MÉMOIRE 
SUR LA 
PROPAGATION DES COURANTS ÉLECTRIQUES^ 
Résumé des expériences faites à Nancy, / 
Par MM. Claude GUlllEMIN et Emile BURNOUF, 
DIT 23 SEPTEMBRE AU 10 OCTOBRE 1839. 
Une théorie générale a priori de Ja propagation des 
courants électriques existe depuis longtemps dans la 
physique mathématique sous le nom d’Ohm, son inven- 
teur. Plusieurs formules contenues dans cette théorie ma- 
thématique ont été vérifiées par l’expérience ; mais les 
lois générales qui président à la Transmission du fluide 
dans les conducteurs métalliques ne l’ont pas encore 
été : parmi les phénomènes observés jusqu’à ce jour, les 
uns semblent s’expliquer plus aisément par l’hypothèse 
de pures et simples ondulations analogues aux ondulations 
de la lumière ; d’autres supposent un mode différent de 
propagation, et, malgré la différence des vitesses, pré- 
sentent de grandes analogies avec les phénomènes de la 
chaleur. Or, on sait que la lumière se propage d’une 
manière uniforme ; de sorte qu’étant donnée une surface 2 
d’une certaine grandeur et un foyer de lumière invaria- 
ble, cette surface, aussitôt que l’écran est enlevé, reçoit 
de ce foyer toute la lumière qu’elle en peut recevoir, en 
supposant quelle reste elle-même à une distance inva- 
riable du foyer lumineux. La chaleur se propage d’une 
façon toute différente dans les corps qui la conduisent : 
si l’on chauffe par son extrémité une barre de métal au 
moyen d’un foyer de chaleur invariable, on voit que 
l'autre bout de ce conducteur s’échauffe peu à peu et 
n’arrive qu’après un certain temps à son maximum de 
température. Il ne semble pas absolument nécessaire 
que lelectricilé suive exactement l’une ou l’autre de ces 
deux lois; il se peut qu’elle obéisse à une loi qui lui soit 
propre et que la science n’ait pas encore déterminée ; mais 
quelle qu’elle puisse être, elle doit nécessairement rendre 
compte d’un grand nombre de phénomènes non encore 
expliqués et,ne se trouver en contradiction avec aucun 
des faits bien constatés et analysés. 
C’est à letude de cette grande question de théorie que 
nous avons consacré le temps de nos vacances; la con- 
struction des appareils en ayant employé une notable 
partie, le reste nous a pourtant suffi à déterminer d’une 
manière générale, mais non encore dans tous ses détails, 
le mode de propagation des courants dans les grands 
conducteurs métalliques. L’administration des télégraphes 
a bien voulu mettre à notre disposition depuis le 23 sep- 
tembre jusqu'au 10 octobre 1839, les fils de ligne qui 
rayonnent autour de la station de Nancy et dont les Ion- 3 
gueurs sont de 72, de 131, de 201 et de 250 lieues en- 
viron. Sur ces fds, généralement assez mal isolés, nous 
avons pu opérer par un temps très-favorable qui com- 
pensait en partie le mauvais isolement des lignes et les 
pertes qui en sont la conséquence nécessaire. Nous avons 
obtenu treize séries d’observations comprenant environ 
220 nombres lesquels expriment des temps et des in- 
tensités. 
La question que nous nous sommes posée tout d’abord 
a été de savoir si le courant se propage dans ces fds 
d’une façon uniforme ou s’il en est autrement; en d’au- 
tres termes, si l’on considère sur un long fil métallique 
un certain point a, situé à une distance donnée de la 
source électrique, le courant, à l’instant môme où il y 
arrive, a-t-il l’intensité qu’il doit conserver pendant toute 
la durée de son passage, en admettant que la pile est 
une pile à courant constant? 
