  - me2 TI _ 27iczm 12 c* „ n5,^.c3
  - t— —H ou R = ——-j ou t = ——j R-— —
  - g g g g
  - \J W°i0'
  - ,00020106,
  - et si l’on fait intervenir la loi de Muller, qui dit que, pour développer dans deux électro-aimants la même partie aliquote de leur maximum magnétique, ilfaut que les intensités des courants qui les animent, multipliées par les nombres des tours de spires, soient entre elles comme les puissances -§ du diamètre de ces électro-aimants, on se trouve avoir tous les éléments de calcul nécessaires pour résoudre le problème dans tous les cas qui peuvent se présenter; car on peut prendre, comme terme de comparaison, un électro-aimant type placé dans ses conditions de maximum pour des conditions données, et dont l’état magnétique estconvenablement surexcité. Un électro-aimant de 200 kilomètres, de résistance dont chacune des branches a 6 centimètres de longueur avec un diamètre de 1 centimètre, et qui est interposé sur un circuit d’une résistance totale de 118620 mètres avec une pile de 20 éléments Daniell pour l’animer, est à peu près dans ce cas. Or, en partant des différentes formules qui sont la conséquence de ces lois, on arrive aux déductions suivantes :
  - i° Pour calculer les dimensions d’un électro-aimant dans ses conditions
  - t nombre des tours de spires ; u résistance d’une dérivation ; x nombre des dérivations ;
  - A force attractive ;
  - E force électromotrice de la pile ;
  - F force propre de l’électro-aimant;
  - H longueur du fil de l’hélice ;
  - I intensité du courant;
  - R résistance du circuit extérieur ; p résistance d’un élément de pile ; a nombre des éléments de pile en tension; (3 nombre des éléments de pile en quantité.
  - *
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- - ( 7 )
  - de maximum par rapport à une force électromotrice donnée E et à un circuit extérieur R également donné, on commence par en calculer le diamètre c au moyen de la formule
  - K étant une constante dont la valeur est o, 173, quand la force électromotrice E de la pile employée est estimée par son rapport avec celle de l’élément Daniell pris comme unité, et quand R est évalué en mètres de fil télégraphique de 4 millimètres de diamètre. Le chiffre que l’on obtient alors représente des fractions de mètre (*). La quantité c étant ainsi calculée, la # longueur de chaque branche devient égale à bc, et le diamètre du fil recouvert de son enveloppe isolante est donné par la formule
  - g
  - 0,00020106*
  - Il suffit alors de diviser par /, c’est-'a-dire par 1,4 ou 1,6 suivant que le fil doit être de moyenne ou de petite grosseur, pour obtenir ce diamètre dépourvu de sa couverture isolante.
  - Le nombre des tours de spires est ensuite donné par la formule
  - 12 CJ
  - t — — ->
  - g2
  - et la longueur du fil de l’hélice par
  - 75>4cf.
  - g2
  - Pour en calculer la force P à 1 millimètre de distance attractive, et l’obtenir en grammes, on a la formule
  - P _
  - 0,0000855’
  - E
  - et dancette formule la valeur de I est égale à ^*
  - ( * ) En rapportant les valeurs de E et de R au système coordonné des mesures électriques de l’Association britannique, c’est-à-dire au Folt et àYOhm, cette constante devient 0,015957, et si l’on veutestimer le diamètre en mils, il faut la changer en 628,223. Enfin, si l’on prend pour représentation de la force électromotrice de l’élément Daniell le chiffre 5973, comme je l’ai souvent pratiqué, la valeur K devient 0,0000288.
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- - ( 8 )
  - 2° Pour calculer la force à donner 'a une pile et les dimensions d’un électro-aimant pour fournir une force donnée P, estimée en grammes, à une distance attractive de i millimètre, on commence par calculer le nombre n des éléments de la pile au moyen de l’équation
  - „=5!e + v//Q’p
  - 2e1 y
  - Q’r
  - —
  - e2
  - dans laquelle la quantité Q est donnée par la formule » Q = (0,0225V\/f* P2) .
  - La valeur de n étant connue, les quantités E et R se trouvent obtenues, et le problème est ramené au cas précédent.
