jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
au champ tel que nous l'offre la nature en dehors des jours orageux, en s'abstenant par conséquent de discuter l'effet possible des champs artificiels intenses, on ne voit aucun processus par l'intermédiaire duquel ce champ normal pourrait produire un effet appréciable. Au contraire les variations météorologiques qui accompagnent celles du champ ont sur les organismes des effets évidents. Une règle de bon sens, dont on ne devrait jamais se départir, serait donc de débrouiller complètement le faisceau des causes météorologiques avant de recourir à une explication quelconque qui fasse intervenir le champ électrique. D'avance on peut en dire autant des autres grandeurs électriques que nous introduirons tout à l'heure. Il faut pourtant faire une ou deux exceptions : le champ électrique peut devenir considérable sans qu'il y ait orage à proprement parler, si l'on se trouve en montagne. Vous avez tous entendu parler du pouvoir des pointes. Vous savez que le champ électrique à la surface d'un conducteur est plus fort au voisinage des aspérités. Si le champ devient suffisant, l'électricité s'échappe par la pointe. Le feu Saint Elme des anciens navigateurs est un phénomène de cette nature, où les mâts des navires jouent le rôle des pointes; il apparaît seulement par temps d'orage. Au contraire, en montagne, sans orage proprement dit, ce champ, déjà augmenté par le relief, peut devenir suffisant pour faire dresser les cheveux sur la tête ou produire une effluence à la pointe du piolet. Un cas analogue se produit dans les contrées où l'air est extrêmement sec, au Sahara notamment. Les isolants que nous sommes habitués à regarder comme médiocres, tels que le verre, le caoutchouc, la laine, ou même le coton, y peuvent devenir des isolants de premier ordre et permettre les électrisations par frottement. Ainsi un camion isolé par ses pneus peut se charger dans un vent de sable et infliger une forte secousse à qui y monte ou en descend. Les boussoles peuvent s'affoler par suite d'une attraction électrostatique entre aiguille et des charges électriques situées sur le verre qui ferme la boîte. La nuit, on produit des étincelles en secouant son
seulement par temps d'orage. Au contraire, en montagne, sans orage proprement dit, ce champ, déjà augmenté par le relief, peut devenir suffisant pour faire dresser les cheveux sur la tête ou produire une effluence à la pointe du piolet. Un cas analogue se produit dans les contrées où l'air est extrêmement sec, au Sahara notamment. Les isolants que nous sommes habitués à regarder comme médiocres, tels que le verre, le caoutchouc, la laine, ou même le coton, y peuvent devenir des isolants de premier ordre et permettre les électrisations par frottement. Ainsi un camion isolé par ses pneus peut se charger dans un vent de sable et infliger une forte secousse à qui y monte ou en descend. Les boussoles peuvent s'affoler par suite d'une attraction électrostatique entre aiguille et des charges électriques situées sur le verre qui ferme la boîte. La nuit, on produit des étincelles en secouant son burnous ou en caressant son chien. Il est arrivé une fois de dormir au milieu de lueurs et de crépitements naissant chaque mouvement, une belle nuit de juin où j'avais tiré mon lit hors du bordj abandonné d'Arak. C'était assez spectaculaire mais parfaitement inoffensif et apparemment dénué de toute influence tonifiante sur quelques voyageurs écrasés par la chaleur. Revenons à des conditions plus normales. Nous avons dit « l'air est un isolant ». Ce n'est pas tout à fait vrai. En réalité, l'air est un gaz faiblement ionisé, c'est-à-dire renfermant des particules mobiles, chargées les unes d'électricité positive, les autres d'électricité négative, et que l'on appelle des « ions ». Un corps chargé, même bien isolé, perd de l'électricité parce qu'il attire les ions de signe contraire à sa charge. Il repousse simultanément les ions qui portent l'électricité de même signe que la sienne. De façon générale, dans un champ électrique quelconque, les ions positifs tendent à se déplacer dans le sens du champ, les ions négatifs en sens inverse. Ils heurtent en chemin les molécules du gaz, qui les détourrent et les retardent. En moyenne leur mouvement s'écarte peu d'un déplacement rectiligne à vitesse constante. Cette vitesse est proportionnelle
