Le moteur de Froment
par Pierre PROVOST Association « Les amis du musée scientifique du lycée Louis le Grand »- 75005 Paris
Figure 1 :Le moteur de Gustave Froment (exemplaire du lycée Louis le Grand).
RÉSUMÉ
Le petit moteur à électroaimants que possède le lycée Louis le Grand a été présenté à l’exposition universelle de 1900 en compagnie de notre bobine de Masson. Il serait le premier moteur à mouvement alternatif construit par Gustave FROMENT(1815-1865) ou, plus probablement, une copie.
Nos sources proviennent de M. Roger FRIÉDÉRICH, descendant de Gustave FROMENT, qui nous a communiqué des extraits de « Les merveilles de la Science »de Louis FIGUIER, éditions de 1868 et 1888 (LMS 1868, LMS 1888) et des extraits de son livre « Initiation à l’électricité et à l’électrotechnique »(1986). Qu’il en soit ici vivement remercié.
GUSTAVE FROMENT AU COLLÈGE LOUIS LE GRAND ET À POLYTECHNIQUE
M. Roger FRIÉDÉRICHécrit :
« Gustave FROMENTest issu d’une vieille famille de Reims d’horlogers et de mécaniciens.
Son père avait inventé une machine à tondre le drap et son grand-père était un horloger assez fortuné…
FROMENTavait fait ses études à Sainte Barbe et au collège Louis le Grand avant d’inté- grer Polytechnique. G. FROMENTa fait partie de la promotion 1835-1837; il fut 53eà l’en-
trée et 104e à la sortie puis il “pantoufla”’. Ses ateliers étaient un vrai musée de la science et de l’industrie. Per- sonne, plus que lui, n’a aidé les savants à réaliser leurs conceptions, par les précieux conseils qu’il donnait, à tous les jeunes physiciens, et par la perfection de son travail ; car il unissait au même degré les connaissances théoriques et la science pratique. C’était de plus, une nature droite, obli- geante, dévouée.
Gustave FROMENTest mort en 1865, âgé seulement de 50 ans.
De profonds chagrins avaient usé son âme trop sensible. » (LMS 1888).
GUSTAVE FROMENT ET L’HORLOGERIE M. Roger FRIÉDÉRICHécrit encore :
« Il est dit qu’il construisait déjà à Louis le Grand des horloges avec du carton et des morceaux de bois. On relate que le moteur de l’une d’elles était un formidable diction- naire grec agissant de tout son poids sur les rouages et que la régularité de sa marche était assurée, à l’immense satisfaction d’un jeune et malicieux public, par la cadence d’un Gradus ad Parnassum oscillant au bas d’une règle ».
Bien qu’il se soit beaucoup consacré à l’invention et à la construction de nombreux modèles de moteurs à électroaimants, il continua à s’intéresser à l’horlogerie ; on peut lire dans l’ouvrage LMS 1868 :« Une des merveilles de l’Exposition universelle de 1867, c’était la pendule électrique de Gustave Froment ». Ce texte est accompagné de la figure reproduite ci-dessous.
Figure 2 :Gustave FROMENT
- Figure 240 -
Figure 3 :Horloge électrique et cadran de G. FROMENT(page 414) - Figure 248 -
GUSTAVE FROMENT MÉCANICIEN, ET FABRICANT D’INSTRUMENTS DE PRÉCISION
Dans l’édition de 1888 de LMS on peut lire, page 273 :« FROMENTavait consacré sa vie aux applications de la science pratique, et surtout à la construction des instru- ments de précision destinés à l’astronomie, à la navigation, à la géodésie et à la phy- sique. A l’âge de 14 ans lorsqu’il était encore à la pension de Sainte-Barbe, il inventa un compteur automatique qui enregistrait le nombre de pas qu’il faisait par jour. En d’autres termes, il inventa au collège le podomètre… ». Et, plus loin, à propos de sa machine à diviser :« …Gustave FROMENTest arrivé à diviser un millimètre en mille par- ties égales… visibles seulement au microscope… On lui doit également d’ingénieux per- fectionnements… des télégraphes électriques».
GUSTAVE FROMENT ET LÉON FOUCAULT
Dans la même page de l’ouvrage cité ci-dessus :« C’est lui qui exécuta… les appa- reils de Léon Foucault destinés à démontrer le mouvement de rotation de la Terre sur son axe ». Il s’agit évidemment du célèbre pendule !
