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Le générateur de Van de Graaff

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Une machine électrostatique pour le  XX ème siècle

Paolo Brenni ( traduction Lyonel Baum ) 

Bulletin of the Scientific Instrument Society No. 63 (1999)

Avant propos

  Il y a quelques mois , l'éditeur du Bulletin  [de la Société des Instruments Scientifiques ] m'a demandé de lui donner la liste des 10 instruments scientifiques que je considère les plus importants du XX ème siècle. Je lui ai demandé quelques jours de réflexion. Les jours ont passé, mais au lieu d'avoir compilé une liste raisonnable d'appareils scientifiques j'ai vu grandir mes doutes et mes hésitations. Il semblait assez clair d'identifier les instruments scientifiques les plus significatifs jusqu'au début du 20 ème siècle , mais classer ceux qui ont été inventés depuis était plus pénible.

  Le plus grand nombre des instruments scientifiques du XX ème siècle sont incomparablement plus complexes que ceux des siècles précédents. Les définir plus précisément que « matériel scientifique » est presque impossible (1) . Un transistor ou un magnétron sont-ils des instruments scientifiques ? Oui,  mais ils sont aussi des éléments d'instruments scientifiques plus compliqués. Ainsi dans la liste des «10 meilleurs du 20 ème siècle » devrai-je inclure le magnetron ou le radar ( dont les ondes électromagnétiques sont engendrées par le seul  magnetron) , ou les deux ?

Et que dire de l'ordinateur ? Est-ce un instrument scientifique ou non ? Oui et non. Les ordinateurs ( eux aussi composés de milliers de composants scientifiques ) sont utilisés pour la recherche et ainsi ils peuvent être bien considérés comme des instruments scientifiques, mais ils sont aussi omniprésents dans l'environnement domestique. Dans ce dernier cas un ordinateur personnel est-il un instrument scientifique ?

Si oui , alors devons-nous accepter la chaine Hi-Fi et le four à micro-ondes de cuisine comme des instruments scientifiques ? Ma présentation du problème est peut-être paradoxale mais certainement pas vraiment loin de la réalité.

Un astrolabe de la Renaissance , une pompe à vide du 18 ème siècle , ou une spectroscope sophistiqué du 19 ème siècle , sont des instruments [scientifiques] auto-consistants et aisément reconnaissables.  Ils ont un archétype bien défini, qui pourrait ( comme dans le cas de l'astrolabe ) durer  plusieurs siècles (2).

La miniaturisation des composants électroniques a créé un énorme éventail de dispositifs, qui se ressemblent tous plus ou moins. Contrairement au cas des spectroscopes du 19 ème siècle, leur aspect extérieur n'est pas du tout distinctif et on ne peut pas en déduire leur usage ou leur fonction. Une puce en plastique d'un pouce carré est un capteur, qui , occasionnellement connecté à un ordinateur , remplace un thermomètre enregistreur classique , un baromètre , ou un hygromètre. Une boite noire peut dissimuler un amplificateur, un générateur d'impulsions ,un photomètre, un analyseur de signal, etc. et ainsi il est même difficile de comprendre ce qu'ils sont d'aprés leur apparence.

Répertorier ces instruments créera aussi une série de problèmes. En raison de leur complexité il est impensable de les décrire de manière détaillée comme on le fait habituellement pour un microscope antique ou un quadrant. Qui a fait quoi ? C'est une autre question très difficile pour un historien  de la science du 20 ème siècle. Si nous admettons qu'un téléscope signé Short a été fait par le très renommé fabricant anglais d'instruments scientifiques du 18 ème siècle , et si nous acceptons qu'un sextant signé Ramsden  était au moins fabriqué dans un atelier de Ramsden ( même si Ramsden en personne le le toucha peut-être jamais ) , que pourrons-nous dire à propos d'un dispositif électronique ?  Aujourd'hui le nom de marque appliqué ne signifie rien de plus que la production concernée. Nous savons tous que beaucoup d'instruments électroniques peuvent être assemblés en Corée, intégrant des micro-circuits fabriqués aux U.S.A. , des composant électriques venant d'Espagne, Taiwan ou l'Allemagne, et finalement vendu sous un nom de marque Britannique. Le problème est même pire avec la machinerie de la « Big Science » , qui est souvent composée de dizaines de milliers d'éléments faits par des centaines d'entreprises différentes . Cela a t' il encore un sens  d'en dire plus sur les constructeurs ou les fabricants ? Probablement de moins en moins. Pouvons-nous réellement parler d'instruments scientifiques ou devons-nous parler de systèmes instrumentaux ?

Comme vous pouvez le voir plus haut, mon texte est plein de points d'interrogations, qui correspondent à des questions ouvertes. Néanmoins, si mon coeur  ( et certainement celui de nombreux lecteurs du Bulletin ) est plus attiré par le brillant d'une vieille fabrication en 'laiton et en verre' que par la froideur d'une contemporaine 'aluminium et plexy ', il est extrêmement important , à la fin de ce siècle  de commencer sérieusement à penser à son héritage instrumental scientifique. Finalement , et je reviendrai sur ce point dans ma remarque de cloture de cet article, une large part de cet héritage risque d'être envoyé à la casse. Mais si nous voulons étudier, comprendre, et quand c'est possible préserver le témoignage matériel de l'aventure scientifique du 20 ème siècle, nous devons essayer de donner quelques réponses à ces questions mentionnées plus haut. Et cela sera probablement possible seulement  en modifiant  dans de nombreux cas notre approche méthodologique des instruments scientifiques historiques. Je pense que c'est un important et excitant challenge .

Finalement , si je ne suis pas pour l'instant capable de décider ce que sont les 10 plus importants instruments scientifiques du XX ème siècle ,j'ai au moins choisi de retracer l'histoire de l'un d'entre eux : le générateur Van de Graaff. Plusieurs raisons ont guidé mon choix . Primo , ce dispositif a marqué fortement plusieurs décades de science contemporaine  et trouvé une application dans les champs variés de la physique, l'astrophysique, et la médecine ausi bien que dans différentes industries. Secondo, il a dérivé d'une série d'instruments plus anciens . Tertio il est utile et populaire dans les écoles et les manifestations comme  dispositif de démonstration . Quarto , selon sa taille  et sa puissance , il peut être considéré comme une instrument scientifique ' classique ' , aussi bien qu'une machine de démonstration de l'électrostatique ,  que d'un objet fabriqué typique de la « Big Science »  [ Recherche fondamentale sur les particules et la physique nucléaire ](3). Donc le générateur Van de Graaff peut être considéré comme un bon exemple des appareillages emblématiques du XX ème siècle.