tonifiante sur quelques voyageurs écrasés par la chaleur. Revenons à des conditions plus normales. Nous avons dit « l'air est un isolant ». Ce n'est pas tout à fait vrai. En réalité, l'air est un gaz faiblement ionisé, c'est-à-dire renfermant des particules mobiles, chargées les unes d'électricité positive, les autres d'électricité négative, et que l'on appelle des « ions ». Un corps chargé, même bien isolé, perd de l'électricité parce qu'il attire les ions de signe contraire à sa charge. Il repousse simultanément les ions qui portent l'électricité de même signe que la sienne. De façon générale, dans un champ électrique quelconque, les ions positifs tendent à se déplacer dans le sens du champ, les ions négatifs en sens inverse. Ils heurtent en chemin les molécules du gaz, qui les détourrent et les retardent. En moyenne leur mouvement s'écarte peu d'un déplacement rectiligne à vitesse constante. Cette vitesse est proportionnelle au champ; le coefficient de proportionnalité est la « mobilité » de l'ion. On connaissait depuis longtemps l'existence d'ions dont la mobilité, autrement dit la vitesse dans un champ de 1 volt par centimètre, était de l'ordre du centimètre par seconde. Depuis 1905, on appelle ces ions les « petits ions ». C'est à cette époque en effet, que Langevin, dont on fêtait récemment le jubilé, découvrit une autre espèce d'ions, les « gros ions » qu'on appelle souvent les « ions de Langevin », et dont la mobilité est 3 000 fois moindre. Il y a des intermédiaires entre les petits et les gros ions, mais ces deux catégories restent les plus importantes. Dans l'atmosphère libre, les petits ions sont produits par l'action du rayonnement cosmique sur les molécules des gaz de l'air. Au voisinage du sol deux effets s'y ajoutent : l'un est deux fois plus intense en moyenne que l'effet des rayons cosmiques, c'est le rayonnement des corps radioactifs contenus dans le sol ; l'autre est trois fois plus intense, c'est le rayonnement des émanations radioactives contenues dans l'air lui-même. Les trois espèces de rayonnement arrachent des électrons aux molécules d'oxygène. Un électron arraché s'entoure de quelques
ions ». C'est à cette époque en effet, que Langevin, dont on fêtait récemment le jubilé, découvrit une autre espèce d'ions, les « gros ions » qu'on appelle souvent les « ions de Langevin », et dont la mobilité est 3 000 fois moindre. Il y a des intermédiaires entre les petits et les gros ions, mais ces deux catégories restent les plus importantes. Dans l'atmosphère libre, les petits ions sont produits par l'action du rayonnement cosmique sur les molécules des gaz de l'air. Au voisinage du sol deux effets s'y ajoutent : l'un est deux fois plus intense en moyenne que l'effet des rayons cosmiques, c'est le rayonnement des corps radioactifs contenus dans le sol ; l'autre est trois fois plus intense, c'est le rayonnement des émanations radioactives contenues dans l'air lui-même. Les trois espèces de rayonnement arrachent des électrons aux molécules d'oxygène. Un électron arraché s'entoure de quelques molécules neutres et forme un petit ion négatif. La molécule qui a perdu l'électron tourne elle aussi de quelques molécules neutres et forme un petit ion positif. Ainsi, les petits ions sont produits par paires, à raison d'une dizaine en moyenne par centimètre cube et par seconde. Même si l'air était absolument pur, le nombre de petits ions n'irait pas constamment en augmentant. La turbulence de l'air ou, au moins, l'agitation thermique amèneraient des rencontres incessantes entre les ions de signe contraire, qui se neutraliseraient. C'est la « recombinaison » des petits ions. Mais il y a une cause beaucoup