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Les Piles et leurs utilisations en 1900

Depuis les dernières décennies du 19^ième siècle, de très nombreuses découvertes ont été réalisées au sujet de l’électricité. Et surtout, on sait la produire, soit à l’aide de dynamos, soit à l’aide de réactions chimiques dans des piles où des accumulateurs. Que de progrès depuis la pile de Volta… ! Certaines villes ont déjà l’éclairage électrique dans les rues grâce à des lampes à arc. Il y a déjà des trains électriques en circulation sur la ligne Paris-Orléans pour rejoindre la gare d’Orsay par un passage souterrain. C’est en 1899 qu’une voiture électrique (La Jamais Contente du Belge Camille Jenatzy) franchit pour la première fois la barre des 100km/h (105,9km/h). Alors pour mettre cette électricité à la portée de tous, il fallait des Piles, économiques et fiables ; plusieurs modèles ont vu le jour. Je retiens surtout les Piles au Bichromate de Potassium (ancien nom du Dichromate de Potassium). Ce sont des Piles de 2 volts par élément, pouvant facilement débiter plusieurs ampères vu leur très faible résistance interne. Idéales pour alimenter un train électrique, un moteur de jouet ou diverses machines médicales. L’anode était en zinc et la cathode en charbon ; elles baignaient dans un mélange d’eau, de bichromate et d’acide sulfurique. Un seul défaut, au repos, le mélange continuait à ronger le zinc de l’anode ; il fallait monter l’anode hors du mélange quand on ne l’utilisait pas (c’était le modèle Poggendorff, le plus courant). Fuller eut l’idée de séparer les deux fluides en utilisant un vase poreux pour l’anode et l’acide sulfurique ; on pouvait alors laisser l’anode de zinc en position. L’ouvrage de E. Coustet de 1880 décrit bien ces types de Piles.

Le Bichromate se présente sous la forme de beaux cristaux rouge-oranger, mais il est plus facile à diluer lorsqu’il est réduit en poudre.

Entre1900 et 1920, les coffrets de jeux pour étudier l’électricité ainsi que les boîtes de trains électriques (4v) contenaient deux Piles et les deux produits. Ainsi l’enfant de 10-12 ans pouvait lui-même remplir les piles lorsque le mélange devenu noir-verdâtre était usé. Cette petite usine électrique de Georges Péricaud le met bien en évidence (malheureusement ce beau coffret n’est pas de ma collection).

En ce début de siècle, les catalogues de jouets de Nuremberg font également état de ces piles et des produits utilisés comme le montre ces quelques extraits.

Deux extraits d’un catalogue J. Schoenner de 1901

Extrait d’un catalogue Bing de 1902

Trois modèles différents, de tailles voisines de piles au Bichromate de Potassium.

On peut remarquer la cathode constituée de deux charbons parallélépipédiques.

L’anode en zinc est située entre les deux charbons. Une tige permet de la relevée dans le long goulot afin, qu’au repos elle ne soit pas en contact avec le liquide.

L’anode s’use assez vite mais on peut facilement en fabriquer.

On fait un moule en tôle dans lequel on coule du zinc prélevé sur des restes de gouttières. Le zinc fond facilement à 419,5°.

L’anode doit avoir environ 5mm d’épaisseur, la même largeur que les charbons et une longueur plus courte que celle du goulot.

Deux autres piles de même modèle mais de taille différente. Au centre, un modèle artisanal mais bien fonctionnel. A droite, une pile avec la solution rougeâtre de bichromate.

Dessous, une pile signée Georges Péricaud. On reconnaît sous la Pile les initiales G.P.

Le bouchon est également signé : un coq devant une étoile à cinq branches, dans un grand soleil ; c’est le logo de Georges Péricaud.

L’anode en zinc et la cathode formée de deux charbons.

Extrait du catalogue de G. Péricaud de 1924

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L’une des premières utilisations de ces piles est le fonctionnement des petits moteurs de jouets, souvent équipés pour du 4 volts. Cela pouvait être des moteurs de trains électriques, comme ceux présentés plus haut, mais aussi de simples moteurs, sans utilisation précise. L’enfant pouvait alors les installer afin de faire fonctionner un engin de sa fabrication.

En voici quelques modèles.

Ci-dessus, au centre un moteur d’origine allemande.

Tous ces moteurs ont des bobinages caractéristiques du début de siècle. Un gros fil en cuivre, de faible résistance, Sous Couvert Coton (SCC).

Il fallait les alimenter avec des piles pouvant débiter un fort ampérage : de 2 à 6 ampères. Aucune pile d’aujourd’hui ne résisterait, il faudrait prendre des accus pour le même résultat.

De la même époque ce moteur Schématique ne fonctionnait pas avec des piles mais sous 110 volts. Bien peu de gens était raccordé au réseau en 1900. Ce moteur était plutôt réservé à des laboratoires ou des écoles.

Ce n’est que dans les années 1920 que l’on commence à utiliser des fils plus fins, simplement recouvert de verni.

Les moteurs présentés dans le catalogue de G. Péricaud de 1924, sont de ce type.

Ci-dessous, à gauche le moteur étoile N°298 ; et à droite le moteur avec carter N°309

Le Logo de G. Péricaud est souvent collé sous les socles en bois.

