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La pile à Gravité

La gravity battery qui était utilisée jadis aux Etats-Unis, est une variante de la pile au sulfate de cuivre de Callaud.

Cette pile doit son nom au fait que son électrolyte se sépare par densité sous l'effet de la pesanteur en deux zones de couleurs différentes :
- au fond, une zone bleue (solution de sulfate de cuivre)
- au dessus une zone limpide d'eau légèrement acidulée

Cet appareil sensible à la gravité ne pouvait donc pas être déplacé facilement sous peine de voir les deux liquides se mélanger et rendre la pile inopérante.

Elle était par contre très bien adaptée à un usage statique et sur des circuits en permanence en charge.

De ce fait, elle a été très employée sur les circuits fermés des services de télégraphie dans les années 1900, aux Etats-Unis.



Gravity Battery
Ensemble monté

Gravity Battery
Détail des différents composants

L'électrode de cuivre réalisée à partir de feuilles minces disposées verticalement reposait au fond du bocal. Un fil de cuivre isolé, relié à une des feuilles permettait de connecter le pôle positif de la pile depuis l'extérieur du bocal.

L'électrode négative était constituée par un bloc en zinc qui était accroché sur le rebord du bocal.

Ce bloc avait la forme d'une patte de coq (crow's foot), de façon à maximiser la surface de zinc en contact avec l'électrolyte sans doute.


Notice d'emploi
vers 1920

Le bocal était rempli d'eau légèrement acidulée jusqu'au niveau requis et on ajoutait ensuite une charge de cristaux de sulfate de cuivre qui se disolvait lentement et par densité restait en partie basse de l'électrolyte.

Compte tenu de leur constance en tension et de leur capacité, ces piles étaient employées comme source de courant continu par les services de télégraphe et par les compagnies de chemin de fer américaines.

comme indiqué sur la fiche ci-contre, ces piles étaient commercialisées dans plusieurs dimensions.

Il existait par exemple un modèle standard avec un bocal de 5x7 pouces (12x18 cm environ) et un modèle plus grand de 6x8 pouces (14x20 cm environ).

L'électrode de zinc pour le premier modèle pesait environ 1 Kg et la plus grosse pour le grand modèle plus de 2 kg.

On peut supposer que la durée de vie de ces électrodes était très longue, sans doute supérieure à une année de fonctionnement.

Les charges en sulfate de cuivre étaient respectivement de 750 g et 1500 g.

Un avantage de cette pile est qu'elle ne dégageait aucune vapeur toxique en fonctionnement normal.

Les réactions électrochimiques transforment le sulfate de cuivre en cuivre, métal qui était récupéré et retraité déjà à l'époque.

D'une certaine façon, une pile écologique ..... sans mercure !

La tension spécifique de chaque élément était d'environ 1 V soit moins que la pile Leclanché (1,5 V).

La résistance interne étant faible, chaque élément était capable de débiter un courant important (plusieurs centaines de mA).

L'alimentation des réseaux télégraphiques, que ce soit pour la poste ou les chemins de fer, nécessitait des tensions assez élevées (40 à 100 V) et des puissances importantes.

De ce fait, les centraux télégraphiques (puis téléphoniques) disposaient d'immenses salles de batteries où des centaines de bocaux étaient alignés sur des tables et des étagères.

Ces matériels nécessitaient bien sur un entretien permanent et mobilisaient un personnel spécialement formé pour ces taches.


ooOo

Sources :

  1. Essai sur les piles - A. Callaud - Gauthier-Villard Imprimeur Libraire Paris - 1875
  2. le site : http://www.connectingthecontinent.com/ctcwebsite/pdf/nevergoss.pdf

© 2000-2009 Pierre Dessapt