plus importante de disparition de ces petits ions. C'est leur transformation en « gros ions ». Je dois rappeler d'abord ce que sont les « noyaux de condensation ». Un brouillard ne se formerait par refroidissement d'air pur et humide que si cet air était très fortement sursaturé. Si les conditions théoriques d'équilibre sont assez convenablement applicables à la condensation sous forme de gouttelettes, c'est que l'air contient des particules qui servent d'amorce à ces gouttelettes et qu'on appelle noyaux de condensation. L'étude de ces noyaux ne fait pas partie de l'électricité atmosphérique au sens strict, mais elle en est
était absolument pur, le nombre de petits ions n'irait pas constamment en augmentant. La turbulence de l'air ou, au moins, l'agitation thermique amèneraient des rencontres incessantes entre les ions de signe contraire, qui se neutraliseraient. C'est la « recombinaison » des petits ions. Mais il y a une cause beaucoup plus importante de disparition de ces petits ions. C'est leur transformation en « gros ions ». Je dois rappeler d'abord ce que sont les « noyaux de condensation ». Un brouillard ne se formerait par refroidissement d'air pur et humide que si cet air était très fortement sursaturé. Si les conditions théoriques d'équilibre sont assez convenablement applicables à la condensation sous forme de gouttelettes, c'est que l'air contient des particules qui servent d'amorce à ces gouttelettes et qu'on appelle noyaux de condensation. L'étude de ces noyaux ne fait pas partie de l'électricité atmosphérique au sens strict, mais elle en est inséparable. En voici les principaux résultats : Le nombre des noyaux est extraordinairement variable. En moyenne, ce nombre est de quelques centaines par centimètre cube sur la mer et dans les régions de montagnes où l'air est le plus pur, de quelques dizaines de mille dans l'air pollué de nos villes. La nature des noyaux serait extrêmement intéressante à bien connaître, mais on commence seulement à l'entrevoir : la plupart sont inaccessibles au microscope et même à l'ultramicroscope. Seul le microscope électronique a permis à Linke en 1943 de photographier les noyaux de son laboratoire à Francfort-sur-le-Main. Suivant la méthode habituelle, il produisait des brouillards par détente répétée et laissait déposer puis évaporer les gouttelettes sur la feuille porte-objet. Il semble assez difficile de distinguer les noyaux des impuretés superficielles de cette feuille. Linke a trouvé que les rayons de ses noyaux étaient compris entre 25 et 100 millimicrons (1 mµL = 10-7 cm.). L'aspect ordinaire est fibreux. On observe plus rarement des formes cristallines hexagonales, qui se détruisent par réchauffement dû au bombardement électronique. Linke n'émet aucune hypothèse sur ces cristaux. On a longtemps admis que des particules de chlorure de sodium provenant des océans pouvaient grâce à leurs
villes. La nature des noyaux serait extrêmement intéressante à bien connaître, mais on commence seulement à l'entrevoir : la plupart sont inaccessibles au microscope et même à l'ultramicroscope. Seul le microscope électronique a permis à Linke en 1943 de photographier les noyaux de son laboratoire à Francfort-sur-le-Main. Suivant la méthode habituelle, il produisait des brouillards par détente répétée et laissait déposer puis évaporer les gouttelettes sur la feuille porte-objet. Il semble assez difficile de distinguer les noyaux des impuretés superficielles de cette feuille. Linke a trouvé que les rayons de ses noyaux étaient compris entre 25 et 100 millimicrons (1 mµL = 10-7 cm.). L'aspect ordinaire est fibreux. On observe plus rarement des formes cristallines hexagonales, qui se détruisent par réchauffement dû au bombardement électronique. Linke n'émet aucune hypothèse sur ces cristaux. On a longtemps admis que des particules de chlorure de sodium provenant des océans pouvaient grâce à leurs propriétés hygroscopiques représenter la majeure partie des noyaux naturels. Mais le sel marin est un cristal cubique. Vu