Arsène d'Arsonval - Héritage, Patrimoine

1.1 Les appareils médicaux en haute fréquence (HF)

Appareil à éclateur
(ondes amorties)

Appareil à lampes triodes
(ondes entretenues)

Les appareils producteurs d’oscillations électriques en haute fréquence (HF) peuvent être classés en deux catégories :

Les appareils à éclateurs produisant des trains d’ondes amorties ; ils sont principalement utilisés en diathermie, pour échauffer les tissus (diathermie médicale) ou pour les détruire (diathermie chirurgicale).
Les appareils à lampes (triodes) produisant des ondes entretenues ; ils sont principalement utilisés en diathermie en ondes courtes et en électrochirurgie (comme bistouris électriques).

A partir de 1920, avec l’oscillographe cathodique de Dufour, une étude comparative sur les oscillations électriques et ondes électromagnétiques générées par ces deux types d’appareils peut commencer.

Les constructeurs [Gaiffe-Gallot-Pilon], [G.Boulite], [Drapier], [G. Duflot], [F. Guillot], [R. Toury], [A. Walter], . . . proposent tout un appareillage diathermique avec des électrodes de contact, des spires d’induction et/ou des antennes d’émission.

"L’effet produit par un poste à éclateur est différent de celui d’un poste à lampe triode, les variations d’intensité et de tension instantanées n’étant plus du même ordre de grandeur ; . . . . Il semble bien que pour les effets purement thermiques, on doit donner la préférence aux postes à lampe triode ; les postes à éclateur permettent d’obtenir des résultats thérapeutiques plus généraux."

". . . La diathermie appliquée sur l’homme dans un but thérapeutique agit non seulement par la chaleur qu’elle développe dans le sang et dans les tissus, mais aussi par les dérangements brusques imprimés aux ions et aux particules à l’état colloïdal dans le protoplasma cellulaire à chaque alternance : le dérangement d’une alternance se faisant dans un sens opposé à celui de l’alternance précédente. On comprend quel branle-bas formidable doit se produire dans le monde moléculaire qui peuple les tissus vivants quand ils sont soumis à l’action des oscillations de haute fréquence ! "

MM. A d’Arsonval , H. Bordier, 1929

1.2 Un nouveau générateur à courant continu, 500 000 volts*

Montage redresseur avec :
- 4 transformateurs P1...P4
- 8 condensateurs C1...C8
- 8 kénotrons K1...K8

« Les recherches des laboratoires industriels s’orientent vers l’utilisation de tensions alternatives de plus en plus élevées . . . au contraire, les travaux de laboratoires de physique s’orientent vers l’utilisation des potentiels très élevés, mais de courant continu. A cette occasion qu’il me soit permis de rappeler que les hauts potentiels , tant alternatifs que continus, sont appliqués depuis longtemps en électricité médicale. Qu’il me suffise de citer les nombreux dispositifs de haute fréquence que j’ai présentés à l’Académie depuis 1892 et les meubles producteurs de rayons X établis avec le concours de M. Gaiffe.
La médecine, depuis Galvani, s’efforce d’apporter sa contribution aux progrès de l’électricité. Dans la lutte contre le cancer à l’aide de ce matériel il semble bien que les résultats seront d’autant plus intéressants que la longueur d’onde sera plus courte, ce qui nécessitera des potentiels de plus en plus élevés.
Dans le domaine de la physique pure, la connaissance approfondie de l’atome, l’espoir de sa désintégration engagent les physiciens à essayer des courants continus à potentiel élevé. Notre confrère M. Perrin compte bientôt utiliser un générateur de plus de 500 000 volts . . . »

A. d’Arsonval

(*) A. D’ARSONVAL, des extraits de la note à l'Académie des sciences, séance du 25 mai 1925

1.3 Un générateur d’impulsions électriques à trois millions de volts !

9 Gigawatt !!

« Le 21 juin, nous avons présidé à l'inauguration de cet appareil installé à Ivry dans le laboratoire Ampère, fondé il y a dix ans par la Compagnie générale d'Électrocéramique* pour l'essai des isolateurs de sa fabrication. . . Le dispositif est très simple en théorie : il consiste à charger en parallèle, 100 condensateurs à 30 000 volts et les décharger en série à 3 millions de volts . . . A trois millions de volts la longueur de l’étincelle, à l’air libre, dépasse 4 mètres avec une puissance instantanée de 9 millions de kilowatts. »