M. Roger FRIÉDÉRICH, ce lointain descendant de Gustave FROMENT, nous a fait connaître un extrait du livre de Cécile CAVAILLÉ-COLLconsacré à l’œuvre et à la vie de son père, le grand facteur d’orgues Aristide CAVAILLÉ-COLL et à sa collaboration avec FOUCAULTet FROMENT. Voici ce qu’elle raconte :
« A la veille d’une de ses découvertes les plus célèbres, il (FOUCAULT) vint confier à CAVAILLÉl’embarras où il se trouvait :
Je cherche, lui dit-il, à déterminer la vitesse de la lumière ; j’ai besoin pour cela, de pou- voir faire tourner un miroir à 400 tours par seconde, exactement ; mais je ne sais, je l’avoue, comment m’y prendre ».
Eh bien, répondit CAVAILLÉ-COLL, j’ai votre affaire. Vous connaissez mes expériences d’acoustique à l’aide de la sirène de Cagnard de Latour et de ma soufflerie de précision ? Il suffit de monter votre miroir sur une sirène et je me fais fort, avec ma soufflerie et mes appareils de mesure acoustique, de régler à une vibration près et d’une manière constante, le son que doit rendre la sirène, tournant exactement à 400 tours par seconde.
Ainsi fut fait. M. FROMENT, célèbre fabricant d’instruments de précision fut chargé de construire la sirène, et CAVAILLÉ-COLLune soufflerie spéciale ».
Voici quelques précisions extraites par Cécile CAVAILLÉ-COLLd’un recueil des tra- vaux scientifiques de Léon FOUCAULTpar le professeur GARIEL:
« Ce miroir, en verre argenté, qui a 0,014 m de diamètre, est monté directement sur l’axe d’une petite turbine à air, d’un système connu, admirablement construite par M. FROMENT. L’air est fourni par une soufflerie à haute pression de M. CAVAILLÉ-COLLqui s’est acquis une juste renommée dans la fabrication des grandes orgues ».Ce matériel expérimental est présenté dans son ensemble au musée des Arts et Métiers.
GUSTAVE FROMENT ET LES MOTEURS ÉLECTRIQUES
Donnons maintenant la parole à M. Roger FRIÉDÉRICH. Voici des extraits de son livre : « Initiation à l’électricité et à l’électrotechnique » (1986) :
« En 1832 MORSE est un des premiers à utiliser l’électroaimant pour son fameux télé- graphe, puis très rapidement, en 1834 un savant russe, JACOBI, réalise une machine très simple composée d’électroaimants attirant des palettes de fer doux disposées sur le pour- tour d’une roue. Chaque électroaimant est alimenté au bon moment par un courant élec- trique envoyé par un commutateur mis en mouvement par l’arbre du moteu. ».
Figure 4 :Mécanisme moteur du bateau électrique de JACOBI(1839) - Figure 191 -
Cette figure est extraite de l’édition de 1888 des « Merveilles de la science » . M. FRIÉDÉRICHcontinue :
« La source d’énergie électrique était évidemment une pile mais on n’avait pas lésiné sur les moyens, et cette dernière ne comportait pas moins de 128 éléments de type Bunsen.
Le moteur ou plus exactement la roue à palettes, tournait à la grande admiration des spectateurs, et le succès de cette série de démonstrations fut tel que le Tsar NICOLAS, enthousiasmé à son tour, alloua une somme de 60 000 francs au savant pour qu’il conti- nue ses recherches. Les choses n’en restèrent pas là puisque, peu de temps après, on décida de monter le moteur et l’encombrante batterie de piles sur un bateau. On raconte que le bateau, mû par son moteur électrique, remonta la Neva, mais que les piles mises à rude épreuve dégageaient des vapeurs acides en quantité tellement grande que l’on eut dit qu’il s’agissait de la fumée de charbon émise par un bateau à vapeur ! … ».
Dans l’ouvrage LMS 1888, on trouve :
« A peu près à la même époque en France, un chercheur Gustave FROMENT, ancien élève de l’École polytechnique, et industriel, réalisa plusieurs modèles de moteurs, toujours basés sur le principe de l’électroaimant qui attire des palettes de fer doux... Il consacra sa vie et probablement sa fortune à perfectionner ce type de moteur. Son premier moteur, construit en 1844, et que nous représentons sur la figure 192, a été un type classique,
qui a été reproduit par un grand nombre de constructeurs, comme spécimen de moteur élec- trique, destiné aux cours de physique. …Cet appa- reil, ainsi que tous les autres moteurs de Gustave FROMENT, fait partie des collections du conserva- toire des arts et métiers ».