suivant une diagonale, un cube peut évidemment présenter un aspect hexagonal, mais ce serait une orientation bien exceptionnelle. M. Salles, qui a longtemps étudié les noyaux de condensation à notre Institut de Physique du Globe, avait attiré l'attention sur le fait que le chlorure de sodium à proprement parler n'est pas déliquescent, et que le sel marin tirait ses propriétés hygroscopiques de la présence comme impureté du chlorure de magnésium. Or le chlorure de magnésium cristallise dans le système hexagonal. Il semble donc possible que le chlorure de magnésium intervienne non pas comme impureté, mais comme constituant essentiel des noyaux hygroscopiques. Je reviens aux noyaux fibreux, qui agissent évidemment grâce à leur porosité. Quelle peut être leur nature ? Linke y voit des enchevêtrements de grosses molécules organiques ; cela paraît bien étrange. Voici une hypothèse plus naturelle : on sait que dans les villes un grand nombre de noyaux sont produits par les combustions et par les échappements de moteurs. À Paris, M. et Mme Thellier ont trouvé que la pollution, mesurée par le nombre de noyaux, avait diminué de moitié
Physique du Globe, avait attiré l'attention sur le fait que le chlorure de sodium à proprement parler n'est pas déliquescent, et que le sel marin tirait ses propriétés hygroscopiques de la présence comme impureté du chlorure de magnésium. Or le chlorure de magnésium cristallise dans le système hexagonal. Il semble donc possible que le chlorure de magnésium intervienne non pas comme impureté, mais comme constituant essentiel des noyaux hygroscopiques. Je reviens aux noyaux fibreux, qui agissent évidemment grâce à leur porosité. Quelle peut être leur nature ? Linke y voit des enchevêtrements de grosses molécules organiques ; cela paraît bien étrange. Voici une hypothèse plus naturelle : on sait que dans les villes un grand nombre de noyaux sont produits par les combustions et par les échappements de moteurs. À Paris, M. et Mme Thellier ont trouvé que la pollution, mesurée par le nombre de noyaux, avait diminué de moitié pendant la période d'occupation, où nous n'avions ni feu dans nos cheminées, ni autos dans nos rues. Il me semble probable que les noyaux fibreux de Linke sont simplement constitués de carbone. On trouve dans les fours à coke des dépôts de carbone formant de longs filaments. Malgré le changement d'échelle, cela appuie encore cette attribution provisoire des noyaux fibreux à une variété de carbone. Il faut souhaiter de nouvelles recherches sur ce point. Comment les noyaux de condensation interviennent-ils en électricité atmosphérique ? C'est que les petits ions rencontrant des noyaux de condensation s'attachent à eux et se transforment en gros ions. La vie moyenne d'un petit ion est ainsi réduite à une durée de l'ordre de la minute. On comprend que plus la pollution est grande, plus le nombre de gros ions est élevé. Langevin prétend modestement que l'atmosphère faiblement polluée de son laboratoire du Collège de France l'a beaucoup aidé à découvrir les gros ions. Voici d'ailleurs, d'après une importante étude de Mme Thellier, le nombre moyen d'ions et de noyaux par centimètre cube, d'une part à l'Observatoire de Chambon-la-Forté, dont l'atmosphère est assez pure, d'autre part à l'Institut de Physique du Globe de Paris : PETITS
d'échelle, cela appuie encore cette attribution provisoire des noyaux fibreux à une variété de carbone. Il faut souhaiter de nouvelles recherches sur ce point. Comment les noyaux de condensation interviennent-ils en électricité atmosphérique ? C'est que les petits ions rencontrant des noyaux de condensation s'attachent à eux et se transforment en gros ions. La vie moyenne d'un petit ion est ainsi réduite à une durée de l'ordre de la minute. On comprend que plus la pollution est grande, plus le nombre de gros ions est élevé. Langevin prétend modestement que l'atmosphère faiblement polluée de son laboratoire du Collège de France l'a beaucoup aidé à découvrir les gros ions. Voici d'ailleurs, d'après