Le dernier Salon de l'Automobile a révélé à ses visiteurs un fait
nouveau: la prise de possession de la voiture par l'électricité.
Entendons-nous bien tout de suite. Il ne s'agit point du tout d'une
révolution dans le mode de traction de la voiture, de l'avènement, enfin
durable, de la _voiture électrique_. Non. Le moteur à explosions, avec
ses incomparables qualités de puissance, de légèreté, de solidité et
d'économie, demeure maître absolu de tout véhicule qui va sans chevaux
sur les routes. Il s'agit seulement d'une grande amélioration dans le
confort de la voiture: l'automobile a fait mettre l'électricité chez
elle.
Désormais, en effet, une automobile qui se pique de modernisme ne tolère
plus que, la nuit, la route soit éclairée devant elle autrement que par
l'électricité. Elle ne souffre plus qu'on lance son moteur à la
manivelle; elle le veut mis en marche à l'électricité. C'est
l'électricité qui actionne son avertisseur; qui demain fera mouvoir la
pompe d'air pour les pneumatiques, voire les glaces de la limousine; qui
embrayera, freinera et opérera les changements de vitesses. Voilà donc
bien du nouveau!
Cette transformation s'accompagne fatalement de quantité d'expressions
nouvelles dont il va falloir que les gens du monde, ou simplement les
gens instruits, connaissent le sens. Nous ne les passerons pas en revue
ici mais s'il plaît aux lecteurs de _L'Illustration_, nous allons faire
sous leurs yeux une analyse sommaire des phénomènes auxquels nous devons
le courant électrique, et nous verrons ainsi les expressions nouvelles
venir à nous familièrement.
L'électricité apporte à l'automobile le premier bienfait d'un éclairage
quasi parfait. Je ne vanterai pas longuement les avantages de
l'éclairage radieux. Un coup de pouce, et l'on a de la lumière, de la
lumière au point précis où on la désire! Un coup de pouce, et tout
retombe dans les ténèbres! Plus d'allumettes, plus de flamme et de
fumée, plus de liquides sales, plus de préparatifs, et par contre,
vraiment, on a le soleil la nuit!
Mais ici vous m'arrêtez. Pourquoi n'éclaire-t-on pas les automobiles au
moyen de piles? Les piles sont connues du public et de maniement assez
simple.
Certes. Mais elles sont fragiles, encombrantes, pesantes, et surtout
elles sont extrêmement onéreuses. La plupart, et les moins mauvaises,
sont des appareils dans lesquels on dissout peu à peu du métal, à la
façon du sucre dans de l'eau, et un métal très cher, le zinc. Laissons
donc les piles aux timides sonneries d'appartements.
Alors, pourquoi n'éclaire-t-on pas les automobiles au moyen
d'accumulateurs? Nous allons voir qu'en effet la batterie
d'accumulateurs s'impose à notre cas. Mais, si on voulait lui confier la
totalité du service d'éclairage, il faudrait lui donner un volume énorme
dont le poids et l'encombrement seraient prohibitifs. Et puis, leur nom
indique leur défaut: ils ne créent pas du courant, ils ne peuvent que
garder en réserve l'énergie dont on les a gavés. Or, loin de toute usine
électrique, privés des spécialistes qui savent réussir la délicate
opération, comment seraient-ils soumis à une recharge? Il est donc
nécessaire que l'automobile fabrique elle-même, de par son moteur,
l'électricité dont elle a besoin; qu'elle ait à son bord, en réduction,
une petite usine électrique, usine non seulement analogue aux plus
puissantes, mais encore aggravée de complications inconnues à un secteur
de lumière. Ces complications tiennent d'abord aux changements d'allures
si variables d'un moteur d'automobile qui. à tout moment et selon les
difficultés de la route, ralentit ou accélère, et détermine ainsi dans
la source du courant des variations de débit qui vont depuis le
rougeoîment des lampes jusqu'à leur grillade instantanée! Elles tiennent
ensuite aux arrêts mêmes de ce moteur: quand la voiture attend le soir
la sortie d'un théâtre, ou lorsqu'elle est en panne dans la rase
campagne, la nuit, il est indispensable qu'elle ne soit pas plongée dans
les ténèbres bien que le moteur, générateur de son courant, demeure
inanimé. Une batterie d'accumulateurs, mais petite et trapue, nous est
donc indispensable, puisqu'il y a des heures où d'elle seule nous
pouvons attendre du courant. Elle ne fait alors que nous restituer
l'énergie confiée à elle par notre moteur.
