MÉTHODE DE M. BOUTY POUR LA MESURE DE L\`INTENSITÉ

LA
180
HOUILLE
a u m o y e n d ' u n é l e c t r o m è t r e s e n s i b l e . D è s l o r s le débit de
P e a u a p o u r e x p r e s s i o n : Q = e. p. I.
(2)
MÉTHODE D E M. BOUTY
POUR L i MESURE DI L'INTENSITÉ DES I M P S MAGNÉTIQUES
SON APPLICATION A L A MESURE DES
A p r o p o s d e la m e s u r e d u d é b i t d e s r i v i è r e s , M . B o u c h e r o t a s i g n a l é , a u C o n g r è s d e la H o u i l l e B l a n c h e (i),
u n e m é t h o d e i m a g i n é e p a r M . B o u t y , il y a e n v i r o n c i n q
ans. C e t t e m é t h o d e t r è s i n g é n i e u s e q u i p e r m e t d e d é t e r ­
m i n e r avec la p l u s g r a n d e p r é c i s i o n l ' i n t e n s i t é d ' u n c h a m p
magnétique,
pourrait
également,
comme
l'indiquait
M . B o u c h e r o t , s ' a p p l i q u e r à la d é t e r m i n a t i o n de la v i t e s s e
des cours d'eau.
C ' e s t à ce t i t r e q u ' i l n o u s a p a r u i n t é r e s s a n t d'en r a p p e l e r
ici le p r i n c i p e en m e t t a n t en é v i d e n c e son a p p l i c a t i o n p o s ­
sible a u x m e s u r e s h y d r a u l i q u e s .
U n c o n d u c t e u r l i n é a i r e q u i se d é p l a c e p e r p e n d i c u l a i r e ­
m e n t a u x lignes de force d ' u n c h a m p m a g n é t i q u e est le
siège d ' u n e force é l e c t r o m o t r i c e i n d u i t e E, p r o p o r t i o n n e l l e
à la vitesse v d u d é p l a c e m e n t , à la l o n g u e u r / d u c o n d u c ­
t e u r et à l ' i n t e n s i t é Ji d u c h a m p m a g n é t i q u e :
(I)
q u i est, c o m m e on le voit, p a r f a i t e m e n t i n d é p e n d a n t e de la
conductibilité du conducteur employé.
DISPOSITIF GÉNÉRAL de
L'EXPÉRIENCE
LEGENDE
N,S, masses polaires do rélectroamwmt,
A,
\eme liquide
B,
ajutage ou cuvette definibsatU, la forme de la veine liquide.
I,
hauteur de la veine
«,
épaisseur.
cCj électrodes de cuivre reliées à un électromètre.
S o i t d o n c u n filet d ' e a u A (fig. i ) s ' é c o u l a n t avec u n e
vitesse u n i f o r m e 2; d a n s u n c h a m p m a g n é t i q u e , la section d e
ce filet d ' e a u é t a n t s u p p o s é e r e c t a n g u l a i r e , d e l a r g e u r e et
d e h a u t e u r /. Si a u x e x t r é m i t é s d e c e t t e h a u t e u r /, d i s p o s é e
p e r p e n d i c u l a i r e m e n t a u x lignes d e force d u c h a m p , on
p l a c e d e u x é l e c t r o d e s , on p o u r r a m e t t r e en é v i d e n c e la
force é l e c t r o m o t r i c e i n d u i t e d a n s le filet d ' e a u en m o u v e ­
m e n t , en é t u d i a n t la différence d e p o t e n t i e l d e s é l e c t r o d e s
(i) Voir La Houille
Blanche,
o c t o b r e 1 9 0 2 , page i3o,.
'T
et p a r s u i t e o n a :
7
J t =
E e
~7J~
(3)
O n p o u r r a c o n n a î t r e 3C c o n n a i s s a n t le d é b i t et la force
électromotrice induite. Inversement connaissant
et E
o n p o u r r a en d é d u i r e la v a l e u r d u d é b i t :
DÉBITS
E=3Cvl,
BLANCHE
0
E.
e.
COLPE D'UNE DES CUVETTES EMPLOYÉES PAR M .
BoUTY
DANS SES EXPÉRIENCES
LEGENDE
ce,
veine liquide,
ébonite.