Introduction

Le générateur électrostatiqe Van de Graaff est une machine électrostatique par 'addition' : les charges sont accumulées sur un conducteur grace à un convoyeur mobile. Dans sa forme la plus simple et schématique , ce dispositif est composé d'une bande sans fin ( en caoutchouc , en tissu caoutchouté , papier ou autre matériel isolant flexible ) , animée verticalement par un moteur,tendue entre deux rouleaux.

La partie inférieure de la la bande est chargée électriquement par une brosse ou un peigne, qui est connecté à une source de courant continu. ( Dans les générateurs didactiques les plus petits la courroie est simplement chargée par un petit patin de friction . ) 

Les charges, qui peuvent être négatives ou positives selon la source , sont transportées par la poulie à une électrode sphérique creuse qui est installée au sommet de la machine . Ici , les charges sont transferrées de la courroie à la sphère par une deuxième brosse ou peigne. Les charges électriques s'accumulent sur la surface extérieure du conducteur et donc le potentiel de la sphère est lmitée seulement par l'effet corona et par la constante diélectrique du milieu environnant. La tension électrique maxima, qui dans les premières grandes machines isolées en air pouvait atteindre quelques millions de volts par rapport à la terre, est fonction du diamètre du conducteur sphérique.

Le générateur Van de Graaff, qui fut développé à la fin des années 1920 et devint immédiatement très populaire , dérive de séries de machines électrostatiques du XVIII ème siècle.

Les ancêtres de la machine de Van de Graaff

L'utilisation d'une bande de soie sans fin dans un générateur électyrostatique peut être trouvée dans la seconde partie du XVIII ème siècle (4). En 1784, Walckiers de St. Amand construisit un telle machine avec une bande de soie en boucle  passant sur deux rouleaux en bois. La soie est frottée par deux systèmes de coussins fixés près des rouleaux. Le conducteur principal, où les charges s'accumulaient, avait deux séries de pointes collextrices et était suspendu au centre de la boucle de la bande de soie. Walkiers fabriqua aussi une très grande machine avec une bande de soie de 1,5 mètres de larges et 7,6 mètres de long. Ce générateur fut utilisé avec succés à l'Académie Royale de Paris et une version améliorée (5)  fut construite par le physicien Rouland ( en activité dans les années 1770 et 1780 ), qui était le neveu et  le collaborateur du célèbre expérimentateur Jean René Sigaud de Lafond ( 1740 - 1810 ).


Fig.1 Machine électrostatique de Rouland à bande sans fin ,  fin du XVIII ème siècle. Voir Gehler, op. cit. note 8

Mais cette machine  prenait trop de place et à la fin des années 1780 , l' allemand  Gottlieb Christian Bohnenberger ( 1732 - 1807 )(6) , l'inventeur d'un électroscope bien connu, proposa une nouvelle version de la machine avec sa courroie placée en position verticale. En 1809 le physicien français Claude Veau Delaunay ( 1755 - 1826 ) mis une illustration de la machine de Walckier  dans son traité de physique (7)  . 

Veau Delaunay admettait que ce dispositif était trés peu utilisé parce qu'il était encombrant et pas très esthétique ( ' ... son aspect est peu agréable. ' ) . Néanmoins il pensait qu'il pourrait être amélioré et utilisé de manière rentable dans diverses institutions publiques telles que les écoles et les hôpitaux , suivant les suggestions du médecin Louis Caullet de Vaumores ( 1743- ? ) , qui comme Bohnenberger avait proposé une machine verticale à bande sans fin. En 1827 la machine de Walchiers était encore en description illustrée dans le Physikalisches Wortebuch de Gehler et même plus tard en 1876 il était mentionné par E. Mascart comme une curiosité historique (8) . Malheureusement , aucune machine à bande sans fin de l'époque n'a semble t'il survécue.

In 1872 le jeune physicien de Bologne Augusto Righi ( 1850-1920) (9) décrivait dans sa thèse de doctorat en physique un électromètre ' à induction ' . Cet appareil non seulement utilisait un anneau flexible en boucle  mais était de fait un parfait générateur Van de Graaff miniature ante litteram [ avant la lettre ]. Toutefois cette machine  n'avait pas été conçue  par son inventeur comme un générateur mais comme un ' amplificateur de charge ' pour étudier les phénomènes électrostatiques peu intenses. Avec cette machine , Righi voulait étudier 'l'effet Volta' et mesurer les faibles potentiels developpés par le contact de différents métaux , d'où le nom 'd'électromètre'.
Fig.2 Electromètre de Righi -  Collection de la fondation Science et technique , Florence.

L'idée d'augmenter une charge électrique , qui est trop petite pour être mesurée , n'était pas nouvelle . En 1786 Abraham Bennet ( 1750-1799 ) et en 1788 William Nicholson ( 1753 - 1815 ) avaient proposé leurs 'multiplicateurs '. Ces appareils, qui étaient en fait des machines électrostatiques à induction , représentaient fondamentalement une version mécanisée de l'électrophore perpétuel de Volta de 1775 ( 10) . Avec ces appareils  de très petites charges , trop faibles pour être détectées  par un électromètre de base , étaient 'multipliées ' par induction électrostatique jusqu'à ce qu'elles puissent être mesurées. Righi avait travaillé dans la même direction quand il proposa sa machine, qui était en fait un additionneur et non un multiplicateur  (11).

Le dispositif de Righi est extrêmement simple (12) . Une courroie en caoutchouc qui convoie un grand nombre d'anneaux de cuivre  tourne sur deux poulies métalliques. La plus basse , qui est isolée [électriquement] , est reliée à une manivelle, la plus haute est mise à la terre avec une lamelle de cuivre. A proche de la courroie, à proximité de la poulie supérieure, est un petit conducteur métallique ( l'inducteur ) qui est relié à l'objet  à étudier faiblement chargé.
L'inducteur charges les anneaux de cuivre, qui passent sur la poulie supérieure mise à la terre, les uns après les autres.
Continuant leur dépalcement  les anneaux entrent dans la sphère creuse isolée, où ils touchent une troisième petite poulie métallique fixée sur sa face interne.Ainsi les charges des anneaux s'accumulent sur la surface externe de la sphère. Comme le processus se poursuit, les charges s'additionnent continuellement à la sphère. Il est évident que cette machine fonctionne de la même manière qu'un appareil Van de Graaff. Plusieurs machine de Righi furent fabriquée en Italie et peuvent être vues dans diverses collections (13 ) mais l'idée ne fut pas reprise avant 50 ans. ( même si à la fin du 19 ème siècle John Gray, un electro technicien qui écrivit un célèbre traité sur le générateur electrostatique, proposa une machine à induction à bande caoutchoutée qui était plus compliquée que celle de Righi).