Donc, c'est le moteur de la voiture qui fabrique l'électricité par elle
dépensée. Comment le peut-il faire? Il le fait au moyen de cette machine
admirable qui constitue le seul moyen pratique jusqu'ici trouvé par les
hommes pour faire naître le courant nécessaire à leur éclairage, à leur
locomotion, au transport de la force à distance, etc., et qui s'appelle
une machine _électro-magnétique_. La _dynamo_, qui dorénavant donnera à
nos voitures l'éclairage, et la _magnéto_, qui depuis dix ans fournit à
nos moteurs l'allumage, sont deux soeurs de cette illustre famille. Mots
un peu particuliers qui ne recouvrent cependant que des idées fort
simples, on va le voir.
Chacun de nous a eu certainement un jour ou l'autre entre les mains un
aimant en fer à cheval (fig. A) et en connaît au moins sommairement les
propriétés. Si l'on jette sur cet aimant de la poussière de fer, de la
limaille très fine, on voit qu'elle s'attache sur lui, en forme de
houpettes très hérissées, à ses deux extrémités qu'on appelle ses
_pôles_. La physique démontre que d'un pôle à l'autre sont, pour ainsi
dire, tendues, invisibles et impalpables, des _lignes de force_, assez
comparables, si l'on veut se contenter de cette image grossière, à des
élastiques extrêmement ténus.
Or. un aimant nu, en acier, tel que celui-ci. un aimant dit permanent
parce que sa force ne peut pas changer à notre gré, est peu puissant. On
obtient un aimant beaucoup plus fort, à dimensions égales, en prenant du
fer _doux_, c'est-à-dire aussi pur que possible, en entourant le corps
de la pièce, ou bien chacune de ses jambes, d'un grand nombre de tours
de fil de cuivre recouvert de coton, dont on forme une _bobine_, et en
faisant passer dans cette longue et fine canalisation un courant
électrique, celui d'une pile par exemple, qui a pour objet de
l'_exciter_, de lui donner temporairement les propriétés magnétiques On
a ainsi, créé un _électro-aimant_, l'organe-roi de toutes les
applications de l'électricité, depuis la sonnerie jusqu'à la locomotive
électrique, depuis le tramway jusqu'à la télégraphie sans fil.
L'électro-aimant est capable d'un travail beaucoup plus grand que
l'aimant permanent puisqu'il peut donner normalement jusqu'à 20,000
lignes de force par centimètre carré, alors que son maigre camarade n'en
fournit au maximum que 5,000 à 6,000.
Ainsi pourvus d'une source importante de magnétisme, livrons-nous à une
petite expérience qui va nous révéler un autre phénomène d'importance
extrême puisque, s'il n'existait pas, aucune des applications
industrielles de l'électricité ne serait elle-même réalisée.
Prenons un fil de cuivre recouvert de coton (les lignes de force
traversent aisément le coton, alors que le courant électrique est arrêté
par lui). Faisons de ce fil une boucle que nous tenons entre le pouce et
l'index, et attachons ses deux bouts à un galvanomètre, appareil qui
nous dira ce qui va se passer dans ce fil.
Plaçons vivement la boucle ou _spire_ en plein dans les lignes de force
(fig. B). L'aiguille du galvanomètre a bougé; puis elle est tout de
suite revenue à l'immobilité. Retirons la spire hors des lignes de
force: j'aiguille a encore bougé, puis est revenue à zéro.
Nous en concluons avec raison ceci: chaque fois que nous avons, au moyen
de notre spire, coupé les lignes de force de l'électro-aimant, et
seulement au moment précis où nous les coupions, un courant électrique
s'est produit dans cette spire, y a été _induit_, pour parler le langage
technique. C'est, en effet, l'énergie mécanique de notre main qui s'est
transformée en énergie électrique.
Si peu de travail s'est mué en courant. Quelle abondance d'électricité
n'obtiendrons-nous pas quand nous demanderons au moteur de notre voiture
de se substituer à nous pour déplacer la spire dans le champ magnétique!
Mais comment le moteur s'y prendra-t-il pour effectuer ces coupures
extrêmement rapides des lignes de force? Au lieu de présenter et de
retirer la spire aux lignes de force, nous la ferons tourner au milieu
d'elles, tout simplement. A cet effet, nous prendrons un axe en fer,
terminé par une portée à chaque bout afin qu'il puisse prendre sur
lui-même un mouvement de rotation; nous bobinerons sur lui un grand
nombre de tours de fil, afin que le courant produit soit, plus puissant,
et nous chargerons le moteur de faire, au moyen d'un engrenage, tourner
très rapidement cet _induit_. Si nous mettons aux extrémités de ce
bobinage une lampe, elle s'éclairera tant que l'induit tournera (fig.
C).
Voici donc constituée, par un électro-aimant et par un induit qui tourne
entre ses masses polaires, une dynamo. Mais tout aussitôt les
difficultés d'application commencent.