électrodes en cuivre reliées à l'élcclro mètre,
bec de clinquant destiné à prévenir l'écoulement de l'eau le
long des patois de la cuvette.
T e l est le p r i n c i p e d e la m é t h o d e . M a l h e u r e u s e m e n t son
a p p l i c a t i o n n ' e s t p a s aussi s i m p l e q u ' i l s e m b l e a u premier
abord.
E n effet, ce q u e l'on m e s u r e a u m o y e n d e l'électromètre
ce n ' e s t p a s la force é l e c t r o m o t r i c e i n d u i t e E, m a i s bien la
différence d e p o t e n t i e l a u x é l e c t r o d e s , V. P o u r que l'on
e û t s t r i c t e m e n t : V — E, il f a u d r a i t q u e d ' u n e part les
c o u r a n t s de F o u c a u l t à l ' i n t é r i e u r d e la v e i n e fussent nuls
o u d u m o i n s s a n s a c t i o n (ce q u i s e r a i t exact si la vitesse
d ' é c o u l e m e n t é t a i t u n i f o r m e en t o u s les p o i n t s de la veine,
si, en p a r t i c u l i e r , l'influence d e s b o r d s était n u l l e ) . E n second
lieu il f a u d r a i t s u p p o s e r q u ' i l n ' y a p a s d e dérivations
e x t é r i e u r e m e n t aux électrodes (1).
Si d o n c la r é s i s t a n c e g l o b a l e r d e s d é r i v a t i o n s n e peut être
c o n s i d é r é e c o m m e infinie p a r r a p p o r t à la r é s i s t a n c e R de
la v e i n e , le s y s t è m e se c o m p o r t e c o m m e u n e pile fermée,
et l'on a ;
r
R+r
E.
L e s c o u r a n t s d e F o u c a u l t a g i s s e n t , e u x a u s s i , comme des
d é r i v a t i o n s et a c c r o i s s e n t la c o m p l e x i t é d u p h é n o m è n e .
D a n s les e x p é r i e n c e s d e M . B o u t y , faites d a n s son labo­
r a t o i r e d e la S o r b o n n e , la f o r m e d e la v e i n e était déter­
m i n é e p a r d e s a j u t a g e s o u c u v e t t e s e n é b o n i t e (des cuvettes
en v e r r e o n t é g a l e m e n t d o n n é d e b o n s r é s u l t a t s ) , encastrées
a u x e x t r é m i t é s d ' u n t u b e d e p l o m b a m e n a n t Peau qiu
(1)-Cette d e r n i è r e c o n d i t i o n , f a c i l e m e n t r é a l i s a b l e dans un labo­
r a t o i r e où l'on p e u t d é t e r m i n e r la forme de la v e i n e liquide par «ce
c u v e t t e en é b o n i t e q u i laisse j u s t e le passage des électrodes, est loin
d ' ê t r e réalisé l o r s q u e la veine en o b s e r v a t i o n est t o u t e une rivière
d o n t le fond n'est pas du t o u t u n i s o l a n t p a r f a i t .
Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1903036
LA
HOUILLE
arrivait avec u n e v i t e s s e v a r i a b l e s u i v a n t la p r e s s i o n à
laquelle elle était s o u m i s e ( v o i r fig. 2).
Apres a v o i r vérifié, p a r l ' e m p l o i d e s o l u t i o n s d e sulfate
de cuivre p l u s o u m o i n s c o n c e n t r é e s , q u e la force é l e c t r o motrice i n d u i t e était b i e n i n d é p e n d a n t e d e la c o n d u c t i b i l i t é
du liquide e m p l o y é , M . B o u t y n e fit p l u s u s a g e q u e d ' e a u
ordinaire. T o u t e s les e x p é r i e n c e s o n t vérifié la p r o p o r ­
tionnalité r i g o u r e u s e d e la force é l e c t r o m o t r i c e et d e la
vitesse, p r é v u e p a r la f o r m u l e ( 1 ) . L e s v i t e s s e s s u r l e s q u e l l e s
ont porté les o b s e r v a t i o n s , o n t v a r i é d e o 5 o à 19 m è t r e s
par seconde. L ' é c h e l l e d e s o b s e r v a t i o n s s ' é t e n d d o n c e n t r e
des limites t r è s l a r g e s .