En 1893, Busch proposa une machine à courroie sans fin. Au milieu de boucle de la bande de papier  tournant sur deux cylindres métalliques il y avait une collecteur denté en forme inhabituelle de s , qui était reliée au conducteur principal. Mais la machine de Busch était simplement une version améliorée et plus petite du générateur de Rouland, qui était supposée être un appareil de démonstration (14 ). En dépit de quelques modifications mineures, les machines à courroie sans fin ne furent jamais réellement 'à la mode' et ne purent jamais rivaliser avec les générateurs à induction à disque de Holtz, Toepler, Voss, Carre , Wimshurst, Wommelsdorff et les autres.

La course aux hautes tensions

En 1919 le physicien britannique Ernest Rutherford (1871-1937) transforma des atomes d'azote en oxygène en les bombardant avec des particules alpha générées par un isotope radioactif. La transmutation des élements, le domaine mythique des alchimistes, était au moins à l'échelle microscopique, en train de devenir une réalité. Mais la désintégration de l'atome nécessite de très hautes énergies. Les élements radioactifs naturels tels que le très cher radium sont sources de particules ( alpha , électrons, et aussi bien des rayons gamma) mais leur énergie et leur nombre sont trop bas pour pénétrer la barrière de potentiel ( le mur de Coulomb ) des noyaux des éléments plus lourds. Dans les années 1920 il apparut évident qu'une investigation plus poussée des caractéristiques  atomiques et nucléaires devrait avoir recours à des faisceaux plus énergétiques et plus intenses de particules accélérées. Les particules chargées pouvaient être obtenues par différents moyens. Les décharges dans les gaz produit des ions, alors que pour les électrons il était possible d'utiliser l'émission par un fil chauffé ou d'autres systèmes. L'énergie ( E) d'une particule dans un champ électrique correspond au produit de sa charge (q) multiplié par la tension (U) du champ : E = q.U. Ainsi , une première solution possible était essentiellement d'accélérer les particules dans un tube à vide soumis à une très haute tension. La course au million de volts avait commencé, et il fut directement établi que : les accélérateurs à haute tension mettaient à rude épreuve les isolateurs et les nerfs des physiciens jusqu'à leur point de rupture. (15) 

Plusieurs systèmes furent proposés. Les allemands Brasch, Lange et Urban essayèrent d'utiliser l'électricité atmosphérique de la foudre, avant  de se tourner vers des générateurs à impulsion (ou à onde à front raide) plus pratiques et moins dangereux. Ce type de générateurs à impulsion étaient utilisés par les ingénieurs électriciens pour tester l'équipement électrique. En 1930 un trés puissant transformateur de Tesla isolé par huile fut construit pour le même emploi au Carnegie Institution  à Washington. En Angleterre Cockcroft et Walton, qui , en 1932, accomplirent la première désintégration réussie du noyau par des particules électriquement accélérées , utilisèrent un multiplicateur de tension à l'aide d'un montage compliqué d'interrupteurs et de condensateurs. ( 16 ) Des transformateurs à résonance , des transformateurs avec redresseurs et toutes sortes d'autres appareils furent testés. Sans aucun doute l'une des meilleures idées fut développée par Robert Jamison Van de Graaff, qui choisit de développer une machine à partir de l'antique électrostatique. Finalement, les autres ( tels que Lawrence avec ses cyclotrons) choisirent une voie complétement différente : les particules pouvaient être accelerées en plusieurs paliers en utilisant des champs électriques abordables. Mais c'est une autre histoire.

L' invention et l'évolution du générateur Van de Graaff ( 17)

Le physicien américain Robert Jamison Van de Graaff était né en Alabama en 1901. Aprés avoir reçu une maitrise d'ingénieur en mécanique en Alabama, il vint à Paris où il assista aux cours de Marie Curie à la Sorbonne (18). En 1925 il alla à Oxford où il reçu trois ans plus tard un doctorat [D. Phil] de physique. En 1929 Van de Graaff est rattaché à Princeton comme membre de la Recherche Nationale et à la fin de la même année il construit le premier modèle (Fig.3 ) de son générateur ( 80 KVolt).

Fig.3 Van de Graff faisant la démonstation de l'un de ses premiers prototypes de générateurs . Propriété du  Massachusetts Institute of Technology.

Bientôt son dispositif est amélioré et , en novembre 1931, il fit la démonstration pour la première fois d'une nouvelle machine peu coûteuse et beaucoup plus puissante ( environ 1 - 1,5 MVolt) au diner inaugural de l'Institut Américain de Physique (19). Van de Graaff est ensuite rattaché au Massachussetts Technological Institutes ( MIT) comme  collaborateur à la recherche et en 1931 il commença à construire un grand générateur double dans un hangarinutilisé pour dirigeable à Round Hill ( South Darmouth , Massachussets ) . Il se composait des 2 colonnes électriquement très isolées de 7 mètres de haut , chacune contenant 2 courroies et supportant une sphère en aluminium de 1,80 m de diamètre ( Fig. 4).

Fig. 4 Dessin du générateur Van de Graaff  à Round Hill (South Darmouth, Mass.) De Heilbron, Seidel, op. cit. note 4)

Les colonnes étaient montées sur des wagonnets de manière à ce que la distance entre elles puisse être aisément  modifiée. Cette machine impressionnante, qui fut largement représentée dans les revues techniques et les magazines populaires de l'époque ( Fig. 5 ), fut opérationnelle en novembre 1933.  Il fut déclaré qu'elle pouvait produire 7 millions de volts mais en fait elle en développait environ 5 MeV (20).

Fig. 5 Foudre artificielle spectaculaire produite par le générateur Van de Graaff à Round Hill. Propriété du Massachusetts Institute of Technology.

Deux petits laboratoires étaient localisés dans les sphères , où les scientifiques pouvaient étudier l'effet dans le tube accélérateur qui aurait relié les deux dômes. En raison de difficultés à monter le tube de décharge entre les les deux terminaux sphériques ce générateur  ne fut jamais un accélérateur satisfaisant. Il fut postérieurement déplacé au MIT, où il fut complétement modifié (21) et utilisé pour fracasser des atomes et pour la recherche sur les rayons X de haute énergie. Finalement dans les années 1950 il fut légué au Musée des Sciences de Boston. En 1980, ce générateur , qui est probablement la plus grande machine survivante de ce type, fut installée au Théatre Thomson de l'Electricité au musée, où il est régulièrement mis en démonstration.