Tout d'abord le courant qui est produit de la sorte est du courant
_alternatif_, c'est-à-dire (je ne puis en donner les raisons ici) qu'il
va de droite à gauche pendant un demi-tour de l'induit, et de gauche à
droite pendant l'autre demi-tour. La lampe électrique s'en accommode
fort bien, mais le personnage désagréable dont la présence dans notre
jeu est inévitable, je l'ai montré, la batterie d'accumulateurs, va tout
de suite brouiller nos cartes. Comme elle ne peut supporter le courant
alternatif, elle exige que la dynamo, qui est chargée de la nourrir, ne
lui fournisse que du courant _continu_, un courant qui aille toujours
dans le même sens! Ainsi le constructeur est-il obligé d'installer sur
la dynamo un petit organe supplémentaire, heureusement fort simple,
qu'on appelle un _collecteur-redresseur_, et qui a pour objet de
transformer le courant alternatif de la dynamo en un courant de sens
constant. Les ouvrages spéciaux expliquent le fonctionnement de cet
organe.
[Illustration: Fig. A.-Aimant permanent et électro aimants.--1. Aimant
permanent (morceau d'acier dur recourbé puis aimanté).--2.
Electro-aimant (morceau de fer entouré d'une longue spirale qui lui
confère les propriétés magnétiques pendant tout le temps qu'elle est
traversée par un courant).--3. On donne aux deux extrémités d'un
électro-aimant une forme appropriée qu'on nomme _masse polaire_;
l'ensemble est l'_inducteur_ de la dynamo.]
[Illustration: Fig. B.-Expérience schématique montrant qu'un courant est
induit dans le fil aux moments où la spire coupe les lignes de force de
l'inducteur.]
La seconde difficulté est celle-ci: les accumulateurs cherchent à jouer
un vilain tour à la dynamo. A force de s'emmagasiner dans la batterie,
le fluide électrique prend en quelque sorte du ressort, de la tension,
et, au fur et à mesure que la dynamo envoie aux accumulateurs du
courant, ils cherchent à s'en défaire, c'est-à-dire à le décharger en
elle! Tant que leur tension demeure inférieure à celle de la dynamo,
tout demeure normal, car, de deux courants directement opposés, c'est
évidemment le plus fort qui détermine le sens de courant général Mais si
les accumulateurs l'emportent, même momentanément (et il suffit que le
moteur ralentisse beaucoup, dans une rampe par exemple, pour que le
courant de la dynamo baisse au point de devenir pratiquement nul), ils
ce déchargent, sans cérémonie, dans la dynamo, laquelle est ainsi mise à
mal.
Donc, ici encore, il a fallu imaginer un organe de sécurité, un
_conjoncteur-disjoncteur_ qui automatiquement fermât la porte au
courant qui veut aller vers la dynamo et l'ouvrît au contraire au
courant qui va vers la batterie; qui, en outre, et toujours
automatiquement, aux moments où la dynamo ne donne aux lampes qu'un
courant trop pauvre pour l'éclairage (ralentissement extrême du moteur),
ou même n'en donne pas du tout (arrêt du moteur), envoyât à ces lampes
le courant des accumulateurs.
Troisième difficulté. Les accumulateurs sont susceptibles d'acquérir un
maximum de tension connu, qu'ils ne dépasseront jamais, sous peine d'en
être tout désorganisés. Il est donc indispensable que la dynamo se
conforme à ce maximum et ne soit pas capable d'envoyer aux lampes un
courant plus élevé que celui qui peut être fourni par les accumulateurs.
La résistance des lampes est par conséquent déterminée par le nombre
d'accumulateurs qui forment la batterie, et non par la puissance de la
dynamo. Or, comme la dynamo donne un courant de tension d'autant plus
grande qu'elle tourne plus vite, et que le moteur qui l'entraîne peut
parfois l'entraîner à de folles allures, il est indispensable qu'elle
soit assagie, qu'elle comporte un régulateur qui calme soit sa vitesse
soit son excitation, qui la mette «au pas» et protège ainsi les lampes
contre des variations de tension désagréables à la vue, ou contre des
exagérations de courant qui les brûleraient sur-le-champ. Comment cette
régulation peut-elle être faite? Je me bornerai à répondre que c'est là
un des points encore où la bataille des constructeurs est le plus
acharnée: sept ou huit procédés sont en présence.
Le problème de l'éclairage électrique des automobiles présente donc de
singulières difficultés, on le comprend. Il est probablement superflu
que je déclare n'avoir fait ici que l'effleurer à peine.
Maintenant, pour nous consoler de tant de peines, veut-on bien que nous
fassions une dernière expérience qui, elle, va nous donner une surprise
heureuse?
Supposons que la dynamo que nous venons de construire soit détachée du
moteur qui l'entraîne pour produire du courant, et qu'elle soit arrêtée.
Relions ses deux balais aux deux bornes de la batterie d'accumulateurs
au moyen de fils: voici tout à coup notre induit qui se met à tourner
follement sur lui-même entre les branches de l'aimant! Il est devenu
moteur.