  - 3° Si la résistance r est assez petite pour que l’on ait avantage à disposer la pile en séries, c’est-'a-dire à la composer de plusieurs groupes dont les éléments sont réunis en quantité, on obtient la valeur du nombre total des éléments a|3 au moyen de la formule
  - a(3 = ^ (0,0225 \I3s/V\f') >
  - qui se trouve divisée par 2, si r est nul, et multipliée par x, si l’on a un nombre x de dérivations égales, sur chacune desquelles est interposé un électro-aimant.
  - Dans ces différents cas, la valeur de c est donnée par l’équation
  - c
  - 0,173,
  - p se trouvant multiplié par x dans le cas de dérivations égales.
  - Quand r n’est pas nul, cas auquel correspond l’avant-dernière équation, la valeur de |3, c’est-à-dire le nombre des éléments, en quantité, composant chaque groupe, est donnée par la formule
  - et le nombre a des groupes, qui sont alors disposés en tension, par la formule
  - i
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- - ( 9 )
  - 4° Pour calculer la force d’une pile et son meilleur arrangement avec un électro-aimant donné pour fournir une force donnée P, on calcule d’abord la valeur de I à l’aide de la formule
  - Dès lors on a
  - V
  - P X o,oooo855
  - V c‘
  - 2IH
  - a = -et E
  - ap
  - H
  - ou
  - axp
  - "H"’
  - si l’on a x dérivations égales.
  - Ces différentes formules conduisent, par extension, à reconnaître quelques lois nouvelles qui ont leur importance dans les applications électriques et qui peuvent être formulées de la manière suivante :
  - i° Pour des résistances de circuit égales, les diamètres d’un électro-aimant établi dans ses conditions de maximum doivent être proportionnels aux forces électromotrices.
  - 20 Pour des forces électromotrices égales, ces diamètres doivent être en raison inverse de la racine carrée de la résistance du circuit extérieur, y compris la résistance de la pile.
  - 3° Pour des diamètres égaux, les forces électromotrices doivent être proportionnelles aux racines carrées des résistances des circuits.
  - 4° Pour une force électromagnétique donnée et avec des électro-aimants placés dans leurs conditions de maximum, les forces électromotrices des piles qui doivent les animer doivent être proportionnelles aux racines carrées des résistances du circuit.
  - II. Recherches sur les effets produits par les courants électriques sur le mercure immergé dans différentes solutions. — J’ai envoyé trois Notes à l’Académie sur cette question (voir les Comptes rendus, t. LXXVI, p. 880, 958 et 1136). Je démontre dans ce travail que les mouvements du mercure déterminés dans cette circonstance dépendent, quant à leur énergie et quant à leur direction, de la quantité de gaz dégagés aux électrodes. Plus cette quantité est grande, plus les mouvements sont énergiques, et l’impulsion est toujours produite vers l’électrode qui en dégage le moins: ainsi, avec l’eau ordinaire, le mouvement s’effectue vers l’électrode positive, tandis qu’avec des solutions de sulfate de cuivre et de sulfate de fer, etc., dans lesquelles l’hydrogène est absorbé par suite de la réduction du sel, le mouvement se produit vers l’électrode négative ; toutefois, la conductibilité plus ou moins
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  - grande de la solution joue un rôle important dans ce phénomène. Ainsi, de l’eau de pluie, de l’eau de fontaine et de l’eau acidulée ne se comportent pas de la même manière. Alors que les deux premiers liquides fournissent des mouvements plus ou moins caractérisés dans le sens que nous avons indiqué, le dernier n’en provoque que de très-faibles, qui auraient même une tendance à être en sens inverse des autres. Du reste, ces effets peuvent varier souvent suivant la nature de la solution, suivant que le mercure est positif ou négatif, et suivant la manière dont le mercure se combine avec les gaz ou corps qui s’y trouvent déposés, sous l’influence électrolytique ; car il se produit alors des effets de polarisation tellement énergiques, que les courants secondaires qui en résultent peuvent agir quelquefois presque aussi énergiquement que le courant qui les provoque. Dans l’hypothèse que