Avant de retracer le developpement du générateur Van de Graaff, ça vaut la peine de mentionner une autre très grande machine de ce premier type ( double , non pressurisée ) . Durant l'Exposition Universelle de Paris en 1937, un impressionnant Van de Graaff ( fig 6 ) fut installé dans le Palais de la Découverte tout juste ouvert , qui était ( et est encore) au Grand Palais (22 ). Cet appareil , construit par A. Lazard sous la direction du célèbre physicien français Frédéric Joliot ( 1900-1958 ), était supposé être utilisé aprés l'exposition comme une puissante source de radioéléments. Cette machine qui était composée de deux Van de Graaff accumulant des charges de polarité opposée jusquà une tension totale de 5 Mvolt. Les générateurs avaient 14 mètres de haut et étaiet montés sur des rails. Les sphères à leur sommet avait un diamètre de 3 mètres. Chaque générateur avaient trois courroies sans fin indépendantes et animées par des moteurs séparés , chargées par une source de courant continu de 10000 volts.
Le système était entièrement enfermé dans une gigantestque cage de Faraday. Cette machine , qui émerveillait les visiteurs de la manifestation avec ses éclairs de plusieurs mètres de long, était représentée sur la page de couverture de nombreux magazines mais eu malheureusement un triste destin. A cause de la seconde guerre mondiale , elle fut oubliée dans la Palais de la Découverte et seulement en 1942 il fut possible d'entreprendre son tranfert au laboratoire de Joliot à Ivry près de Paris. La machine devait être révisée et quelques pièces mécaniques devaient être remplacées, mais,en raison de la pénurie et de la situation critique d'un temps de guerre, rien ne put être fait. En conséquence , ce Van de Graaff spectaculaire ne fut jamais utilisé pour une quelconque recherche scientifique et fut finalement mis à la ferraille.


Fig. 6 Dessin du générateur  Van de Graaff  du  Palais de la Découverte Paris , V Maury J.P., Le Palais de la Decouverte ( Paris , 1994) .

En 1935 Van de Graaff reçu un brevet pour son invention et il a continua à travailler dans le champ des générateurs électrostatiques. Avec son collaborateur , John G. Trump, professeur de Génie électrique au MIT , il s'impliqua dans la construction des tels appareils pour produire des rayons X trés pénétrants, à la fois pour des utilisations médicales et industrielles.

Durant le seconde guerre mondiale, Van de Graaff fut directeur du Projet Radiographie en Haute Tension , où il developpa des générateurs électrostatiques pour l'équipement radiographique de l'U.S. Navy. Après la guerre, Van de Graaff et Trump fondèrent la High Voltage Engeneering Corporation (HVEC ) , qui devint l'un des plus importants constructeurs de générateurs électrostatiques pour la thérapie du cancer , de la radiographie industrielle et de la recherche en physique des hautes énergies.

Dans les dernières années 50 Van de Graaff inventa le transformateur à noyau isolé qui produisait des hautes tensions continues , exploitant le flux magnétique au lieu des charges électrostatiques. Avec ses collaborateurs au HVEC il developpa aussi avec succès la technologie du générateur tandem ( voir plus bas ) . Van de Graaf resta professeur associé de physique au MIT jusqu'en 1960 puis il consécra son activité à HVEC.

En plus de plusieurs diplômes honorifiques, en 1966 l'American Physical Society le récompensa avec le prix T. Bonner pour ses contributions au développement des accélérateurs électrostatiques. Van de Graaff mourut en 1967. A cette date plus de 500 accélérateurs de particules de ce type étaient en exploitation .

Dans les années 30 l'utilisation des générateurs Van de Graaff s'est étendue rapidement, et leur conception typique de départ a changée très rapidement. Il est impossible de mentionner ici tous résultats techniques, qui ont contribué pour augmenter les performances et la fiabilité de ces machines. Les études sur la haute tension et sur des isolateurs, la réalisation de meilleurs matériaux et les éléments mécaniques spéciaux ont certainement amplifié le progrès dans la construction des accélérateurs électrostatiques.

Plusieurs améliorations et modifications fondamentales ont été suggérées par le physicien et industriel Raymond Herb  (1908-1996) (23). En 1931 Herb a commencé ses travaux par des accélérateurs à l'université de Wisconsin-Madison. En 1933, avec quelques collaborateurs, il a proposé un des tous premiers générateurs pressurisés Van de Graaff (24). Cette modification a été couronnée de succès et a été  développée plus avant et universellement adoptée. Toutes les machines Van de Graaff pour la recherche et les buts industriels étaien conçues pour être enfermées dans un réservoir cylindrique ou en forme de cigare (vertical ou horizontal) sous pression, une dérogation à la conception typique colonne et sphère. Les générateurs électrostatiques devenaient de plus en plus sophistiqués.

Les années suivantes, avec ses collaborateurs de l'université du Wisconsin, Herb a développé plusieurs pièces d'équipement pour les générateurs Van de Graaff . En 1935 il a proposé la première colonne incluse dans des anneaux métalliques étroitement espacés (anneaux équipotentiels), qui ont contribué à produire une égale distribution du gradient de tension. En 1940 lui et ses collaborateurs ont présenté l'utilisation de trois  électrodes à haute tension concentriques. Pendant la seconde guerre mondiale Herb rejoignit le Radiation Laboratory où il a travaillé au radar et après 1945 a continué son travail avec les accélérateurs, développant des techniques de d'ultravide poussé , la formation de faisceau d'ions négatifs , un contrôleur d'effet corona par triode , un système de charge électrostatique et d'autres dispositifs. En 1965 il a fondé National Electrostatics Corporation (NEC), qui est toujours aujourd'hui l'une des principales sociétés pour la construction des générateurs Van de Graaff et du matériel annexe. Parmi les innovations les plus intéressantes proposées par Herb et son collaborateur il y a le Pelletron. C'est fondamentalement une machine Van de Graaff  dans laquelle la courroie sans fin de tissu caoutchouté est remplacée par une (ou plusieurs ) chaîne spéciale de sections en métal reliés par des liens isolants en nylon  (10).

Fig 10 A - Elements d'une chaîne de charge de Pelletron. 


En 1947 Herb et son groupe avait mis des agrafes dans une courroie sans fin standard pour augmenter la stabilité de la tension. Cette idée a été développée pendant plusieurs années et finalement à la fin des années 50 et dans les années 60,  il fut possible de trouver une bonne solution en utilisant « un transporteur de charge en collier de perles », qui évolua en  Pelletron moderne (Fig.11).

