Eld4-4 - Dynamo Gramme
Fonction
Produire un courant électrique continu à partir d’un travail mécanique (fonction génératrice) et produire un travail à partir d’énergie électrique (fonction motrice).
Description
Les spires d’un induit en forme d’anneau tournent dans l’entrefer d’un grand aimant de Jamin ; elles sont le siège de tensions alternatives qu’il convient de faire débiter dans le même sens pour obtenir un courant continu dans un circuit extérieur. Dans ce but des paquets de spires sont reliés, chacun à une lame de cuivre disposée sur un cylindre isolant, le collecteur, qui tourne avec l’anneau. Le courant est « collecté » par deux balais qui frottent sur le cylindre du collecteur et sont reliés à deux bornes.
La dynamo peut être mise en rotation par un pédalier avec système bielle-manivelle. En fonction motrice, elle peut faire tourner un axe muni de poulies, situé au-dessus. Sur cette machine on peut lire l’inscription :
Machine de Gramme
Inv. Bté SGDG
(sur garantie du gouvernement) Breguet FT n°15D
Selon toute vraisemblance, cette machine a été construite à l’époque de Gramme dans les ateliers dirigés par Antoine Breguet (1851-1882).
Histoire
Depuis les travaux de l’anglais Michael Faraday (1791-1867) entrepris en 1824 et exposés à la Royal Society le 24 novembre 1831 et le 12 janvier 1832 et les travaux (indépendants) de l’américain Joseph Henry (1799-1878), publiés en juillet 1832, on savait créer un courant dans une bobine (circuit induit ou « induit ») par déplacement relatif de « l’inducteur » (un aimant) et de l’induit.
Mais, pour obtenir une application pratique, industrielle, il fallait passer d’un mouvement de translation forcément limité à un mouvement continu de rotation. Ce fut l'œuvre du constructeur français Hippolyte Pixii (1808-1835), qui créa en 1832 la première machine (Eld4-3) mettant en œuvre un inducteur tournant devant un induit fixe. Celui-ci est le siège d’une force électromotrice qui change de sens deux fois par tour. Méconnaissant l’intérêt d’un courant alternatif, Pixii « redresse » le courant à l’aide d’un commutateur tournant. (précurseur du « collecteur » de la dynamo Gramme).
Quatre ans plus tard (1836) l’anglais Henry Hyde Clarke, (1815-1895), ingénieur et philologue (remarquable linguiste, il parlait 40 langues et en comprenait une centaine), construisit une machine dans laquelle c'était l’induit (une paire de bobines) qui tournait devant un inducteur (aimant) fixe. Ganot (dans l'édition de 1862) décrit cette machine comme le dernier cri de la technique. Passons sur d’autres machines, celle de Nollet (1850) améliorée par Van Malderen, le moteur électrique de Jacobi qui fit évoluer sur la Néva en 1838 le premier bateau mû par un moteur électrique...
En 1864, l’Italien Antonio Pacinotti (1841-1912), professeur à l’université de Cagliari, eut l’idée de donner à l’induit tournant la forme d’un anneau, mais son invention tomba dans l’oubli.
Un ouvrier électricien, d’origine belge, qui travaillait en France à l’équipement du phare de la Hève, Zénobe Gramme (1826-1901), reprit (ou redécouvrit ?) l’idée de l’induit en forme d’anneau et imagina le collecteur en 1869. Il présenta ses travaux à l’Académie des Sciences le 17 juillet 1871. En 1873, à l’exposition de Vienne, il se servit de sa dynamo pour transporter sous forme électrique, à deux kilomètres, l’énergie d’une machine à vapeur.
Antoine Breguet (1851-1882), physicien, fut placé à la tête des ateliers fondés par son père Louis Breguet (1804-1883) physicien et horloger qui construisit de nombreux instruments et inventa le télégraphe à cadran (Eld3-3). Louis était lui-même le petit-fils d’un célèbre horloger Abraham Breguet (1747-1823). De la même famille, et plus près de nous, Louis-Charles (1880-1955), ingénieur aviateur fut un des premiers constructeurs d’avion et d’hélicoptères. Antoine Breguet et ses ouvriers sont probablement les constructeurs de notre dynamo. Ils adaptèrent l’aimant de Jamin. Rappelons (Eld4-6) que Breguet fut aussi constructeur de la bobine de Masson.
Jules-Célestin Jamin (1818-1886), élève de l’École Normale Supérieure enseigne dans divers lycées ; nommé professeur à l’École Polytechnique en 1852, à la Faculté des Sciences de Paris en 1863, il entra à l’Académie des Sciences en 1868, il en devint le secrétaire perpétuel en 1884. Il publia un mémoire sur la constitution des aimants. On lui doit un modèle remarquable d’aimant (long et constitué de lames juxtaposées) et une bougie électrique. Citons d'autres travaux : étude de la réflexion métallique (sa thèse), des interférences (miroirs de Jamin), de la vitesse de la lumière... Il écrivit son cours de physique à l’École Polytechnique (1858-1861) ; ce cours fut refondu avec la collaboration de Bouty (1878-1887).