(*) A. D’ARSONVAL président de la Compagnie d’Electrocéramique : d’après Extrait : Sur un générateur d'impulsions électriques, Académie des sciences, comptes rendus hebdomadaires, séance du 26 juin 1933

2. Publications

Air liquide, Oxygène, Azote, Gaz rares

« Il y a vingt-sept ans, on me traitait d’utopiste après chacune des conférences où, ayant montré l’air liquide et ses propriétés, j’essayais de prévoir les applications qu’en dehors même des recherches de laboratoire, il recevrait un jour.
Seul Georges Claude voyait encore plus grand : il avait raison, et c’est avec conviction que, quelques années plus tard, je pouvais terminer la préface de son livre de 1903 par cette phrase : La liquéfaction industrielle de l’air n’est pas seulement une révolution scientifique, c’est aussi et surtout une révolution économique et sociale.
. . . J'ai suivi de très près toutes les recherches de M. G. Claude ; j'en ai communiqué à mesure les résultats importants à l'Académie des Sciences. On trouvera le développement de ces notes dans plusieurs chapitres du livre, et on pourra juger une fois de plus avec quelle sûreté et quelle rapidité se développe la pratique, lorsqu'elle est éclairée et guidée par la théorie scientifique.
M. Claude appartient, en effet, à cette élite de chercheurs qui joignent à la curiosité toujours en éveil de l'homme de laboratoire l'esprit positif du praticien. Une théorie ne lui semble, à juste titre, complète, que le jour où elle peut affronter victorieusement la redoutable épreuve de l'application industrielle. . . »
« . . . Outre son intérêt technique, ce livre apporte donc une nouvelle confirmation d'une thèse que j'ai souvent soutenue : il montre comment la Science appliquée peut redresser certaines lois trop hâtives de la Science dite pure. Une loi de physique n'est réellement bien établie que lorsqu'elle est susceptible d'une application industrielle sur une grande échelle : en science pure, on peut se tromper, formuler des lois inexactes sans grands inconvénients ; dans la grande industrie, on ne peut pas, ou du moins pas longtemps, car la ruine est au bout. C'est la thèse que je soutenais lorsque, sous ma présidence, on discutait à l'Académie des Sciences l'opportunité de la création d'une section industrielle : toute l'œuvre de Claude m'a donné raison.
En terminant, je n'aurai garde d'oublier l'une des parties les plus attrayantes en tout cas la plus nouvelle de cette seconde édition : je veux parler du chapitre dans lequel l'auteur nous expose les efforts qui lui ont permis d'instituer au sujet de ces gaz rares que l'atmosphère contient en proportions souvent microscopiques, une technique qui permet de les en extraire couramment, comme de simples sous-produits de l'industrie de l'oxygène et de l'azote.
Outre les recherches scientifiques de haut intérêt qu'il a ainsi rendues possibles, M. G. Claude ne doute pas qu'il aura, ce faisant, contribué à de nouvelles applications que les étranges propriétés de ces gaz rares rendront inévitables ».

Extraits de la préface de M. D’ARSONVAL du livre de Georges CLAUDE, Air liquide, Oxygène, Azote, Gaz rares, Dunod, Paris, 1926