les mouvements du mercure sont principalement dus à l’action des gaz dégagés, l’explication mécanique de cette action est facile; car, en admettant que la goutte de mercure se trouve placée entre les deux électrodes, et dans une solution où les deux gaz peuvent se dégager, les côtés de cette goutte qui font face à ces électrodes sont polarisés différemment, et celui de ces côtés qui est le plus éloigné de l’électrode négative où se dégage l’hydrogène, celui par conséquent qui est le plus rapproché de l’électrode positive, est entouré d’une couche gazeuse qui, au moment de sa naissance, exerce d’un côté de la goutte une pression circulaire ayant pour effet de l’allonger vers l’électrode positive, et de donner par suite une impulsion à la goutte. Quand le dégagement de l’hydrogène n’a pas lieu, par suite de son absorption, l’effet contraire doit se manifester, et quand les deux gaz, par suite de circonstances particulières, se dégagent dans la même proportion, aucun effet mécanique n’est produit, et il peut alors arriver, comme les forces sont dans un état d’équilibre instable, que la goutte allongée des deux côtés se mette à tournoyer sur elle-même. Il est probable aussi que le changement des conditions du ménisque de la goutte mercurielle entraîne quelques effets électriques particuliers qui peuvent réagir dans le phénomène, comme l’a démontré M. Lippmann. Quant aux effets résultant de la différence de conductibilité des solutions, ils s’expliquent facilement, dès lors que l’on considère que plus la solution est conductrice, moins l’intensité du courant qui passe directement par le mercure est considérable, et moins par conséquent est grande la quantité des gaz dégagés sur la surface de celui-ci; et comme il peut se former avec un liquide acidulé du sulfate de mercure, qui absorbe l’hydrogène au fur et à mesure de son dégagement, l’expérience se trouve placée dans les conditions de la solution de sulfate de cuivre.
  - ♦
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  - Les effets de polarisation résultant du passage du courant à travers un électrolyte, disposé comme il a été dit précédemment, ont été l’objet principal de ma préoccupation dans les deux dernières Notes que j’ai envoyées à l’Académie sur cet ordre de phénomènes. Il est résulté de mes expériences que ces effets se compliquent de courants secondaires dus aux réactions produites au sein de l’électrolyte, par suite de l’action du liquide sur les composés formés à la surface de la goutte mercurielle. Quand le mercure constitue l’électrode négative, ces courants secondaires proviennent le plus souvent d’amalgames formés, et alors l’énergie de ces courants dépend du degré d’oxydabilité du métal allié au mercure, du degré de concentration de la solution, de la facilité plus ou moins grande que les métaux des solutions ont de s’allier au mercure, enfin de la plus ou moins grande stabilité de la combinaison saline. La prolongation d’action de ces courants, d’un autre côté, semble être en rapport avec le temps de l’électro-lysation et dépendre des diverses circonstances qui permettent aux métaux de s’allier en plus grande quantité au mercure. Généralement, en effet, la première action de ces courants secondaires, qui est combinée à celle du courant de polarisation dû à la réaction des éléments gazeux, reste à peu près la même, que l’électrolysation dure cinq ou quinze minutes; mais les différences sont grandes après cinq ou dix minutes d’interruption du courant polarisateur. Quelquefois aussi il se forme sur les électrodes négatives, quand elles sont inoxydables, des dépôts particuliers qui, sans être un métal, sont susceptibles de fournir une réaction chimique énergique; c’est ce qui arrive avec la solution de sel ammoniac, quand l’électrode négative est constituée par une lame de platine. Il se produit alors un courant secondaire très-éphémère, il est vrai, qui peut atteindre au premier moment une intensité de 4o degrés, alors que cette intensité n’est guère que 56 à 60 degrés avec l’amalgame d’ammonium, et l’on remarque sur la lame de platine un dépôt brunâtre qui y reste fortement adhérent.