Le c h a m p m a g n é t i q u e é t u d i é é t a i t p r o d u i t p a r u n g r o s
électroaimant F a r a d a y , m u n i d e p i è c e s p o l a i r e s d e 20 cen­
timètres de d i a m è t r e et s i t u é e s à 3 c e n t i m è t r e s d e d i s t a n c e .
Son intensité p o u v a i t v a r i e r d e b à 3ooo G a u s s .
m
BLANCHE
481
d a n s le c o u r s d ' e a u , à l ' e n d r o i t q u ' o n v o u d r a i t é t u d i e r , u n e
s o r t e d e c u v e t t e a n a l o g u e à celle i n d i q u é e p l u s h a u t et q u i
s e r a i t l o g é e e n t r e les p ô l e s d ' u n é l e c t r o s u b m e r s i b l e . M a i s
a l o r s , l ' a p p a r e i l m e s u r e r a i t n o n la v i t e s s e m o y e n n e d u c o u r s
d ' e a u d a n s la section c o n s i d é r é e , n o n p a s m ê m e la v i t e s s e
p r i m i t i v e d u filet d ' e a u là o ù est p l a c é e la c u v e t t e , m a i s la
v i t e s s e r é d u i t e p a r les f r o t t e m e n t s c o n t r e les p a r o i s de cette
c u v e t t e ; ce dispositif, p o u r ê t r e a d m i s s i b l e , n é c e s s i t e r a i t
P e m p l o i d ' u n facteur de réduction d é t e r m i n é p a r des expé­
riences préliminaires.
Fig. 3
SCHÉMA DE L'APPLICATION DE LA
MÉTHODE
AU CAS DES CONDUITES FORCÉES.
La sensibilité d e la m é t h o d e est telle q u ' a v e c u n é l e c t r o mètre capillaire q u i p e r m e t d ' a p p r é c i e r c o u r a m m e n t le
_ L _ de volt, soit en v a l e u r a b s o l u e 5ooo C . G, S . ,
20000
pourrait avec u n e v i t e s s e v =
on
LEGENDE
14 m è t r e s et u n e h a u t e u r d e
N,S, masses polaires de l'éiectroamiant
cuvette / = 6 c e n t i m è t r e s é v a l u e r u n c h a m p d e :
3C
=
5ooo
=
14 X 100 X 6
0,6 G a u s s .
partie de la conduite dtîri­
vée, en matière isolante.
E t c'est, en effet, ce q u e l ' e x p é r i e n c e a c o n f i r m é .
Grâce à cette m é t h o d e , M . B o u t y a p u : g r a d u e r u n
ampèremètre d e 20 a m p è r e s à 1/10 d ' a m p è r e p r è s ; m e s u r e r
la quantité a b s o l u e d e m a g n é t i s m e d ' u n a i m a n t p e r m a n e n t ;
étudier le c h a m p d ' u n é l e c t r o a i m a n t . E n f i n , et c ' e s t là ce
qui nous i n t é r e s s e p l u s p a r t i c u l i è r e m e n t , il a c h e r c h é à v o i r
les résultats q u e Ton p e u t o b t e n i r e n c o n s i d é r a n t c o m m e
veine liquide u n e r i v i è r e se d é p l a ç a n t n o r m a l e m e n t a u
champ m a g n é t i q u e t e r r e s t r e .
Pour u n e r i v i è r e d e 100 m è t r e s d e l a r g e , c o u l a n t d a n s u n
lit parfaitement i s o l a n t a v e c u n e v i t e s s e u n i f o r m e d e u n
mètre par s e c o n d e , la v a l e u r d e la c o m p o s a n t e v e r t i c a l e d u
champ m a g n é t i q u e t e r r e s t r e é t a n t d ' e n v i r o n 0,42 G a u s s , o n
aurait entre les r i v e s u n e différence d e p o t e n t i e l l e c o r r e s ­
pondant à :