Ceci explique peut-être que le socle du petit moteur qui figure au musée de Louis le Grand, porte la marque Ducretet sur son socle. Cependant, nous lisons dans un rapport d’installation à l’exposition universelle de 1900 :
« 139 - Électromoteur à axe horizontal, de G. FROMENT, avec commutateur (1845) (Collection du Lycée Louis le Grand) ».
Louis le Grand possédait-il le « premier » ou une copie, ou les deux ?
La figure 241 de l’édition de 1868 représente un grand électromoteur à balancier construit pour le cabinet de physique de la Faculté des sciences de Paris.
Figure 5 :Premier moteur à mouvement alternatif de Gustave FROMENT
- Figure 192 -
Figure 6 :Le moteur électrique du cabinet de physique de la Faculté des sciences de Paris - Figure 241 -
« Après ce moteur, Gustave FROMENT, en 1845, en combina un autre, fondé sur le prin- cipe de la roue à aubes (figure 193). Le moteur électrique à rotation directe de Gustave FROMENTest souvent appliqué à faire mouvoir de petites pompes à eau, dans les cours de physique, afin de mettre en évidence les principes sur lesquels sont fondés les moteurs électromagnétiques. » (LMS 1888).
Dans le même ouvrage, (figure 194) on trouve un grand électromoteur à axe verti- cal :« Les électroaimants… sont fixés… les uns au-dessous des autres, sur six montants
en fonte, formant les arêtes d’un prisme hexagonal, très solidement établi. L’arbre moteur (vertical) est placé au centre de cet assemblage d’électroaimants ».
Dans son livre, M. FRIÉDÉRICHdécrit un électromoteur à axe vertical quelque peu différent, d’une hauteur de deux mètres et pesant environ 800 kg ! Cet électroaimant ser- vait à actionner les appareils, tours et machines à diviser, de l’atelier de M. FROMENT.
« Sa machine à diviser fonctionnait toute seule. Le soir, quand le mouvement et le bruit avaient cessé dans les rues de Paris, elle se mettait à l’œuvre elle-même, et travaillait jusqu’au matin. Avec le chant du coq, elle rentrait au repos. »(LMS 1888).
« LE MOTEUR ÉLECTRIQUE A-T-IL UN AVENIR ? »
S’agissant des moteurs à électroaimants la réponse à cette question apparut assez vite comme devant être négative. En effet, à l’époque de FROMENT, les piles étaient le seul moyen pratique pour produire un courant électrique continu. Certes on savait pro- duire un courant par induction (machine de Pixii 1832, par exemple), mais on ne savait pas le redresser et il a fallu attendre 1871 pour connaître la dynamo Gramme et, un peu plus tard, sa réversibilité, ce qui en a fait un moteur qui, cette fois, eut un avenir ! Les piles sont encombrantes, produisent des gaz et consomment des produits coûteux.
« M. FROMENTa reconnu que sa machine électromagnétique, dont la force (sic) est équi- valente à un cheval-vapeur, nécessite une dépense de… 2 francs par heure et par force de cheval ; dépense très élevée, si on la compare à celle de la machine à vapeur, qui n’est que d’environ 80 centimes, dans les mêmes conditions. » (LMS 1868).
De plus, la force qu’exerce un électroaimant sur une armature de fer doux, décroît Figure 7 :Deuxième moteur électrique à rotation
directe de Gustave FROMENT
- Figure 193 -
Figure 8 :Grand moteur électromagnétique Gustave FROMENT
- Figure 194 -
très rapidement quand l’entrefer augmente, ce qui interdit de passer, par homothétie, d’un modèle à un modèle plus puissant. Ainsi se termine l’histoire des moteurs à électroai- mants.
NDLR :Cet article a été rédigé par Pierre PROVOST, vice-président de l’association
« Les amis du musée scientifique du lycée Louis le Grand »(1). Association déclarée, pré- sidée par le proviseur du lycée, elle a pour objet de « transmettre à l'autorité compétente, toutes les suggestions qui lui paraissent utiles au bon entretien et au bon usage du patri- moine scientifique du lycée notamment en ce qui concerne l'entretien et rénovation des objets du musée… ».
(1) AMSLLG - 123, rue Saint-Jacques - 75005 PARIS.