La puissante étincelle de choc du laboratoire Ampère

PHYSIQUE. — Sur un générateur d'impulsions électrique fonctionnant à 3 millions de volts
« Le 21 juin, nous avons présidé à l'inauguration de cet appareil installé à Ivry dans le laboratoire Ampère, fondé il y a dix ans par la Compagnie générale d'Électro-céramique pour l'essai des isolateurs de sa fabrication . . . Ce nouveau dispositif fait suite à celui de un million de volts pour les essais à fréquence industrielle, 50 périodes, destiné au même but depuis 1923. Il a été établi pour étudier expérimentalement les perturbations causées par la foudre sur les réseaux électriques. Les surtensions produites par les décharges atmosphériques ne durant que quelques millionièmes de seconde, il était important de pouvoir les reproduire et d'en enregistrer la forme et la valeur par l'oscillographe cathodique.
Le dispositif est très simple en théorie : il consiste à charger en parallèle, 100 condensateurs à 30000 volts et à les décharger en série à 3 millions de volts. Sa réalisation pratique n'a pu être obtenue qu'à la suite des longs et pénibles essais auxquels se sont livrés, sous la direction de M. Schuep, nos ingénieurs MM. Bellon et Sollima . . . »
« . . . Mon but n'est point de décrire ce remarquable instrument, mais bien de rappeler que toutes les conceptions sur lesquelles il repose sont d'origine française. Ces différentes conceptions qui se succèdent de 1752 à 1933, avec réalisations partielles par leurs auteurs français, se trouvent aujourd'hui harmonieusement réunies dans ce générateur, grâce aux puissants moyens dont dispose de nos jours l'industrie électrique.
La puissante étincelle de choc du laboratoire Ampère n'est point une nouveauté pour la France. Elle y a été produite, et sur une plus grande échelle, il y a près de deux siècles. C'est en effet le 12 juillet 1752 que Jacques de Romas** conçut sa célèbre expérience, et en mai 1753 qu'il l'exécuta dans la ville de Nérac devant tout un peuple frappé à la fois de stupeur et d'admiration.
En lançant son cerf-volant vers les nuées orageuses, de Romas obtint des étincelles de 6 mètres de longueur et de la grosseur du bras, qui éclataient avec un bruit formidable faisant sauter les vitres dans le voisinage. En les dirigeant avec son excitateur sur le point qu'il voulait frapper, de Romas put disloquer des blocs de bois et de maçonnerie, foudroyer de gros animaux, mais par contre protéger efficacement contre ces puissantes décharges, des pigeons enfermés dans une cage métallique reliée à la terre. Par cette grandiose expérience de Romas a donc le premier produit l'onde de choc, démontré la nature électrique de la foudre et prouvé l'efficacité de la cage métallique retrouvée 100 ans après par l'illustre Faraday . . . »
« . . . Au laboratoire Ampère, on a remplacé pour charger les condensateurs, la batterie de Planté par des transformateurs industriels dont la première réalisation est due au Français Gaulard, mort d'ailleurs à la peine. Les condensateurs ont dû être plongés dans l'huile comme je l'avais fait il y a 40 ans pour mes appareils de haute fréquence.
Mais cette idée des isolants liquides pour les hautes tensions est bien plus ancienne; elle remonte à 1860 et est due à un amateur parisien : M. Jean, qui, le premier construisit, d'après le livre de Du Moncel, des bobines d'induction donnant 30 centimètres d'étincelle. Il isolait les circuits au papier buvard, desséchait ses bobines dans le vide et laissait ensuite entrer le liquide isolant (essence de térébenthine épaisse). On ne fait pas mieux aujourd'hui.
Quant à l'oscillographe cathodique c'est notre compatriote, M. Dufour, qui en a établi le premier modèle pratique. J'ai cru devoir rappeler ces noms français car j'estime que ceux qui engrangent la récolte ont le devoir d'honorer ceux qui l'ont semée après avoir péniblement défriché le terrain.»
(*) A. D’ARSONVAL, Extraits : Sur un générateur d'impulsions électriques, Académie des sciences, comptes rendus hebdomadaires, séance du 26 juin 1933

(**) Pour Jacques de Romas : voir aussi AMA-Les @ramis, bulletin 2006, N°2

Energie thermique des mers, une visite au Tunisie !*

PHYSIQUE INDUSTRIELLE.