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La seconde utilisation de ces piles, est l’alimentation de bobines de Ruhmkorff. C'est en 1851 que l’ingénieur allemand Ruhmkorff (1803-1877) construit les premières bobines d'induction qui présentent la propriété de transformer un courant électrique de faible tension et de forte intensité circulant dans un premier enroulement, l’inducteur, en un courant de tension très élevée, produit dans un second enroulement, l’induit. Cette forte tension peut produire différents effets :

- Des commotions. Cela peut être utilisé pour de simple plaisanteries, c’est tellement drôle d’électriser ses amis…. Ou dans un but thérapeutique.

- Des étincelles. C’est ainsi que fonctionnent les bougies d’une voiture à essence.

- Des effets lumineux dans les gaz raréfiés des tubes de Geissler.

On trouvait ces bobines de Ruhmkorff dans les catalogues pour l’enseignement, dans les cabinets de physique, dans le matériel médical mais aussi dans les magasins de jouets scientifiques. Elles étaient utilisées aussi pour produire des rayons X pour les Examens Radioscopiques.

Voici quelques bobines de Ruhmkorff, avec ou sans coffret.

Les baguettes à électriser sont souvent fournies avec la bobine.

Ce qui pour les uns est un important outil médical représente pour d’autre une bonne façon de faire une farce à un copain.

Ci-dessous, un ensemble médical, dans un très beau coffret.

Celui-ci comportait une pile au bichromate de potassium, une bobine de Ruhmkorff réglable et des jeux de de baguettes avec des embouts interchangeables.

Avec ce matériel, on pouvait électriser certaines parties du corps du patient dans un but thérapeutique.

Ce deuxième ensemble, assez voisin quant à son utilisation avait une pile d’un modèle plus élaboré.

L’anode de zinc était placée dans un compartiment séparé et la cathode ne comportait qu’un seul charbon.

Cette pile s’inspire du modèle de Fuller et est installée dans un vase en en porcelaine blanche avec des instructions détaillées sur ses quatre faces.

Ce coffret est sans doute de Charles Chardin qui était l’un des rares à utiliser ce type de pile, ou peut-être, d’un imitateur car il n’est pas signé.

Principe et fonctionnement d’une bobine de Ruhmkorff : Avec son double bobinage, inducteur et induit, une bobine de Ruhmkorff pourrait passer pour un transformateur, mais il faudrait l’alimenter correctement avec un courant sinusoïdal alternatif. Or, une pile ne débite que du courant continu… L’inducteur est utilisé comme électro-aimant et actionne le vibreur (ou trembleur) d’une sonnette. La lamme ressort de la sonnette provoque évidemment un courant haché ; ce n’est pas un courant sinusoïdal, mais une série de paliers horizontaux au niveau maximum, séparés par des paliers au niveau zéro, le tout plusieurs fois par seconde. Une vis permettait de régler la fréquence comme sur une sonnette et le noyau ferreux de l’électro-aimant pouvait être, plus ou moins, gainé de laiton pour moduler son magnétisme. Ces ruptures et ces retours du courant provoquaient dans l’induit de violentes surtensions, toujours en basse intensité, mais pouvant éventuellement occasionner de fortes commotions.

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Geissler Heinrich (1815-1879) est un mécanicien-physicien allemand. Fils d’un souffleur de verre, il créait lui-même le matériel dont il avait besoin. C’est en 1857 qu’il mit au point le tube qui portera son nom par la suite.

Les tubes de Geissler contiennent un gaz raréfié. Deux électrodes en platine permettent de le relier à l’induit d’une bobine de Ruhmkorff. Le gaz raréfié est alors soumis aux décharges successives de haute tension, produite par l’induit de la bobine de Ruhmkorff. De curieux phénomènes lumineux se produisent alors dans le tube. Souvent le tube de Geissler est placé sur un moteur spécial nommé moteur tourne-tube de Geissler. L’effet du tube luminescent en rotation est magnifique. Il fait apparaître dans l’obscurité des rosaces du plus bel effet.

Extrait de l’ouvrage de E. Coustet de 1880 montrant des tubes de Geissler.

Extrait du catalogue de G. Péricaud de 1924 présentant des bobines de Ruhmkorff, des tubes de Geissler et des moteurs tourne-tube de Geissler.

Moteur tourne-tube de Geissler de G. Péricaud N°215

Branchement d’un tel moteur avec une bobine de Ruhmkorff et deux piles au bichromate.

Une variante des tubes de Geissler : les tubes de Crookes, peut être utilisée pour émettre des rayons X afin de faire des radiographies.

Il est remarquable que le manuel ELEKTRON N°2 (production Meccano) reprenne, en 1932, la plupart de ces objets pour son jeune public.

On ne peut quitter cet aperçu électrique du début du 20^ième siècle sans présenter un rhéostat si utile pour moduler le voltage d’un courant électrique dans diverses machines.

Celui-ci est fabriqué par les établissements COGIT à Paris, spécialisés en matériel de laboratoire

Et on terminera par un poste à Galène. La Radio fait partie des grandes nouveautés de ce début de siècle.

Et dans les années 1920 nombreux sont les amateurs à la recherche de toute chose émise sur les ondes.

L’utilisation d’un poste à galène nécessitait beaucoup de patience et beaucoup de doigté pour trouver le point contact idéal sur le cristal.

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