  - Une chose assez importante que j’ai constatée, c’est qu’une faible proportion d’un sel capable de fournir un courant secondaire énergique, introduite dans une solution saline constituée par un sel qui ne peut en déterminer aucune, rend cette solution apte à en provoquer d’assez intenses. Ainsi une solution de sulfate de bioxyde de mercure pur ne donne lieu avec une électrode de mercure négative qu’à un courant secondaire à peine appréciable. Or il suffit de quelques parcelles de bicarbonate de soude ou de sulfate de zinc dans cette solution pour fournir un courant secondaire énergique. C’estce qui fait que les piles à sulfate de mercure, qui ne sepola-
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  - risent que très-faiblement quand elles sont neuves, deviennent très-inconstantes quand elles ont servi pendant quelque temps et que le mercure réduit, en contact avec le charbon, est baigné par une solution liquide plus ou moins imprégnée de sulfate de zinc ou autres sels impurs, qui existent toujours dans les sulfates d’oxydule de mercure du commerce. C’est pour cette raison que j’avais conseillé de constituer les vases poreux de ces sortes de piles avec un double fond percé de trous, pour isoler le charbon du mercure et du liquide chargé de sulfate de zinc.
  - Quand le mercure constitue l’électrode positive, il se produit également des courants secondaires très-énergiques, qui proviennent le plus souvent de l’oxydation du mercure et de la réduction des sels qui en résultent par l’hydrogène condensé sur l’électrode négative. Ces courants sontbeaucoup moins durables que ceux qui sont formés à l’électrode négative, et les plus importants que j’aie constatés résultent des solutions de sulfate de soude, de sulfate de fer et de chlorhydrate d’ammoniaque. Quelquefois ces courants sont plus énergiques pour une même solution que ceux qui sont provoqués par l’électrode négative en mercure; d’autres fois c’est le contraire. Je donne dans mon Mémoire les intensités du courant de polarisation produit dans ces différents cas avec un assez grand nombre de solutions; mais les effets les plus importants sont ceux qui sont déterminés par les solutions de chlorhydrate d’ammoniaque, de bicarbonate de soude, de chlorure de sodium, de carbonate de potasse, de sulfate de soude et de chaux, de cyanure de potassium, etc., etc. Pour qu’on puisse s’en faire une idée, il suffira de savoir que le courant de polarisation résultant de la solution de chlorhydrate d’ammoniaque a une force électro motrice à peu près égale, dans les premiers moments, à celle d’un élément à bichromate de potasse, du moins quand le mercure est négatif, et qu’il s’est formé par conséquent un amalgame d’ammonium.
  - III. Recherches sur la conductibilité électrique des corps médiocrement conducteurs.— J’ai envoyé, dans le courant de l’année 1874, huit Notes à l’Académie, qui ont été insérées dans les Comptes rendus, t. LXXIX, p. 4i, no, 154, 295, 356, 5gi, 753 et 945.
  - Dans la première Note, j’indique le dispositif des nombreuses expériences que je devais entreprendre à ce sujet, les difficultés d’expérimentation et les causes d’erreurs que l’on peut rencontrer, causes contre lesquelles on doit se prémunir, et je donnais, comme premiers résultats, que la plupart des substances ligneuses et minérales sont plus ou moins conductrices, indépendamment même des effets dus à l’électrification, lesquels supposent aux corps diélectriques une conductibilité moléculaire par voie électrotonique.
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  - Je démontrais que cette conductibilité devait être principalement attribuée à l’humidité de l’air aspiré à travers les pores de ces corps, et qu’elle variait, en conséquence, suivant l’état plus ou moins humide du milieu ambiant. Enfin je faisais voir que le degré de pression exercé sur les électrodes . de platine appliquées contre ces corps pour leur communiquer l’électrisation faisait varier dans de très-grandes proportions les indications galva-nométriques qui en révélaient la conductibilité.
  - Dans ma deuxième Note, j’étudie les variations de la conductibilité des bois aux différentes heures du jour, en constituant avec eux une sorte d’hygromètre électrique. Je montre que ces variations suivent la marche de l’hygromètre à cheveu de Saussure, seulement avec des maxima et des mi-nima en retard d’environ trois heures sur ceux de ce dernier instrument. Je montre également que la température ambiante exerce un certain effet en donnant, d’un côté, au véhicule conducteur (l’humidité) une plus ou moins bonne conductibilité, et en provoquant, d’un autre côté, son évaporation plus ou moins complète.