Fig. 11 Accélerateur à chaînes Pelletron 

La chaîne (qui est curieusement une réminiscence de l'anneau en caoutchouc de Righi avec les porteurs en laiton) a plusieurs avantages comparés à la courroie du Van de Graaff , qui est sujet, par exemple à des claquages dommageables . Les sections en métal de la chaîne sont chargées et déchargées par induction (comme beaucoup de générateurs  de la fin du 19 ème siècle) et aucune décharge et effet de coronane  sont impliqués dans le processus. Il a non seulement une plus longue vie, mais également il est également peu sensible à l'humidité et donne une excellente stabilité tensionnelle. Aujourd'hui les plus puissants générateurs  à chaînes de type Pelletron peuvent fournir du courant de 100-200 µA et l'électrode terminale peut monter jusqu'à 25-30 MVolt (25). Un modèle différent à chaînes de charge  appelé Laddertron , a été développé par  HVEC. Le nom dérive du fait que cette chaîne a eu à l'origine des transporteurs métalliques en forme de H, qui ressemblaient à une échelle.

Changements de charge, principe du Tandem et générateurs tandem

Mais à part une série d'améliorations techniques très importantes, la découverte de l'effet changement  de charge, a menée à la réalisation des  générateurs tandem, qui ont en grande partie amélioré les performances et ont augmenté les champs dans lesquels la machine de Van de Graaff a été utilisée (26).  Le principe de ce type de machine  a été indépendamment proposé aux Etats-Unis et en Allemagne.

Fig. 7 L'accélérateur tandem initial de  Bennet. Au centre de l'appareil il y a l'électrode cylindrique à haute tension avec l'effeuilleur d'électrons ( mince feuille de métal). De Rose, Wittkower, op. cit. note 25 

 A Bergen en 1929, Davis (1869-1968) et Arthur Barnes à l'université de Colombia avaient découvert qu'il était possible de neutraliser électriquement les charges positives des particules alpha en leur attachant des électrons. Ce fait a ouvert la possibilité d'obtenir une énergie élevée en envoyant ces particules neutralisées à une électrode terminale chargée et puis, après avoir enlevé les électrons, les accélèrer vers le potentiel au sol  et répéter encore le processus . Les premières expériences n'étaient pas réussies mais elles ont attiré l'attention de Van de Graaff. La découverte des ions négatifs (27) a mené Willard H. Bennet (1903-1987) en 1937 à proposer un brevet pour un accélérateur exploitant l'effet de changement de charge. Dans son appareil (Fig.7) des ions négatifs ont été accélérés vers une feuille métallique mince ( chargée positivement), où les électrons ont été enlevés. Les ions positifs résultants ont été finalement accélérés vers une cible au sol avec une énergie qui a correspondu à celle acquise dans un accélérateur « classique » avec une haute tension deux fois plus élevée. Mais à cette époque les ions négatifs étaient rares, et l'idée de Bennet a été bientôt oubliée.

Il est certainement moins bien connu que le principe de l'accélérateur-tandem ait été aussi découvert et développé en Allemagne par Harmut Kalmann (1896-1978), qui avait été un assistant et un collaborateur du célèbre scientifique Fritz Haber (1868-1934) (28). Dans les années 1930 Kalmann, avec son collaborateur Kuhn, essayaient d'améliorer le système de changement de charge dans un tube à vide expérimental d' accélération (un tube de « Kanalstrahlen » modifié) proposé par Christian Gerthsen (1894-1956). Dans les années 30 Kalmann et Kuhn ont fait breveter (29) un appareil, qui était tout à fait semblable à celui de Bennett. Ce dispositif (8) a produit des ions positifs, les a transformés en ions négatifs , et les a accéléré  dans une électrode en forme de tube chargée positivement. Les molécules de gaz entrant dans l'électrode ont changé par des chocs la polarité des ions, qui, avec une charge positive, ont été repoussés par l'électrode, étant ainsi encore accélérés. Kalmann et Kuhn ont testé leur système mais, malheureusement en raison des raisons politiques, qui après 1933 avaient forcé l'institut de Kaiser Willelm à une activité plus utilitaire et martiale, la découverte allemande du principe tandem n'a produit aucune application importante et a été principalement oubliée par l'histoire de la science.


Fig. 8 L'accélérateur tandem de Kallman et de kuhn. Au centre de l'appareil il y a l'électrode cylindrique à haute tension et l'effeuilleur d'électron à gaz. De : Weiss, op. cit. note 27.

Quelques années après, en 1951, le physicien Louis W. Alvarez (1911-1988), qui n'a pas connu le travail de Bennet ni celui de Kalmann, a construit un petit accélérateur avec changement de charge, montrant la faisabilité pratique d'un tel système. En outre dans les années 50, Van de Graaff et  HVEC ont finalement développé une machine très réussie de ce type qui est reconnue sous le nom d'accélérateur-tandem ou tandem-Van de Graaff. La première machine pratique de ce type a été construite par  HVEC pour le laboratoire de Chalk River de l'Agence canadienne de l'énergie atomique.

Fig 9 Schéma d'un Van de Graaff tandem. Les ions négatifs entrent dans l'accélérateur du côté gauche. De Rose, Wittkower, op.cit. note 25.

Les machines des accélérateurs-tandem sont enfermées dans des réservoirs hautement pressurisés (Fig.9). La tension est produite par une courroie sans fin qui est dans une colonne (ou le tube horizontal) avec des anneaux équipotentiels , les terminaux ouverts sont  mis à la terre alors que le collecteur cylindrique au milieu de la colonne est mis sous haute tension  (que nous imaginons positive) par les charges transportées par la courroie. Les ions négatifs produits par une source appropriée sont accélérés dans un tube à vide à l'intérieur du cylindre et au passage du terminal à haute tension la charge est changée par un gaz ou une feuille métallique « éplucheuse [d'électrons ] ». Ainsi, les ions maintenant positifs sont repoussés par la borne positive et quittent l'accélérateur avec le double de l'énergie atteinte en une étape avec un Van de Graaff de même tension. C'est un exemple de schéma bien défini de changement de charge  (négatif-positif)   mais plusieurs autres sont possibles (positif-négatif ; positif-neutre, neutre-négatif, etc.) et des modèles à plusieurs étages avec deux Van de Graaff en ligne l'un après l'autre, sont également employés (30). Le modèle tandem replié est construit comme un générateur vertical en une seule étape avec une colonne contenant deux tubes d'accélération parallèles. L'un d'entre eux accélère les ions négatifs du potentiel au sol vers l'électrode terminale de haute tension; tandis que l'autre accélère les ions positifs de l'électrode haute tension vers le bas au potentiel du sol.