Pour résoudre cette question fondamentale, il est évi- 
dent qu’il faut pouvoir en quelque sorte sonder, sur ce 
point du fil, le courant aux divers moments de son pas- 
sage et déterminer son intensité pour chacun de ces mo- 
ments. Or, mesurer l’intensité d’un courant pendant un 
temps d’une durée infiniment petite est une expérience 
impossible à réaliser; nous étions donc naturellement 
conduits à la mesurer pour un temps très-court, mais 
d'une durée appréciable et connue, pourvu que cette 
durée fût toujours la même. D’un autre côté il était né- 
cessaire de pouvoir mesurer celte intensité sans arrêter 4 
le courant lui-même par une rupture du fil ; car autre- 
ment l’on eut pu craindre que le courant, parvenu à ce 
point qu’il n’eût pu franchir,ne se fit obstacle à lui-même 
et ne se présentât dans des conditions qui n’eussent point 
été normales. Enfin il était de la plus haute importance 
que si l’on faisait usage d’un appareil tournant au moyen 
duquel l’expérience se renouvellerait plusieurs fois de suite 
dans un temps très-court, à chaque renouvellement de 
l’expérience le fil se trouvât complètement ramené à le- 
tat neutre où il se trouvait d’abord. 
L’appareil dont nous avons fait usage remplit ces dif- 
férentes conditions. 11 se compose d’un cylindre non con- 
ducteur (de bois, d’ivoire, etc.) pouvant tourner autour de 
son axe avec une vitesse connue et uniforme pour toute 
la .durée d’une expérience. Sur sa surface sont incrus- 
ées trois lames de cuivre L, L', l, communiquant avec 
leurs viroles respectives Y, Y', v. Sur ces lames et sur 
ces viroles glissent, sans vibrer, cinq ressorts recourbés 
à leur extrémité qui seule établit les contacts au passage 
des lames. La lame L a la forme d’un triangle rectangle 
dont le grand côté adjacent à l’angle droit est dans une 
des génératrices du cylindre. Le ressort R établit par la 
virole V la communication de la pile avec cette lame ; 
toutes les fois que celle-ci passe sous le ressort Rf le 
courant s'engage dans le fil télégraphique F dont l’autre 
extrémité communique avec la terre. Aussitôt que la lame 
La quitté le ressort R', le courant de la pile n’arrive 
plus au fil de ligne. Un instant après, ce même ressort rencontre la lame L' qui par la virole Vr communique 
avec la terre ; de sorte qu’à partir de ce moment le fil 
touche le sol par ses deux bouts, s'y décharge et revient 
ainsi à l’état neutre, comme l’exige le prochain retour 
de la lame L. Il est évident, d’après ce qui précède : ltf 
que le ressort R' étant fixe, le courant de la pile ne passe 
dans le fil de ligne que pendant un temps déterminé et 
toujours le même pour une même vitesse de rotation ; 
2° que dans ce cas, si l’on avance le ressort Rf vers la 
pointe ou vers la base du triangle L, ce temps est rac- 
courci ou prolongé d’une quantité connue. 
Considérons maintenant ce qui se passe sur un point 
du fil, tel que a. Si le ressort Rf passe sur la lame L 
assez près de la pointe et mesure par conséquent un 
temps assez court, le courant, dont on sait que la vitesse 
n’est pas infinie, ne sera pas parvenu en a, lorsque déjà 
la lame L aura franchi le ressort. Mais si ce dernier est 
plus éloigné du sommet du triangle, le courant aura 
dépassé le point a d’une distance d’autant plus grande 
que l’arc parcouru sur L par le ressort R' sera lui-même 
plus grand. 
La question se réduit donc à mesurer l’intensité du 
courant électrique, lorsqu’il arrive en a et lorsqu’il a 
dépassé ce point depuis un temps plus ou moins long. 