  - Je termine cette Note en donnant les déviations galvanométriques correspondant à un grand nombre d’espèces de bois placés dans différentes conditions, et des chiffres ainsi obtenus j’ai pu déduire que les bois absorbent et abandonnent l’humidité d’autant plus vite qu’ils sont plus poreux et plus mous, mais que, l’inverse ayant lieu pour les bois durs et peu poreux, ceux-ci peuvent, au bout d’un temps plus ou moins long, acquérir une somme assez grande d’humidité qui les rend par les temps secs beaucoup plus conducteurs que les autres. L’ébène et le gaïac sont dans ce cas, et, parmi les bois qui présentent les écarts les plus considérables et les plus brusques avec les variations de l’air, il faut citer en première ligne le tilleul.
  - Dans ma troisième Note, je montre la marche parallèle de deux hygromètres en bois faits avec de l’ébène et du tilleul, marche qui semble être la confirmation de la loi que j’ai précédemment formulée. J’étudie ensuite la conductibilité de certains corps durs, tels que le gaïac, le bois de fer de Chine, l’ivoire, la corne, l’os, l’écaille, etc., etc., et je trouve que, comme les bois en général, ils doivent leur conductibilité à l’air humide qu’ils absorbent, et peut-être aussi à une certaine quantité d’eau qu’ils possèdent déjà. Ce qui est curieux, c’est que, après avoir été passés à l’étuve et après avoir laissé suinter un liquide de nature résineuse ou oléagineuse susceptible de se solidifier par le refroidissement, plusieurs de ces corps, le gaïac et l’ivoire principalement, deviennent très-isolants, et cette propriété qu’ils acquièrent ainsi vient simplement de ce que les liquides en question ont bouché les
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  - pores de ces matières, et les ont mises par conséquent à l’abri du contact de l’air. Il en est de même des substances qui, comme l’écaille, peuvent se pétrir facilement et former une sorte de mixture solidifiée et non poreuse.
  - Je termine ma Note en montrant que l’influence de la condensation de l’air humide à la surface des bois, quand elle ne se résout pas en gouttelettes liquides, n’entre que pour bien peu de chose dans les effets de conductibilité dont il a été question. Le maximum des déviations obtenues après une nuit sereine n’a pas fourni plus de 8 degrés. C’est donc à l’humidité qui pénètre toute la masse des bois et substances analogues qu’on doit rapporter les déviations considérables que fournissent les bois, même ceux réputés secs, et qui atteignent souvent de 60 à 80 degrés de mon galvanomètre, qui a 36ooo tours de spires.
  - Dans ma quatrième Note, j’étudie les lois de la conductibilité des bois suivant leur longueur et leur section. Les expériences sont assez délicates et exigent de grandes précautions, car il faut que le degré de serrage des électrodes soit exactement le même dans les différents cas, et il faut que les divers échantillons de bois soient maintenus dans des conditions d’humidité constantes. J’ai employé pour ces expériences une méthode analogue à celle qu’avait déjà employée M. Gaugain. Ainsi je prenais quatre règles en bois de chêne exactement semblables, et je les superposais successivement les unes au-dessus des autres pour déterminer les lois des sections. Je plaçais ensuite mes lames de platine au quart, au tiers, à la moitié de leur longueur pour constater les lois des longueurs. Seulement, comme les déviations fournies par mon galvanomètre sensible n’étaient pas proportionnelles aux intensités, il m’était indispensable, pour déterminer les rapports de celles-ci, de connaître les chiffres des résistances successivement fournies par ces bois, et pour cela j’ai dû employer une méthode nouvelle de calcul qui peut avoir une certaine utilité quand on n’a pas à sa disposition de grandes balances rliéostatiques.