Les générateurs tandem se sont avérés extrêmement efficaces et fiables et ils sont utilisés dans plusieurs domaines de recherche et des laboratoires industriels partout dans du monde. Les machines de Van de Graaff, particulièrement celles utilisées dans la recherche en physique des hautes énergies , peuvent être très grandes. Les plus puissantes, tel que le Vivitron français (31) ou certains types de Pelletrons tandem peuvent atteindre une tension environ de 30 Mvolt. Les générateurs verticaux sont habituellement installés dans les tours construites spécialement. En outre, les générateurs Van de Graaff modernes sont beaucoup plus sophistiqués que ceux construits dans les années 30. Les sources d'ion, l'injection des particules et la manipulation des faisceaux de particules,le  vide (pour le tube de accélération) et l'équipement de la pression (pour le réservoir), les instruments de commande et de mesure, etc., forment un ensemble d'appareils très complexes typiques de l'équipement de la « big science », pour lequel l'échange des idées entre le scientifique et les ingénieurs s'est avérée être particulièrement fructueux. Malgré le fait que d'autres types de machines (synchrotrons, cyclotrons, etc.) peuvent accélèrer des particules à une énergie beaucoup plus élevée, les accélérateurs électrostatiques, qui sont très multifonctionnels et présentent un faisceau très uniforme, un prix  plus réduit, sont idéaux pour beaucoup d'applications. Le plus grand sont employés pour la recherche fondamentale (ou comme injecteurs pour l'es autres catégories d'accélérateurs), alors que les machines plus petites sont utilisées dans l'industrie ( la production de neutrons et de rayons X, l'implantation ionique, la polymérisation, les mesures diagnostiques, etc.)

Une machine dérivée du générateur Van de Graaff  moins réussie

Une des modifications les plus curieuses, quoique pas vraiment réussie du générateur de Van de Graff avait été conçu autour de 1936 en France par M. Pauthenier, professeur de la physique à la La Sorbonne à Paris, et son collaborateur, Mme Moreau Hanot (32). En fait, ils ont proposé d'employer un flux de particules de poussière chargées, circulant dans une tuyauterie d' isolant en circuit fermé , au lieu de la courroie classique de l'appareil original. La poussière est composée de sphères de verre de quelques microns de diamètre. Un ventilateur produit un  flux de ces particules à 1,50 mètre par seconde dans le circuit de tubulure . Pour charger la poussière il y avait un « ioniseur», qui était composé par plusieurs fils parallèles au tuyau. Les fils ont été négativement chargés (12.000 volts) par un redresseur à kénotron et les champs électriques des fils ont ionisé les molécules de gaz. Les ions positifs ont été immédiatemen a fallut attirés par les fils, alors que les négatifs étaient repoussés dans la direction des parois du tuyau et chargeaient les particules de poussière. Il a fallu ajuster les divers paramètres avec grand soin (diamètre et vitesse des particules, tension du fil, diamètre du tube de ionisation) de sorte que la poussière n'ait pas précipité sur la paroi du tube mais pourrait continuer son voyage ensuite ayant été chargée. À la courbure supérieure du tuyau la poussière chargée est entrée dans une sorte de collecteur centrifuge, qui a été relié à l'électrode terminale sphérique du générateur. Dans le collecteur les charges de la particule ont été transférées à l'électrode.

A l'Exposition universelle de Paris en 1937, en plus du grand Van de Graaff mentionné plus haut, il était possible de voir un générateur Pauthenier-Moreau Hanot capable de produire une tension de 1,8 Mvolt, grâce à un flux de minuscules sphères de verre. Quoique ce dispositif ingénieux souleva un certain enthousiasme, il ne fut jamais largement utilisé et resta une curiosité.

La machine Van de Graaff comme appareil didactique

Si le générateur Van de Graaff continue d'avoir une brillante carrière dans le champ de la physique des hautes énergies, de l'astrophysique et dans plusieurs applications industrielles comme appareil professionnel et pour la recherche, sous sa forme la plus simple il prouve aussi  être un instrument didactique extrêmement populaire. Grâce à sa solidité, à sa construction simple et à son insensibilité à l'humidité de l'air, le Van de Graff  ( dans sa conception primitive, basique ) est devenu un appareil de démonstration idéal, éclipsant la machine à influence antique et compliquée. En outre, pour une utilisation didactique il est plus simple d'expliquer le fonctionnement d'un Van de Graff que celui de l'une de ces classiques machines électrostatiques  à induction ('à influence'). D'un autre côté, les hommes ont toujours été fascinés par la foudre, les grandes étincelles, les effluves des effets corona, donc ces machines sont toujours idéales pour des mises en scène très appréciées dans les expositions importantes, les musées des sciences . Livinstone  contemplant le Van de Graaff au musée de Boston a écrit :

«L'attrait populaire d'un tel générateur colossal a été énorme. C'est une expérience grandiose de se tenir sous les énormes sphères pour sentir ses cheveux se lever au fur et à mesure que le potentiel augmentait, et alors voir les longs trajets des décharges déchiquetées de la foudre synthétique quitter l'électrode terminale pour le toit ou descendre le long de la colonne ».(33)

C'est à ce point qu' aujourd'hui chaque laboratoire scolaire , aussi bien que beaucoup de musées utilisent ces générateurs pour les démonstrations électrostatiques les plus spectaculaires. En fait , quelques machines à l'appareillage didactique  ont été développées récemment selon le principe du générateur de Van de Graaff, avec quelques modifications concernant le système de transport de charges ou de leut transfer à la courroie. La plupart de ces générateurs peuvent atteindre une ttension dans la gamme 10 à 100 KVolts et sont employées pour des démonstrations (34). Parmi elles nous pouvons mentionner l'ingénieux générateur conçu par le physicien Gabriel Lorente à Madrid. (35). La machine de Lorente a quatre rouleaux qui tournent parallélement , leurs surfaces restant  en contact grâce à des ressorts. Les deux rouleaux internes sont respectivement faits en teflon et nylon, alors que les rouleaux externes sont en métal. Le téflon et le nylon occupent des places opposées dans la liste de la triboélectrification des matériaux, le premier recevant les électrons du second. Les charges à la surface des rouleaux isolants sont transférées aux roulants métalliques, qui deviennent respectivement chargés négativement et positivement.  