La lame l est destinée à remplir celte fonction. Cette 
lame est rectangulaire, fort étroite ; et celui de ses bords 
qui passe le dernier sous le ressort r est dans la même 
génératrice que le grand coté de L. La durée de ce contact est fort petite, mais exactement appréciable 
comme celle du contact IV. Pour ne point arrêter le 
courant en a au moment où nous voulons mesurer son 
intensité, nous prenons sur ce point une dérivation d’un 
intervalle déterminé a b, représenté soit par une certaine 
longueur du fil de ligne, soit par une bobine de résistance 
connue. Cette dérivation f f' ne peut se produire que du- 
rant le contact de r et de /, lequel dure un temps toujours 
le même, quelle que soit la durée du contact R' L. Un gal- 
vanomètre G placé sur le fil de dérivation donne l’inten- 
sité du courant pour les diverses positions de R!, e’est-à- 
dire, après que le courant a dépassé le point a depuis un 
temps plus ou moins long : 1° Si la position de R' est 
telle que le courant ne soit pas arrivé en a lorsque déjà 
le ressort r a quitté /, la déviation du galvanomètre est 
nulle; 2° si le courant, en arrivant en a possède toute 
son intensité, la déviation du galvanomètre sera tout 
d’abord à son maximum ; 5° si cette intensité est la 
même pour toutes les sections du courant, la déviation 
de l’aiguille restera constante ; 4° mais si celte intensité 
est variable, les déviations de l’aiguille varieront suivant 
les arcs parcourus par R' sur la plaque L, et devront re- 
produire par leurs amplitudes les intensités du courant 
à ses divers moments. 
Cette épreuve devra être faite non-seulement au point 
o, mais sur plusieurs autres points du fil de ligne plus 
ou moins éloignés de la source électrique.; et les nombres 
représentant des durées égales des contacts R'Lpouç 7 
ces différents points, étant mis en regard les uns des 
autres, il deviendra possible de construire ce que l’on 
peut nommer la courbe des intensités. 
Le temps pendant lequel l’administration des télégra- 
phes a pu mettre ses fils à notre usage, ne nous a pas 
permis de résoudre toutes les questions que soulève ce 
grand problème. La préparation d’expériences faites 
presque toujours pendant la nuit, en a absorbé néces- 
sairement une partie ; une autre était employée à consta- 
ter préalablement l’état de la ligne, son isolement ou ses 
pertes, l’effet total produit dans ces conditions par nos 
piles sur nos appareils de mesure. En attendant que nous 
puissions compléter les recherches que nous avons com- 
mencées, je vais exposer les résultats précis et certains 
que nous avons obtenus, retranchant tout à fait ce que 
l’expérience ne nous offre encore qu’à l’état de proba- 
bilité. 
1° Le courant ne se propage pas avec une intensité 
uniforme à la façon de la lumière. Il arrive au point a 
avec une intensité relativement faible, qui croit ensuite 
graduellement, mais non d’une manière uniforme ni pro- 
portionnelle à la durée des contacts ; après un certain 
temps, cette intensité atteint un maximum qu’elle ne 
dépasse plus, quelle que soit la durée du contact R'L. 
En d’autres termes, un courant électrique présente 
dans son développement deux périodes, l’une d’inten- 
sité variable et croissante; l’autre d’intensité constante 
et toujours la même. 8 
Le point M, maximum de la période croissante où se 
fait le raccordement de sa courbe avec la ligne horizon- 
tale, ne peut pas être déterminé rigoureusement par 
l’expérience ; en effet la portion de la courbe la plus voi- 
sine de ce point doit se confondre sensiblement avec 
l’horizontale, quelle que soit d’ailleurs la forme de cette 
courbe. En d’autres termes, lorsque l’on fait avancer le 
ressort R' vers la base de la lame triangulaire, il arrive 
un moment où la déviation de l’aiguille aimantée ne 
croît plus que d’une quantité minime et se confond sen- 
siblement avec la déviation fixe qu’elle doit conserver 
pour des contacts plus prolongés. 
Le point m minimum de la période croissante, lequel 
représente la pointe ou la tranche antérieure du courant, 
peut être déterminé par des appareils très-sensibles ; et 
la courbe des intensités ne s’allonge pas indéfiniment de 
manière à rencontrer la ligne des x sous un angle in- 
finiment petit. — En d’autres termes, lorsque le cou- 
rant arrive en a il ne produit pas d’abord une déviation 
très-petite du galvanomètre, laquelle croîtrait ensuite 
insensiblement. Mais pour un petit mouvement du res- 
sort R' vers la base de la lame L, c’est-à-dire, pour une 
faible augmentation de la durée du contact, il y a un 
accroissement rapide dans la déviation de l’aiguille 
aimantée. 