  - Cette méthode consiste à interposer entre les deux extrémités du fil du galvanomètre une résistance connue et à examiner les différentes déviations correspondant à l’introduction dans le circuit de diverses résistances étalonnées. On obtient par ce moyen des déviations galvanométriques qui répondent à une intensité que l’on peut déterminer aisément au moyen des formules des courants dérivés, et si l’on rapporte à ces déviations celles que l’on observe avec le circuit simple dans lequel les échantillons de bois sont substitués au rhéostat, on peut arriver à calculer la résistance de ceux-ci;
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  - car on a deux équations qui conduisent à donner pour valeur de l’inconnue oc la formule suivante :
  - dans laquelle R représente la résistance développée sur le rhéostat, g la résistance du galvanomètre, d la résistance de la dérivation, r la résistance de la pile et des fils de communication.
  - En expérimentant d'après cette formule, j’ai trouvé que, dans les conditions de mes expériences, une déviation de 12 degrés de mon galvanomètre (de 36ooo tours de spires) correspondait à une résistance d’environ i5 millions de kilomètres de fil télégraphique, et qu’une déviation de 86 degrés représentait une résistance d’environ 162000 kilomètres du même fil. Ces chiffres montrent que cette conductibilité des corps mauvais conducteurs n’est réellement pas fort à craindre, pratiquement parlant; cependant, comme elle augmente avec les surfaces de contact des électrodes, et que celles expérimentées n’étaient guère que de 12 centimètres carrés, il pourrait se faire qu’avec de grandes lames métalliques ces résistances ne fussent pas négligeables. Quoi qu’il en soit, en appliquant cette méthode de calcul pour la détermination des rapports des intensités observées avec différentes longueurs et avec différentes sections de mes règles en bois, j’ai pu m’assurer que les lois d’Ohm proprement dites ne sont pas exactement applicable^ aux transmissions électriques à travers les bois, en raison de la résistance énorme de ces matières dans le sens perpendiculaire à la ligne de la plus courte distance entre les électrodes, et en raison aussi de ce que, ces sortes de conducteurs ne pouvant être supposés linéaires, la transmission électrique se trouve placée plus ou moins dans le cas de celle qui s’effectue à travers les plaques et les milieux indéfinis, cas qui a été étudié par M. Kirchhoff. Or, comme dans ces conditions l’intensité électrique tend à devenir indépendante de la distance des électrodes et à n’être seulement qu’en rapport avec les surfaces de celles-ci, je devais trouver que les intensités électriques observées devaient croître ou décroître dans un rapport plus lent que si le conducteur eût été simplement linéaire. C’est en effet ce que j’ai observé ; toutefois, pour être bien certain de la vérité de cette explication, j’ai fait l’expérience en plaçant mes électrodes aux deux bouts de mes règles, dans le sens de la section, et j’ai dès lors retrouvé les lois d’Ohm relatives à la section pour les conducteurs linéaires.
  - Dans ma cinquième Note, je reviens sur les considérations précédentes, et
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  - j’étudie ensuite les lois de la transmission à travers les bois, suivant l’étendue de la surface des électrodes. J’ai trouvé que, conformément aux lois de M. Kirchhoff, les intensités électriques à travers des bois d’une surface suffisante sont à peu près proportionnelles aux racines carrées des surfaces de ces électrodes. Les expériences que j’ai dû entreprendre pour arriver à cette déduction sont très-délicates et ont dû être nombreuses.
  - J’ai voulu ensuite m’assurer de la différence de la résistance des bois suivant le sens du courant par rapport à leurs fibres. J’ai reconnu que, quand les électrodes sont appliquées dans un plan parallèle à ces fibres, les résistances sont toujours plus grandes dans le sens transversal que dans le sens longitudinal; mais, si l’on expérimente de manière que le courant traverse la planche dans son épaisseur, la résistance sera plus grande quand la planche sera coupée en bois debout que quand elle sera coupée en bois de fil, c’est-à-dire parallèlement aux fibres, et cela doit être attribué a ce que la pression exercée sur les électrodes dans les deux cas est différente. En effet, avec le bois debout, les fibres du bois, au lieu de se rapprocher et de donner plus de continuité au conducteur liquide, sous l’influence de la pression exercée sur les électrodes, tendent au contraire à s’écarter, ce qui n’a pas lieu avec le bois de fil, et il arrive encore que, dans ce dernier cas, le bois peut céder beaucoup plus sous l’effort de la pression que dans le premier.