Remarque finale

Un point final doit être posé en ce qui concerne les grands intruments scientifiques du XX ème siècle. Combien de chances ont-ils de survivre comme matériel témoin de l'histoire de la science et de la technologie ? Pas beaucoup je le crains. Le cas des générateurs Van de Graaff est emblématique. Comme je l'ai mentionné plus haut, au moins un grand Van de Graaff historique des années 1930 est préservé dans un musée , où il attire des visiteurs avec ses phénomènes spectaculaires liés à la haute tension. Les petites machines de ce type utilisées  à des fins didactiques sont extrêmement communes dans les collections de physique des établissements éducatifs, et bon nombre d'entre elles survivront probablement. Mais que penser des grands générateurs de la recherche construits après la seconde guerre mondiale ? En 1998 , après 38 ans de bons et loyaux services aux communautés d'astrophysique nucléaire et de science des matériaux , l'équipement del'accélérateur tandem de type EN du Caltec a été fermé. L'accélérateur a été détruit : et pas par la mière douce : la machine a été récemment découpée et vendue à la ferraille (36 ). Il est vrai que les machines de ce type sont extrêmement difficiles à préserver. Elles sont très grandes et lourdes et elle occupent souvent plusieurs centaines de mètres carrés de laboratoire. Elle ne sont pas particulièrement attrayantes : de l''extérieur les générateurs Van de Graaff ressemblent à de grands réservoirs d'huile. Souvent ils ne peuvent pas être démontés sans être détruits. Il est difficile et certainement trop onéreux et compliqué de les maintenir en état de fonctionnement juste pour des fins didactiques ou historiques, et bien plus, ils ne peuvent pas produire de phénomènes particulièrement impressionnants. En fait , les Van de Graaff modernes, en dépit de leur possibilté de créer des tensions de millions de volts, ne sont pas supposés créer des étincelles! Enfin les musées ne sont pas trés désireux de stocker ce genre d'équipement, qui exige une énorme place et qui peut à peine devenir  un objet exposé attrayant. Naturellement il est plus facile de conserver des documents reliés à l'appareil , tels que photographies , films, vidéos, plans et schémas , mais l'objet fabriqué lui-même a de bonnes chances d'être mis à la ferraille. Combien d'astrolabes connaitrions nous si nous avions seulement leurs descriptions écrites , des gravures ou des images ? Certainement beaucoup moins que ce nous savons aujourd'hui.

Bien sûr  pas toute la science contemporaine est de la ' big science ' et beaucoup d'appareils peuvent être encore être  « collectionnables » sans créer de trop grandes difficultés, mais la préservation du grand équipement présentera à très court terme une série de problèmes. Part ailleurs, si un grand nombre d'instruments ' classiques et antiques ' étaient sauvés et préservés par des collectionneurs privés , qui ont joué et jouent encore aujourd'hui un rôle essentiel dans la survie des objets fabriqués, il est difficile d'imaginer qu'ils puissent faire de même en ce qui concerne les grands appareillages de la fin du XX ème siècle. Les futurs historiens des instruments scientifiques seront ils forcés de travailler sans les instruments historiques eux mêmes comme plus importantes sources de leur recherche ? C'est un risque sérieux, qui , je crois, doit commencer à être pris en considération à l'aube du troisème millénaire.

Notes et références


1. Cette définition a été donnée par John Burnett. Voir  J. Burnett, Le Matériel de la Science, in « Manuel du conservateur. Un guide des pratiques du musée » [The Hardware of Science, in 'Manual of Curatorship. A Guide to Museum Practices'] , E-D. par Thompson J.M., Basset-hound D-A et d'autres, Oxford, 1992 (II édition), pp. 374-391.

2. Au sujet de l'archétype d'instrument scientifique , Anna Van Helden a récemment présenté un papier très intéressant au  XIX ème colloque  de l'instrument scientifique  ( septembre 1999).

3. Il est emblématique qu'une bande de musique rock, tout à fait célèbre il y a quelques années, se soit appelée « Van der Graaff Generator »

4. Je mentionne juste les machines qui ont employé une bande mobile, et je n'inclue pas ici les générateurs à tambour avec du tissu. Voir,  pour une description plus détaillée W. Hackmann, L'électricité du verre ( Alphen aan den Rijn, 1978), pp 140-142 et la bibliographie qui est relative.

5. Rouland, Description des machines electrostatiques à taffetas (Amsterdam, 1785).

6. Il ne doit  ne pas être confondu avec Johann Gottlieb Bohnenberger (1765-1831), qui a proposé l'électromètre à feuille d'or avec deux piles sèches de Zambini.

7. C. Veau Delaunay, Manuel d'electricite (Paris, 1809), pp. 14-16.

8. J.S.T. Gehler, Physikalisches Worterbuch, III Band (Leipzig 1827), pp. 454-456 et E. Mascart, Traite d'électricité statique (Paris, 1876), vol. 1, p. 249.. La machine est également illustrée dans W. Nicholson, « und Versuche, betreffend d'III ». Bemerkung und Versuche, die Electricitat betreffend', Gilbert Annalen der Physik, 23 (1806), pp. 272-312.

9. Augusto Righi, est devenu célèbre pour sa recherche fondamentale sur les propriétés des ondes électromagnétiques, qui ont prolongé et affiné les premières observations faites par Heinrich Hertz. En outre, Righi a inventé plusieurs appareils. Parmi eux l'oscillateur à trois étincelles , qui a été utilisé dans les toutes premières expériences sans fil de Marconi, qui avait suivi certaines des leçons de Righi à l'Université de Bologna.

10. Voir J. Gray, Les machines électriques à influence (Paris, 1892), pp. 161-163, pp. 161-163 et F. Luscia,  La tecnologia delle macchine elettrostatiche (Brescia, 1928), pp. 88-98.

11. Dans un « additionneur » les charges sont accumulées en progression arithmétique, alors que dans un « multiplicateur » (comme la 'machine à recharge ' [ « replenisher »]  de Thomson) les charges augmentent en progression géométrique.

12. A. Righi_'Descrizione di un elettrometro ad induzione', Il Nuovo Cimento, Serie II, VII, VIII, 1872, pp. 123-134; Luscia, pp. 184-186 and A. Righi, 'Sur le principe de Volta', Journal de physique theorique et appliquee, 3 (1874), pp. 1923. Righi a également proposé une version différente de sa machine.

13. Voir, par exemple, la collection du Musée de  Physique de l'Université de Bologne ou la collection du Fondazione Scienza e Tecnica à Florence.

14. Voir le H.W. Schmidt,  'Elektrisiermaschinen und Apparate', dans Handbuch der Elektrizitat und Magnetismus, Vol. 1, L. Graetz, ed. (Leipzig, 1918), pp. 21-93.14. 