2° Lorsque l’on étudie les intensités successives du 
courant, non plus au point a éloigné de la pile, mais à 
l’entrée même du fil télégraphique, en prenant la déri- 9 
vation au point e, on observe qu’à l’instant même où 
s'établit le contact, l’intensité est supérieure à celle de 
la période constante ; qu’ensuite elle diminue très-rapi- 
dement jusqu’à ce quelle soit devenue égale à cette der- 
nière. Il y a donc ici une période inverse de la période 
croissante dont nous avons rendu compte : nous en don- 
nerons plus tard l’explication. 
Telle est donc la forme générale des courants électri- 
ques dans les conducteurs métalliques linéaires. 
Le même appareil que nous avons décrit tout à l’heure 
a été appliqué par nous à l’étude du phénomène de l’in- 
duction, généralement considéré comme instantané ou 
du moins comme n’ayant qu’une durée presque inappré- 
ciable. Tout le monde sait que les courants induits ne se 
produisent que si le courant inducteur, ou l’aimant qui 
le représente, offre dans sa manière d'agir ou dans son 
intensité une période variable. Mais comme jusqu’à pré- 
sent les courants linéaires des fils télégraphiques avaient 
été regardés comme ayant une intensité uniforme pen- 
dant toute leur durée, et que d’ailleurs (si l’on en excepte 
nos expériences de Toulouse faites en 18o4 et publiées 
en abrégé dans une note très-courte), on n’avait guère 
étudié l’induction que dans des bobines ; le fait d’un 
courant induit né dans un fil rectiligne parallèle à un (il 
inducteur, demeurait une sorte de mystère. Mais une 
fois constatée par nous l’existence d’une période variable 
dans un simple courant rectiligne issu d’une pile, nous 
avons été naturellement conduits à penser que le courant induit correspond à celle période elle-même. L'expé- 
rience a complètement vérifié celle supposition. Le cou- 
rant induit correspond exactement à l’état variable 
du courant inducteur; il commence et se développe 
avec lui; il se termine lorsque le point maximum, où 
commence l’état permanent, est arrivé. Ces deux phé- 
nomènes présentent la même durée ; et aussitôt que 
sur un point a du 111 inducteur la période constante est 
établie, comme il n’y a plus de variation dans l’état élec- 
trique de ce fil, il n’y a plus de courant d’induction dans 
le fil parallèle et le galvanomètre retombe à 0a. Le cou- 
rant induit peut donc être représenté par une courbe 
terminée par deux zéros et présentant un maximum 
d’intensité. Quelle est la forme de cette courbe ? nous 
ne pouvons la donner avant d’avoir multiplié les expé- 
riences et de les avoir soumises au calcul. Nous pouvons 
dire seulement que la période décroissante qui suit le 
maximum est beaucoup plus courte que la première : 
cette différence s’explique d’elle-même si l’on considère 
comment se termine la période croissante du courant in- 
ducteur ; et le calcul démontrera que l’inégalité des deux 
périodes du courant induit est une conséquence néces- 
saire de la loi de propagation du courant de la pile telle 
que nous l’avons constatée par l’expérience. Nous n’a- 
vons pas besoin de remarquer que les courants con- 
traires qui composent les courants induits de second 
ordre ou d’un ordre plus éloigné, sont eux-mêmes une 
conséquence ultérieure de celle loi. Nous n’entrerons pas, quant à présent, dans de plus 
amples détails sur ces divers sujets. Nous ne devons faire 
connaitre ici que les résultats généraux de nos recher- 
ches, ayant besoin de répéter et de varier les expériences, 
afin de résoudre un grand nombre de questions secon- 
daires qui se soulèvent les unes les autres. 