£ = 0,42 x
ioooo x
100 C . G . S . — 0.0042 v o l t .
On voit de s u i t e la f a i b l e s s e d u p h é n o m è n e , et si Ton
considère q u e le lit d e la r i v i è r e est t r è s m é d i o c r e m e n t
isolant, qu'il p r é s e n t e e n ses d i v e r s e s p a r t i e s u n e c o n d u c t i ­
bilité essentiellement i r r é g u l i è r e et p e u t l i v r e r p a s s a g e :
i°aux courants t e l l u r i q u e s g é n é r a u x ; 2 à d e s d é r i v a t i o n s
locales qui p r e n n e n t u n e i m p o r t a n c e p r é p o n d é r a n t e a u
voisinage des a g g l o m é r a t i o n s u r b a i n e s s i l l o n n é e s d e c a n a ­
lisations électriques, o n ne s e r a p a s é t o n n é d e v o i r q u e les
résultats o b t e n u s , a v e c u n e s e m b l a b l e d i s p o s i t i o n , n e l a i s ­
sent pas espérer u n e s o l u t i o n i n d u s t r i e l l e d e la q u e s t i o n .
0
Lintensité d u c h a m p m a g n é t i q u e t e r r e s t r e s e r a t o u j o u r s
P faible p o u r p e r m e t t r e d e d é g a g e r n e t t e m e n t l e s r é s u l ­
te expérimentaux d e t o u t e s les c a u s e s d ' e r r e u r s p r é c é ­
d e n t signalées.
H faudrait d o n c , si o n v o u l a i t a p p l i q u e r cette m é t h o d e à la
germination ^ ' v i t e s s e d ' u n c o u r s d ' e a u , r é a l i s e r u n
tro
e
ls
a
électrode* de cuivre.
O n p o u r r a i t peut-être encore
a p p l i q u e r cette m é t h o d e à la
m e s u r e de la vitesse de Peau
d a n s u n e c o n d u i t e forcée, e n
a d a p t a n t à c e t t e c o n d u i t e , à l'en­
droit voulu, u n e petite dériva­
tion formée par u n tuyau iso­
l a n t , t r a v e r s é p a r les é l e c t r o d e s
et p l a c é e n t r e les p ô l e s d ' u n é l e c t r o . L à e n c o r e , u n fac­
teur de réduction devrait être déterminé pour permettre
d e c o n n a î t r e la vitesse d e P e a u d a n s la c a n a l i s a t i o n en
f o n c t i o n d e celle d e la d é r i v a t i o n . O n p o u r r a i t d o n c , en
m e s u r a n t à c h a q u e i n s t a n t la différence d e p o t e n t i e l créé
e n t r e les é l e c t r o d e s , c o n n a î t r e la vitesse c o r r e s p o n d a n t e d e
P e a u d a n s la c o n d u i t e et, p a r c o n s é q u e n t , s o n d é b i t . O n
aurait ainsi u n e sorte de c o m p t e u r d'eau sous pression qui
p o u r r a i t r e n d r e d a n s c e r t a i n s cas d e réels s e r v i c e s .
L a figure 3 m o n t r e , à t i t r e d ' e x e m p l e , c o m m e n t on p o u r ­
r a i t p r a t i q u e m e n t d i s p o s e r les c h o s e s .
T e l l e s s o n t , c r o y o n s n o u s , les a p p l i c a t i o n s i n d u s t r i e l l e s
q u e P o n p o u r r a i t t o u t a u m o i n s t e n t e r d e faire d e cette o r i g i ­
nale m é t h o d e . E t , bien q u e leur réalisation paraisse un peu
d é l i c a t e , il e s t t r è s p r o b a b l e q u e l e u r s r é s u l t a t s s e r a i e n t
p l u s s a t i s f a i s a n t s q u e c e u x o b t e n u s p a r les p r o c é d é s u s u e l s .
L a p r é c i s i o n a v e c l a q u e l l e se s o n t faites les e x p é r i e n c e s d e
laboratoire signalées plus h a u t semblent ne laisser a u c u n
d o u t e à cet é g a r d .
P.
positif qui offrirait le m o y e n d ' i s o l e r u n e v e i n e l i q u i d e
^ m i n c e p o u r p o u v o i r p a s s e r e n t r e les p ô l e s d ' u n
n t
électroaimant. O u , si Ton
v e u t , il f a u d r a i t
puis-
plonger
Ancien
DEJEAN.
Licencié
es-Sciences
Elève de VInstitut Electroiechnique
de
Grenoble.