15. Voir le J.L. Heilbron, R.W. Seidel, Lawrence et son laboratoire. Une histoire du laboratoire de Lawrence à Berkeley, vol. 1 (Berkeley, 1989), pp. 45-71.

16. En fait leur appareil n'était pas nouveau. Le physicien suisse Heinrich Greinacher avait proposé ce genre de multiplicateur de tension en 1919.

17. Le générateur de Van de Graaff  était également connu, jadis ,sous le nom de 'statitron' .

18. Voir le Dictionnaire des biographies scientifiques ;  chez Mc Graw-Hill -  Scientifiques et ingénieurs modernes  (New York, 1980), vol. 3, pp. 245-246 ; E.A. Burrill, « Van de Graaff, l'homme et ses accélérateurs », Physics Today, 1967, pp. 49-52 ; PH Rose, « In memoriam : Robert Jamison Van de Graaff »,Nuclear Instruments and Methods, 60 (1968), pp. 1-3.


19. J. Van de Graaff, « Un générateur électrostatique de 1.500.000 volts », Physics Review, 38 (1931), pp. 1919-1920. 

20. Voir par exemple la page de garde  de Scientific American et l'article relatif de Nikola Tesla (un autre pionnier de la technologie à haute tension) sur cette machine : « Possibilités des générateurs électrostatiques », Scientific American, 1934, pp. 132-134 and 163-165. Tesla indiquait : Je crois que quand de nouveaux types [de générateurs de Van de Graaff] seront développés et suffisamment améliorés un grand futur leur sera assuré . Voir également L.C. Van Atta., DL. Northrup, C.M. Van Atta, R.J. Van de Graaff., « La conception, le fonctionnement, et la mise en oeuvre du générateur électrostatique de Round Hill », Physical Review, 1936, pp. 761-776. Un des meilleurs aperçus historiques sur le développement des générateurs de Van de Graaff et de d'autres type d'accélérateurs peut être trouvé dans : S.M. Livingston, J.P. Blewett, Accélérateurs de particules (New York, 1962), pp. 30-72. La bibliographie au sujet de l'accélérateur électrostatique est si volumineuse que nous ne pouvons juste suggérer ici quelques contributions intéressantes. Plusieurs images intéressantes du grand Van de Graaff peuvent être vues ici  :  http://www.mos.org/sln/toe/construction.html et http://www.mos.org/sln/toe/history.html. Lyonel Baum, envers qui je suis reconnaissant pour ses nombreuses et  utiles informations,  propose un site très intéressant au sujet des générateurs de Van de Graaff :http://hometown.aol.com/lyonelb/vdg.html.

21. La machine, qui a été enfermée dans un dôme en métal a été transformée en générateur unipolaire. Les deux sphères ont été jointes ensemble. Dans une des colonnes ont été laissées les courroies de charge, alors que dans l'autre  était installé le tube accélérateur à vide.

22. A. Lazard, 'Le Palais de la Découverte scientifique. Le grand générateur électrostatique à 5 millions de volts', La Science et la Vie, 51 (1937), pp. 279-284.

23. Voir Graw-Hill Modern Scientist and Engineers (New York, 1980), vol. II pp. 44-45 and G.A. Norton, J.A. Ferry, E.E. Daniel, G.M. Klody, « Un rétrospectif de la carrière de Ray Herb », in Heavy Ion Accelerator Technology: Eigth. international Conference(édité par K.W. Shepard) 1999, pp. 3-23. Je suis très reconnaissant  au Dr. G.A.Norton de m'avoir fourni beaucoup d'informations utiles sur R.Herb et la firme NEC.

24. La tension de claquage en gaz isolant change avec le type du gaz et de sa pression. Plusieurs gaz tels que CCl4 et CCl2F2 ont été employés dans le  réservoir du  générateur électrostatique. Aujourd'hui le gaz isolant le plus utilisé est SF6, (hexafluorure de soufre).

25. Voir: http://www.pelletron.com et R.G. Herb, « Les accélérateurs Pelletron pour une très haute tension», Nuclear Instruments and Methods, 122 (1974), pp. 267-276.

26. Voir  P.H. Rose, A.B. Wittkower, « les accélérateurs tandem de Van de Graaff », Scientific American, 223 (1970), pp. 24-33 et R. Van de Graaff, 'Tandem Electrostatic Accelerators', in Proccedings of the 1958 Accelerator Conference, Cambridge, Mass. (High Voltage Engineering Corporation, 1958). 

27. Des ions négatifs sont produits en couplant un électron externe à un atome neutre.

28. Voir le B. Weiss, ' Hochste Spannung. Fritz Haber, Harmut Kallmarm et das « TandemPrinzip'. Ein fruhes Kapitel des Beschleuniger Geschichte', Kultur & Technik, 1 (1997), pp. 4249.

29. Brevet allemand 696998 du  9 février 1938.

30. Il est impossible de mentionner ici la bibliographie complète sur les générateurs tandem. Voir par conséquent les références mentionnées ci-dessus.

31. Le Vivitron est un grand Van de Graaff tandem  (réservoir de 50-mètres de long ) construit à Strasbourg qui a été installé dans les années 1980 -1990. [Fermé en 2003] 

32. Voir B. Kwal, M. Lesage, 'Les très hautes tensions électriques par les poussières chargées. Le générateur ionique de M. Pauthenier et de Mme. Moreau-Hanot', La Nature, 1937, 1 semestre, pp. 147-151.


33. Voir Livington op. cit. note 19, pages  32-33.

34. Voir par exemple la machine à l'université de Nantes .

35. Je suis très reconnaissant au Dr. G.Lorente pour l'information qu'il m'a envoyée au sujet de sa machine. Son générateur a été breveté en 1991 aux Etats-Unis (US 4.990.813) et plus tard dans l'Union Européenne ( 3665911). Voir  http://info.uned.es/electrostatic-generator/ index.html.

36. Pour un compte-rendu  de la démolition d'une telle machine voir  http://www.its.caltech.edu/~arice/tandem.html.

 Merci à Paolo Brenni ( l'auteur de l'article  )  et  Willem Hackmann ( Editeur du Bulletin)

Paolo Brenni

Fondazione Scienza e Tecnica - Via Giusti 2 - 50121 Florence - Italy

Président de la Scientific Instrument Society (depuis juillet 2005)


© 1999 , Copyright Bulletin of the Scientific Instrument Society
Adaptation, traduction et actualisation pour l'Internet :  Lyonel Baum ( France ) © 2007

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