La question depuis longtemps abordée par les physi- 
ciens de la vitesse des courants électriques, se trouve 
être, d’après les expériences précédentes, beaucoup plus 
complexe quelle ne le semblait au premier abord. En 
effet U ri existe pas à proprement parler une vitesse de 
Vélectricité : puisque tout courant rectiligne se compose 
de deux périodes, commence par un minimum d'inten- 
sité, et atteint plus tard un maximum qu'il conserve; 
comme, d’autre part, à l’entrée même du fil il existe une 
intensité plus grande encore au moment où le courant 
s’y engage et que cette intensité décroît jusqu’au mo- 
ment où elle atteint le maximum définitif du courant 
une fois établi ; il est évident que la question des vitesses 
doit être posée aussi bien pour le minimum qui chemine 
dans le fil à la tète du courant, que pour le maximum 
qui termine la période croissante; et qu’enfin il est né- 
cessaire de suivre dans le fil l’écoulement de cette élec- 
tricité en quelque sorte surabondante, qui accompagne 
l'établissement du contact de la pile avec le conducteur. 
De plus, s’il est vrai que la vitesse varie avec le coeffi- 
cient de conductibilité, les questions relatives aux vitesses 
doivent être traitées pour les différents conducteurs. Enfin, si les circonstances diverses où le fil peut être 
placé, soit qu’il se trouve plus ou moins bien isolé, soit 
qu’il soit transforméen une sorte de condensateur, influent 
sur la vitesse du courant, celle-ci ne peut pas être déter- 
minée d’une manière absolue ni une fois pour toutes par 
quelque appareil que ce puisse être. Nous poursuivons 
en ce moment l’étude de ces divers problèmes, sur les- 
quels nous espérons pouvoir réunir assez de données 
expérimentales pour fonder des calculs sérieux et arriver 
enfin à des résultats définitifs touchant les vitesses. 
Nous devons aussi faire part à l’Académie de certains 
faits qui se sont produits, durant nos expériences, dans 
les fils télégraphiques, et qui méritent d’appeler l'atten- 
tion des expérimentateurs. 
1® Ayant eu à nous servir de fils télégraphiques d’une 
assez grande longueur, comme celui qui parlant de 
Nancy, se rend à Paris et de là, passant par Troyes, 
Chaumont et Vesoul revient à la station de Nancy ; ou 
encore un des fils qui partant de Nancy se rend à 
Paris, puis de là à Strasbourg, et revient de celte der- 
nière ville à son point de départ ; nous avons du, avant 
toute expérience, constater au moyen du galvanomètre 
l’état d’isolement de ces grandes lignes. Or, une assez 
forte pile de Daniel étant mise en contact avec un de ces 
fils, dont l’autre bout était isolé, la perte de courant, 
produite soit parles poteaux, soit autrement, a marqué 
ua galvanomètre une certaine déviation. Nous avons alors mis en contact avec la terre l’extrémité isolée du 
(il, et nous avons été fort étonnés de voir la déviation 
demeurer la même. Nous avons constaté ce fait plusieurs 
fois dans différentes conditions, avec différents galvano- 
mètres, et en dernier lieu avec une boussole qu’avait 
apportée M. l’inspecteur Blavier, désireux de constater 
par lui-même un fait si extraordinaire. On sait que dans 
ces expériences le galvanomètre est placé entre la pile et 
le fil de ligne ; il semblait donc que la perle était égale au 
courant lui-même et qu’aucune portion d’électricité ne 
parvenait à l’extrémité du fil. Or il n’en était rien, puis- 
que, le galvanomètre étant placé sur ce dernier point et 
mis d’ailleurs en communication avec le sol, la déviation 
de l’aiguille était encore assez considérable. — Nous 
n’avons pas poussé plus loin l’étude de ces faits, notre 
temps étant consacré à d’autres questions. Mais il sem- 
ble, d’après ces observations, que l’étude des lois des 
dérivations doit être reprise, et qu’il ne faut peut-être 
pas, selon l’usage des physiciens, assimiler les dériva- 
tions qui se font vers le sol avec celles des courants fer- 
més composés uniquement de fils métalliques. Nous 
nous proposons de reprendre prochainement l'étude de 
ces faits qui intéressent à la fois la théorie des courants 
et leur application à la télégraphie. 