La description, pourtant si claire de notre Confrère Georges Claude, ne donne qu'une faible idée de l'émotion que cause la visite détaillée de sa nouvelle usine flottante pour l'utilisation de l'énergie thermique des mers.
Cette émotion, je l'ai éprouvée samedi en visitant à Dunkerque le Tunisie avec quelques-uns de nos Confrères qui l'ont partagée. Une fois de plus je me suis rendu compte des difficultés que doit vaincre le savant pour passer du laboratoire à l'usine, de l'idée scientifique à sa réalisation industrielle. Une fois de plus j'ai vu combien l'Académie avait eu raison de suivre ceux d'entre-nous qui pour augmenter son prestige, lui conseillaient de créer une Section spéciale des applications de la science à l'industrie.
Toute idée nouvelle, dans le domaine de l'invention, doit lutter, pour sa réalisation, et contre la matière et contre les hommes.
Le problème le plus compliqué paraît toujours simple quand il est résolu. Mais avant d'en arriver là il a fallu passer par trois étapes qui n'ont pas été épargnées à notre Confrère pour la plupart de ses si originales inventions.*

Première étape. — L'idée est déclarée irréalisable pour un tas de bonnes raisons que suggère en foule notre inertie cérébrale endormie sur des théories devenues classiques.
Deuxième étape. — Si l'auteur montre par quelques expériences bien conduites que son idée n'est pas en contradiction avec les faits ; mais, elle n'est pas nouvelle, lui dit-on alors, et l'on cherche à lui opposer des antériorités plus ou moins justifiées qui diminuent son mérite ou le découragent.
Troisième étape. —L'idée a reçu une application devenue pratique et familière au public. Mais alors celte idée paraît tellement évidente qu'il n'y a plus aucun mérite à l'avoir réalisée. Il fallait y penser, voilà tout, dit-on à l'auteur.

Eh bien, j'ai de bonnes raisons personnelles d'affirmer qu'il ne suffit pas d'émettre une idée pour la réaliser.
Claude a rappelé ici même que j'avais émis l'idée d'utiliser l'énergie thermique des mers il y a cinquante ans passés (en 1881). Il y avait quelque mérite de sa part puisqu'il avait déjà résolu le problème, à sa façon, avant de connaître ma publication.
Mais, sans Claude et son collaborateur, mon idée dormirait encore. Le vrai père est donc celui qui féconde, celui qui réalise. Laissons à l'émetteur le titre de parrain s'il tient au nouveau-né.
Voilà la première impression que m'a causé la visite du Tunisie. Il en est une seconde : c'est l'utilité, la bienfaisance même dirai-je, des obstacles à vaincre pour qu'un homme, né pour l'action, puisse donner toute sa mesure. Cette usine flottante en a soulevé de nombreux et des plus difficiles à surmonter. Ils l'ont été par Claude avec une simplicité qui a fait l'admiration de connaisseurs tels que ceux qui dirigent les chantiers de France. M. Le Fol, mon très aimable cicérone dans cette visite, n'a cessé de me dire avec une modestie charmante combien se trouvaient honorés ses ingénieurs et lui-même d'une collaboration avec notre Confrère.
Enfin la troisième impression que j'ai rapporté de mon voyage à Dunkerque c'est que l'idée de l'aide que l'industriel doit au savant, et, réciproquement, fait de sensibles progrès.
L'argent gagné par les applications de la science doit, en partie, aider à son développement ultérieur.
C'est une pensée généreuse que notre Confrère met une fois de plus en pratique et pour laquelle je lui souhaite beaucoup de plagiaires.
Les vœux de l'Académie des Sciences accompagnent celui de ses membres qui a déjà tant fait pour son bon renom à l'étranger.

(*) A. D’ARSONVAL, Académie des sciences, comptes rendus hebdomadaires,séance du 30 juillet 1934.
Pour en savoir plus sur ce volet de l'histoire de l'exploitation de l'énergie thermique des mers, consultez à partir de la page 9 ce rapport.