  - Dans ma sixième Note, j’étudie la manière de rendre les bois complètement isolants, et je constate d’abord que les bois durcis de M. Latry, composés de sciures de bois dur, agglomérées avec du sang et soumises à une pression considérable, sous une température de i5o à 160 degrés, constituent d’excellents isolateurs, précisément parce que ces bois n’ont, pour ainsi dire, pas de pores, et que la chaleur à laquelle ils ont été soumis par suite de leur fabrication leur a enlevé toute trace d’humidité. Je démontre ensuite que le paraffinage peut rendre tous les bois isolants, mais à la condition de plusieurs passages préalables à l’étuve et d’un séjour très-prolongé dans de la paraffine fondue ; encore faut-il que l’on ait laissé refroidir ces bois dans la paraffine, afin qu’ils soient recouverts d’une couche solide. Après avoir raclé cette couche et avoir passé ces bois au papier de verre, il est rare qu’ils présentent des traces de conductibilité, même après un séjour prolongé dans un endroit humide.
  - Je termine cette Note par une étude spéciale des effets produits par la pression et la chaleur sur les bois pendant que le courant les traverse. Je montre que la pression, après avoir augmenté la conductibilité des bois en repoussant l’humidité à l’extérieur, et en donnant plus de continuité au con-
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  - ducteur humide, la diminue ensuite successivement en empêchant l’air humide de les pénétrer ultérieurement; de sorte que, dans ces conditions, les variations de l’humidité ambiante n’exercent plus aucun effet appréciable. Je montre également que la chaleur, après avoir augmenté notablement, dans les premiers moments, la conductibilité des matières ligneuses, la diminue successivement, par-suite de l’évaporation des particules humides, et cette diminution continue même après que le générateur calorifique a cessé son action.
  - Dans ma septième Note, j’étudie la conductibilité électrique dans les substances minérales. Quelques-uns de ces corps possèdent à un si haut point la faculté d’absorber l’humidité de l’air qu’ils peuvent faire des hygromètres de la plus grande sensibilité. Une propriété toute particulière qui les caractérise, et qui les différencie d’une manière marquée des corps ligneux, est la faculté qu’ils ont de provoquer des effets de polarisation tellement énergiques, qu’au bout de dix minutes l’intensité électrique peut être diminuée de moitié. Or ces effets sont, pour ainsi dire, insignifiants dans les corps ligneux. D’un autre côté, ces effets de polarisation, se compliquant de certains effets secondaires, donnent lieu à des réactions variables, qui au premier abord pourraient faire croire que la polarisation, au lieu d’affaiblir l’intensité du courant de la pile, l’augmente au contraire, et cela dans des proportions assez considérables. Toutefois, quand on étudie à fond le phénomène, on ne tarde pas à se convaincre que cette soi-disant augmentation de l’intensité provient uniquement de ce que l’action primitive du courant de la pile est dissimulée par celle d’un courant secondaire local qui prend naissance au sein de la pierre et qui, en polarisant les électrodes d’une manière constante, affaiblit, au début, cette intensité pour un certain sens du courant de la pile et l’augmente pour l’autre sens. Or l’action de la force électro-motrice de polarisation se substituant à celle du couple local, quand l’électrode qui reçoit le dépôt d’hydrogène a une tendance (par suite de l’action locale) à être polarisée positivement, il peut se produire trois effets différents suivant l’énergie relative du couple local et de celui qui provoque la polarisation. Si ce dernier est plus faible que le premier, il y a accroissement successif du courant de la pile; s’il y a à peu près égalité de force entre les deux courants secondaires, l’intensité de la pile reste à peu près stationnaire; enfin, si le courant de polarisation est plus fort que le courant local, il y a diminution de l’intensité du courant de la pile. J’entre dans de nombreux détails sur les caractères de ces courants secondaires, qui sont tous les deux de courte durée, bien que l’un ait une direction constante malgré le renversement du courant de la pile à travers la pierre. J’ai donné les résul-
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  - tats de mes recherches à cet égard dans un article spécial inséré dans le Télégraphie Journal, t. II, p. 345.