2° Un fait d’une nature toute différente a été aussi 
constaté dans le cours de nos expériences. Un soir de 
septembre, vers dix heures, le ciel étant d’une entière 
pureté et fort découvert sur toute la ligne de l’Est; pour constater, selon notre usage, si les fils ne produi- 
saient pas un courant qui leur fut propre, nous avons 
isolé la grande ligne de Nancy, Paris, Troyes, Vesoul et 
Nancy ; ce fil d’environ 200 lieues, n'étant en communi- 
cation avec aucune pile, ni avec la terre, nous en avons 
réuni les deux extrémités par le moyen d’un excellent 
galvanomètre de Gourjon. Celui-ci a aussitôt accusé un 
courant propre dans le fil par une déviation de 00°. Mais 
peu à peu, non par une simple oscillation, mais par une 
suite nombreuse de petites oscillations , cette dévia- 
tion a diminué ; et au bout d'un quart d’heure environ, 
elle était réduite à 0°. Mais, les oscillations continuant 
toujours, l’aiguille a franchi le 0 ; la déviation s’est pro- 
duite en sens contraire de la première, s’est élevée jus- 
que vers G0° degrés; puis de là revenant par des oscil- 
lations lentes comme la première fois, elle a de nouveau 
retrouvé le 0°, l’a franchi une seconde fois ; et ce curieux 
phénomène se continuait encore à une heure du matin, 
où nous avons passé à nos autres recherches. — Le 
lendemain dimanche, par un ciel sans nuage, vers deux 
heures après midi, nous avons repris la même expé- 
rience : cette fois l’aiguille aimantée est restée tout à fait 
immobile, attestant ainsi qu’il n’y avait dans la ligne 
aucun courant électrique. — Le soir du même jour, vers 
neuf heures, aucune déviation du galvanomètre, aucun 
courant ; mais à dix heures et demie environ, le mou- 
vement de l’aiguille a recommencé comme la veille, 
présentant la même série d’oscillations à l’Est et à l’Ouest du méridien magnétique. — Enfin la même expérience 
reproduite par un temps couvert, mais non pluvieux, a 
offert une entière immobilité de l’aiguille. 
Il est certain que des observations de ce genre doivent 
être multipliées, qu’elles doivent être faites dans des 
conditions aussi variées que possible, et qu’à chacune 
d’elles on doit constater les circonstances atmosphériques 
au milieu desquelles le fil est ou n’est pas parcouru par 
des courants électriques. Nous devons toutefois dire que 
les courants directs et inverses, que nous avons obser- 
vés, ont tous accompagné le dépôt de la rosée sur les 
fils ; que ceux-ci se sont montrés pendant le jour dans un 
état neutre; qu’ainsi ces courants propres des longues 
lignes télégraphiques paraissent être des phénomènes 
nocturnes, qui ne se produisent que sous un ciel serein. 
Soit qu’il faille voir en eux des phénomènes thermo- 
électriques produits par les variations de température des 
plaines et des vallées que les fils traversent, soit qu’ils 
viennent du dépôt même de la rosée et de son évapora- 
tion sur ces fils dont la surface est d’environ douze mé- 
trés carrés par kilomètre, il y a ici de toute manière un 
phénomène d’autant plus curieux à étudier qu’il se rat- 
tache probablement aux plus grandes questions de la 
météorologie. 
Nancy, 1er décembre 1859. 
Note. Depuis la lecture de ce mémoire, M. Cl. Guille- 
min continuant la même série d’expériences à la station 
centrale de Paris, a reconnu les faits suivants. La durée de l’état variable diminue quand on aug- 
mente le nombre des éléments de la pile. La surface de 
ces éléments ne parait pas avoir ici d’influence particu- 
lière. 
A dimensions égales un élément de Bunsem donne un 
étal variable plus court qu’un élément de Daniel. 
Une dérivation à la terre du pôle de la pile en contact 
avec le lil de ligne augmente la durée de l’état variable. 
II en est de même de l'humidité atmosphérique. 
[Extrait des Mémoires de iAcadémie de Stanislas.) 
Nancy, imprimerie de vc Raybois, rue du faub. Stanislas, H. APPAREIL POUR LES INTENSITES 
des coupants, électriques