une importante étude de Mme Thellier, le nombre moyen d'ions et de noyaux par centimètre cube, d'une part à l'Observatoire de Chambon-la-Forté, dont l'atmosphère est assez pure, d'autre part à l'Institut de Physique du Globe de Paris : PETITS IONS GROS IONS NOYAUX de chaque signe de chaque signe de condensation Chambon 400 2 000 7 0000 Paris juin-juillet (pas de chauffage) 100 5 000 40 000 Paris novembre-mars (chauffage) 100 20 000 60 000 J'ai arrondi les chiffres pour ne pas vous fatiguer, et surtout parce que le nombre de mesures n'est pas tel qu'il fournisse une moyenne précise. La seule chose intéressante est d'avoir un ordre de grandeur. Car en un lieu donné, le nombre des noyaux, et par conséquent celui de chaque espèce d'ions varie énormément suivant la saison, suivant l'heure, et suivant la situation météorologique, augmentant lorsque le vent vient des sources naturelles ou artificielles de noyaux. C'est ainsi qu'à Paris, M. Laughlin a trouvé une relation entre le nombre de gros ions et le nombre de cheminées d'usine visibles dans la direction d'où venait le vent (fig. 61). En devenant gros ion, le petit ion perd sa mobilité. D'où une répercussion sur une quantité dont nous n'avons pas encore parlé, qui est la « conductibilité » de l'air : dans un champ électrique donné, les ions, qui ont tous la même charge, transportent d'autant plus d'électricité qu'ils sont plus nombreux et plus mobiles. Par
nombre de mesures n'est pas tel qu'il fournisse une moyenne précise. La seule chose intéressante est d'avoir un ordre de grandeur. Car en un lieu donné, le nombre des noyaux, et par conséquent celui de chaque espèce d'ions varie énormément suivant la saison, suivant l'heure, et suivant la situation météorologique, augmentant lorsque le vent vient des sources naturelles ou artificielles de noyaux. C'est ainsi qu'à Paris, M. Laughlin a trouvé une relation entre le nombre de gros ions et le nombre de cheminées d'usine visibles dans la direction d'où venait le vent (fig. 61). En devenant gros ion, le petit ion perd sa mobilité. D'où une répercussion sur une quantité dont nous n'avons pas encore parlé, qui est la « conductibilité » de l'air : dans un champ électrique donné, les ions, qui ont tous la même charge, transportent d'autant plus d'électricité qu'ils sont plus nombreux et plus mobiles. Par conséquent, la conductibilité, qui est le rapport entre l'intensité du courant électrique produit et le champ appliqué, est due presque exclusivement aux petits ions. Leur transformation en gros ions entraîne une baisse de conductibilité. Un phénomène analogue se produit dans les nuages et les brouillards : les gouttelettes nuageuses, qui sont relativement énormes, absorbent les petits ions ; la conductibilité peut y tomber au dixième de sa valeur. Ce phénomène vient d'être étudié par Pluvinalge, à l'Observatoire du Puy-de-Dôme. Il a pu redresser certaines erreurs : en particulier le physicien allemand Wigand supposait que la conductibilité était entièrement due aux gouttes chargées, et il a admis pour celles-ci des charges électriques considérables. Je le signale en passant parce que les idées de Wigand sont souvent invoquées pour servir de base à une analogie un peu forcée entre les brouillards et les suspensions colloïdales. La conductibilité de l'air est, après le champ électrique mais loin derrière, la grandeur électrique naturelle la plus facile à mesurer. Pour cela, on mesure séparément la conductibilité correspondant au mouvement des ions de chaque signe (fig. 62). On a souvent cherché, ici encore, à mettre les résultats des mesures en corrélation avec des modifications biologiques. Comme