  - La conductibilité des pierres présente, en dehors des effets de polarisation dont nous venons de parler, les mêmes conditions d’intensité et de variabilité que celle des bois : ainsi ce sont les pierres les plus poreuses, comme les pierres calcaires, qui présentent les plus grands écarts de conductibilité ; mais les pierres dures, comme les silex, peuvent, à l’instar des bois durs, fournir une conductibilité beaucoup plus grande, qui peut atteindre celle des liquides conducteurs. Ces dernières pierres perdent très-difficilement leur conductibilité après plusieurs passages à l’étuve, mais elles la reprennent également très-difficilement. Il est vrai que tous les silex renferment une certaine quantité d’eau qu’ils possèdent dès l’origine de leur formation. Le silicate de potasse solidifié, alors qu’il a acquis avec le temps la dureté du silex, est dans le même cas. Toutefois ces pierres varient de conductibilité avec le degré d’humidité de l’air, et j’ai pu en former, comme avec les bois et les pierres calcaires, des hygromètres plus ou moins sensibles. Les minerais métalliques ont une conductibilité propre qui varie suivant leur richesse en métal; l’humidité agit bien un peu aussi, mais son rôle s’efface devant l'influence métallique.
  - Les déductions qui précèdent se rapportent principalement aux pierres et aux substances minérales qui sont à l’état poreux; quand elles ont subi la fusion ou la cristallisation et qu’elles sont parfaitement essuyées, elles deviennent presque toujours isolantes. Ainsi le carbonate de chaux à l’état de pierre est conducteur, et à l’état cristallisé (spath d’Islande) il devient isolant : il en est de même du sulfate de chaux et du quartz qui, à l’état de gypse cristallisé et cristal de roche, deviennent aussi à peu près isolants. Il n’est pas jusqu’aux corps cristallisés par la voie humide qui échappent à cette loi. Ainsi le sel gemme, le sulfate de cuivre bien desséché et en cristal formé, le sulfate de fer, le bichromate de potasse sont parfaitement isolants, quand ils ne contiennent pas de cavités remplies d’humidité. Il en est de même des effets de la fusion : ainsi de la porcelaine peu cuite est conductrice, comme toutes les pierres poreuses ; mais, quand elle est cuite au point de fusion, elle devient parfaitement isolante, comme le verre et les émaux.
  - Les pierres factices sont dans le cas des pierres ordinaires et sont plus ou moins isolantes suivant leur degré de cuisson. Les ciments, même les plus étanches, conduisent relativement bien parce qu’ils sont toujours poreux, quoi qu’on fasse; toutefois, les vernis dont on les recouvre quelque-
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  - fois, et en particulier la porcelaine, augmentent considérablement leur pouvoir isolant. Il en est de même pour les bois.
  - Dans ma huitième Note, j’examine la conductibilité des tissus, et à mon grand étonnement j’ai constaté que généralement les laines sont plus isolantes que les soies. Les soies noires, particulièrement, possèdent une conductibilité relative qui est quelquefois énorme, et qui tient à la charge de tannate de fer dont on les imprègne, laquelle charge, dans une bonne fabrication, varie de io à 60 pour ioo du poids de la soie, mais qui pourrait atteindre 3oo pour ioo. Ces tissus, passés à l’étuve ou repassés avec un fer chaud, perdent comme les autres corps médiocrement conducteurs leur propriété conductrice, mais ils la reprennent promptement, et les déviations galvanométriques paraissent en rapport avec le degré de la surcharge: ce qui fait qu’on pourrait se servir de ce moyen pour contrôler a priori la valeur de cette surcharge, dans les étoffes de soie noire. Les soies de couleur sont généralement isolantes par un temps un peu sec, parce qu’elles ne sont pas chargées.
  - Les toiles so nt les tissus qui absorbent le plus l’humidité, et les cotonnades viennent après. Ces tissus sont d’autant plus conducteurs que l’étoffe est plus grosse.
  - En raison de la grande différence de conductibilité entre les cotons et les soies ou les laines, il devient facile, avec un galvanomètre, de distinguer si une étoffe de soie ou de laine renferme du coton.
  - GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L’ACADÉMIE DES SCIENCES.
  - 17-0 Paris. — Quai des Augustms 55.
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