En effet, dans une dynamo, les phénomènes sont réversibles: si on lui
donne du mouvement (en faisant tourner son induit). elle rend du courant
elle est _génératrice_; et si au contraire on donne du courant à son
induit, elle rend du mouvement (elle se met à tourner), elle est
_motrice_.
Ces observations faites, récapitulons, si vous le voulez bien, les
moyens que l'électricité met ainsi à notre disposition dans une
automobile moderne. Nous avons:
1. Une source indéfinie de courant, la dynamo. Tant que le moteur de la
voiture tourne, le torrent passe. Qu'en ferons-nous? Nous diviserons ce
torrent en ruisseaux que nous enverrons un peu dans tous les coins de
notre voiture, comme un montagnard avisé détourne en filets l'eau du
torrent pour en arroser ces prairies. Des fils porteront le fluide aux
phares d'autres aux lanternes, un autre au falot réglementaire du numéro
de police d'arrière. Nous profiterons de notre richesse de lumière pour
en apporter un peu à l'intérieur même de notre carrosserie, à un
plafonnier qui permettra à Monsieur de dire, à Madame d'émerveiller les
passants; pour en donner aussi à notre mécanicien qui ainsi surveillera
comme en plein jour le débit de l'huile, l'indicateur de vitesse, ou
même l'ampèremètre et le voltmètre du _tableau_ qui lui disent si sa
petite usine électrique se porte bien; pour lui en donner encore au bout
d'une _baladeuse_ qui, en cas de panne, lui permettra de mettre des
clartés dans les entrailles de sa machine! Enfin, le solde de ce torrent
ainsi réparti sera absorbé par notre caisse d'épargne, notre batterie
d'accumulateurs.
2. Nous avons à bord cette batterie, qui ne demande qu'à nous rendre le
courant prêté. Elle le met à notre disposition pour trois effets
différents. Par elle, nous pouvons tout d'abord faire de _l'éclairage_,
ainsi que je l'ai démontré. Par elle il nous est loisible ensuite de
faire de la _traction_. Installons un petit moteur électrique auprès du
volant du moteur de la voiture, et envoyons-lui un peu du courant
enfermé dans la batterie: voici ce gros moteur réveillé et lancé!
Construisons un moteur électrique microscopique; munissons-le d'une
petite roue à dents de scie qui vient gratter sur un disque en tôle;
enfermons le tout dans un étui métallique, avec un pavillon qui amplifie
le son... et, lorsqu'un peu du courant de la batterie passera dans ce
moteur lilliputien, le monstre fera entendre son barrissement! Par un
jeu de tout petits moteurs encore, un inventeur a proposé, comme je l'ai
dit, qu'on fît manoeuvrer les glaces. Demain on réalisera de la même
façon des crics et des pompes.
Par la batterie enfin nous pouvons faire du _chauffage_. On sait qu'un
courant électrique échauffe toujours le fil au travers duquel il passe.
La température ainsi produite est imperceptible si la grosseur et la
longueur du fil sont calculées de telle sorte que le phénomène n'ait
guère lieu; mais, inversement, il est facile de créer au courant une
résistance déterminée qui, pour une valeur donnée, provoquera le simple
échauffement du fil à 40 ou 50 degrés par exemple, ou son incandescence
même; on constituera ainsi un tapis souple pour les pieds de Madame et
un allumoir pour le cigare de Monsieur.
Tels sont donc les principaux éléments d'une installation d'électricité
dans une automobile de 1914. Quel est maintenant l'avenir?
L'avenir est hérissé de plus de difficultés que je n'en ai énuméré
encore! Car il s'agit aujourd'hui de simplifier, donc de serrer de plus
près la perfection. La première victime, semble-t-il, sera la petite
magnéto, si fidèle, si timide... Elle allume le moteur: sa soeur la
dynamo ne le fera-t-elle pas aussi bien qu'elle?
La seconde absorption sera celle du moteur-démarreur: puisque, je l'ai
expliqué, une dynamo est réversible et peut jouer, au gré du conducteur,
le rôle de _génératrice_ ou de _réceptrice_ de courant, pourquoi
continuerait-on à séparer cette double fonction pour la confier à deux
organes distincts?
Et puis pourquoi la dynamo, à son tour, ne subirait-elle pas une
transformation heureuse? Elle est pesante; or, un organe du moteur à
explosions doit nécessairement être pesant: le volant. Pourquoi la
«dynamo-magnéto-démarreur» ne serait-elle pas muée en volant? Les
services électriques d'une automobile seraient ainsi «condensés» en un
unique organe.
Mais une forêt de problèmes enchevêtrés sépare encore de cette lueur
lointaine les inventeurs... les inventeurs aux bottes de sept lieues.