Cérémonie* du baptême du navire câblier « d'Arsonval »

« L'Académie des Sciences est particulièrement heureuse de se trouver associée aujourd'hui à l'hommage rendu au savant éminent** qui, élu en 1894 dans sa section de Médecine et Chirurgie, fut son Président en 1917 et compta pendant plus de 46 ans parmi ses membres.
Nul choix ne pouvait être plus approprié pour le nom d'un navire dont la mission, en portant sur toutes les mers du globe le pavillon français, sera précisément de c oncourir au développement des moyens de communication de notre pays et à la diffusion de sa pensée, que celui de l'illustre électro physicien dont, non seulement la réputation est universelle, mais dont les travaux se rattachent encore si directement à l'exercice même de cette mission, la technique des télécommunications.
D'autres voix plus autorisées rappelleront les titres dominants du grand physiologiste, élève, préparateur et bientôt émule de Claude Bernard ; aussi je me bornerai à souligner ici l'aspect particulièrement physique et technique, plus naturellement propre à nous retenir aujourd'hui, d'une œuvre considérable poursuivie tout au long d'une vie remarquablement remplie. . . »
« . . .Tout le monde connaît son galvanomètre à cadre mobile dont, bien qu'il porte aussi le nom de Deprez, il semble, d'après lord Kelvin et indépendamment de lui, il puisse revendiquer l'idée de principe, mais l'on sait moins qu'il est également l'inventeur de la forme qu'ont gardé aujourd'hui la plupart des appareils de mesure à cadre à courants continus, montés sur pointes avec ressorts spiraux servant à amener du courant. La recherche d'appareils à la fois sensibles, rapides, précis et bien amortis, le conduisit aussi à réaliser de nombreuses variantes de galvanomètres astatiques à aimant mobile dérivés de celui de sir William Thomson, ainsi qu'à perfectionner leurs dispositifs de lecture (galvanomètres à miroir, à microscope...etc.). Cette communauté d'intérêts, ainsi que la part qu'il prit tant à la fondation qu'à la rédaction de la principale revue française d' Electricité de l'époque, la Lumière électrique, contribuèrent ainsi à le mettre en rapports avec ce grand physicien et ingénieur, pionnier par surcroît des télécommunications et spécialement de la télégraphie sous-marine, que fut lord Kelvin, dont l'évocation est particulièrement à sa place dans ce navire voué à une technique et à des méthodes d'essai dont il est à l'origine presque exclusivement le créateur . . . »
« . . . Ayant ainsi toujours fait le plus grand cas des applications pratiques, il fut, avec Henri Le Chatelier et André Blondel, l'un des principaux promoteurs de la nouvelle section créée au sein de l'Académie en 1918 pour y admettre les savants qui se sont plus particulièrement voués à développer ces applications de la science dans l'industrie.
En ces temps d'épreuve où les difficultés matérielles auxquelles se heurtent encore trop souvent dans nos pays appauvris les laboratoires, en ralentissant le travail expérimental, contribuent à incliner davantage les jeunes chercheurs vers la pure spéculation, il est bon que l'exemple de d'Arsonval, par sa fécondité et son magnifique rayonnement, nous rappelle la valeur irremplaçable de l'expérimentation. S'il est vrai que, comme l'affirmait ce grand théoricien que fut H. Poincaré, l'expérience soit la source unique de toute Vérité, la simple consultation du réel et de l'humble soumission aux faits, outre qu'elles nous révèlent à tout moment dans la nature de Nouvelles richesses et des possibilités inattendues que notre intelligence livrée à ses seules ressources n'aurait su imaginer, ont aussi un rôle social à jouer ; car non seulement elles coordonnent les recherches spéculatives, qui, suivant leur propre inspiration, n'auraient que trop tendance à prendre des voies divergentes, mais aussi, sur un plan plus vaste, elles doivent contribuer effectivement, sous leur souveraineté, à rapprocher les hommes, dans un effort commun propre à développer des sentiments de tolérance, d'estime et de compréhension mutuelles, enfin de respect scrupuleux de la personnalité humaine et des libertés individuelles sous leurs formes même les plus délicates et les plus exigeantes.
Puisse ce bateau, en entreprenant sa tâche, qui, quoique modeste, demeure associée à la grandeur de notre pays, contribuer pour sa part à promouvoir cette leçon du grand Français** dont il porte le nom ! »
Georges Darrieux, Membre de l'Académie des Sciences.
La-Seyne-sur-Mer, Var, le dimanche 11 juillet 1948

(*) Extraits du discours de M. Georges DARRIEUX, Académie des sciences, comptes rendus hebdomadaires, séance du 12 juillet 1948.
(**) Arsène d’Arsonval (1851-1940)

1. Recherche-innovation