sont relativement énormes, absorbent les petits ions ; la conductibilité peut y tomber au dixième de sa valeur. Ce phénomène vient d'être étudié par Pluvinalge, à l'Observatoire du Puy-de-Dôme. Il a pu redresser certaines erreurs : en particulier le physicien allemand Wigand supposait que la conductibilité était entièrement due aux gouttes chargées, et il a admis pour celles-ci des charges électriques considérables. Je le signale en passant parce que les idées de Wigand sont souvent invoquées pour servir de base à une analogie un peu forcée entre les brouillards et les suspensions colloïdales. La conductibilité de l'air est, après le champ électrique mais loin derrière, la grandeur électrique naturelle la plus facile à mesurer. Pour cela, on mesure séparément la conductibilité correspondant au mouvement des ions de chaque signe (fig. 62). On a souvent cherché, ici encore, à mettre les résultats des mesures en corrélation avec des modifications biologiques. Comme pour le champ, nous nous bornerons aux effets de l'ionisation naturelle. L'inhalation d'air où l'on a produit des ions en nombre énorme a peut-être une influence. Mais je ne pense pas que la conductibilité naturelle en ait aucune. Un directeur de sanatorium affirme que les hémoptysies sont plus fréquentes dans son établissement lorsque la conductibilité due aux ions négatifs devient égale à la conductibilité positive, alors qu'elle est généralement inférieure. Mais on sait d'autre part que les grandes masses d'air, polaire et tropical, dont l'alternance amène le beau et le mauvais temps diffèrent par leur pollution et par leurs propriétés électriques. On peut donc penser que l'arrivée des fronts froids ou chauds séparant ces masses d'air est la raison profonde de la variation observée dans le rapport des conductibilités. La chaleur ou le froid, l'humidité ou la sécheresse, le calme ou la tempête doivent influer plus directement sur l'homme que la conductibilité de l'air, ce sous-produit hybride de la radioactivité et de la pollution. Nous avons vu les petits ions disparaître, s'agréger aux noyaux de condensation, et donner de gros ions. Vous vous demandez peut-être comment les gros ions disparaissent à leur tour. Eh bien, ils se combinent avec les
son établissement lorsque la conductibilité due aux ions négatifs devient égale à la conductibilité positive, alors qu'elle est généralement inférieure. Mais on sait d'autre part que les grandes masses d'air, polaire et tropical, dont l'alternance amène le beau et le mauvais temps diffèrent par leur pollution et par leurs propriétés électriques. On peut donc penser que l'arrivée des fronts froids ou chauds séparant ces masses d'air est la raison profonde de la variation observée dans le rapport des conductibilités. La chaleur ou le froid, l'humidité ou la sécheresse, le calme ou la tempête doivent influer plus directement sur l'homme que la conductibilité de l'air, ce sous-produit hybride de la radioactivité et de la pollution. Nous avons vu les petits ions disparaître, s'agréger aux noyaux de condensation, et donner de gros ions. Vous vous demandez peut-être comment les gros ions disparaissent à leur tour. Eh bien, ils se combinent avec les petits ions de signe opposé pour redonner des noyaux neutres. La rencontre de deux gros ions de signe opposé est également possible mais beaucoup plus rare par suite de leur faible mobilité. Pour résumer brièvement tout le début de cet exposé, que trouve-t-on autour de la Terre ? Un champ électrique assez fort dans une atmosphère faiblement ionisée. Mais alors les ions de l'air vont se déplacer dans le champ et créer un courant qui sera comme le champ dirigé de haut en bas. Ce « courant vertical » est extrêmement faible, de l'ordre de l'ampère pour une section grande comme la France, de l'ordre du millier d'ampères pour le globe entier. Si l'on se borne aux heures de beau temps, il est assez peu variable d'un moment à l'autre et d'un endroit à l'autre. Pour pouvoir s'expliquer cette constance relative du courant vertical, et d'ailleurs bien d'autres phénomènes, il faut connaître l'état électrique de l'atmosphère non seulement au sol, mais en altitude. Nous en dirons donc quelques mots. Les conditions y sont plus simples qu'à hauteur d'homme, puisque la radioactivité et la pollution ne jouent plus de rôle. Mais les mesures y sont plus difficiles et beaucoup moins nombreuses.