d'un ajutage fin, se divise en gouttelettes. Le nivellement est d'autant plus rapide que la capacité du collecteur est moindre, les gouttelettes plus nombreuses et plus fines. Ce collecteur une fois en équilibre n'émet pas de charges électriques. Aussi est-ce lui qu'on emploie de préférence dans les observations à poste fixe, surtout quand il doit se trouver dans le voisinage d'appareils compteurs des ions de l'atmosphère. Un réservoir porté par un support isolé alimente le jet, par un long tuyau également isolé; pour que les gouttes se séparent toujours à la même hauteur, la pression du liquide est maintenue constante, par un régulateur de niveau dans le réservoir ou par un régulateur de pression sur la surface libre du liquide. La réserve de liquide est renouvelée par un distributeur automatique. Souvent on établit une communication entre le collecteur et le sol pendant le remplissage, car il faut évacuer les charges qu'apporterait le liquide ou qu'il produirait en tombant dans la couche précédente. Cette manoeuvre amène à zéro le potentiel du collecteur; mais, après l'interruption du contact du sol, il reprend le potentiel du champ. Plus les gouttes sont petites, disions-nous, et plus rapidement s'établit l'équilibre ; moins souvent aussi doit-on renouveler la provision. En remplaçant l'ajutage d'écoulement par une sorte de minuscule pomme d'arrosoir, on réduit la dimension des gouttelettes et on fixe mieux la zone de neutralisation, même dans le vent. Certains collecteurs se terminent par un véritable pulvérisateur; ils ne dépensent que 3 ou 4 cc par minute et n'exigent que de 13 à 20 secondes pour que soit assuré le nivellement au centième de la différence primitive.

Les collecteurs radioactifs sont moins encombrants et d'installation plus aisée. Ils portent à leur extrémité, sur une surface de quelques cm, un sel radioactif (sulfate ou chlorure de radium, polonium, ionium). Cette préparation ionise plus ou moins intensément l'espace environ

nant, et le collecteur prend le potentiel de l'endroit grâce aux ions qu'il perd ou qui viennent se décharger sur lui. Toutefois le rayonnement du sel, surtout la radioactivité de l'émanation de radium, change la configuration du champ à étudier. Aussi s'efforce-t-on de le réduire au minimum ; on choisit des substances d'activité moyenne; on les enveloppe dans un tube de métal, par exemple du plomb, dont les parois absorbent, sauf dans la direction de l'axe, la majeure partie des ions et des radiations ionisantes, et l'on couvre le sel d'un émail impénétrable à l'émanation. Le nivellement au centième. de la différence primitive s'opère en une vingtaine de secondes pour des modèles courants à préparation non enveloppée dans une gaine absorbante; il y faut une minute et demie environ lorsque le dépôt radioactif est contenu dans un tube absorbant, et plus, lorsque le vent dépasse 3 ou 4 mètres par seconde. Dans un air confiné, qui ne pourrait pas se renouveler assez vite, les indications de ces collecteurs sont inexactes. D'autre part exposés à l'air libre, elles varient jusqu'à 10 ou 15 % d'après la direction et l'intensité du vent, car les ions ramenés sur le collecteur rendent son isolement défectueux. De plus, les ions dégagés s'ajoutent à ceux que contient déjà l'atmosphère environnante; ils fausseraient les observations de l'état d'ionisation de l'air que l'on fait souvent, comme nous le verrons, précisément à proximité de la prise de potentiel.

Néanmoins l'installation d'un tel collecteur est si facile qu'on l'adopte souvent pour les postes mobiles. Par exemple, on y a eu recours dans l'équipement du Carnegie, le navire sans fer gréé par l'institution américaine qui porte le nom de ce Mécène, pour l'exploration du magnétisme et de l'électricité terrestres. Le collecteur est une tige de laiton (10 mètres environ), mobile autour d'un axe horizontal isolé. Il porte à son extrémité une sorte d'ombrelle de gaze imprégnée d'ionium. La

cage de l'électromètre (Wulf, bifilaire) est rattachée électriquement au navire. Certains observatoires l'emploient même pour leurs postes fixes. Au Val-Joyeux (Villepreux, Seine-et-Oise), l'installation qui fonctionne depuis le 1er mars 1923 pour l'Institut de physique du globe de l'Université de Paris, est pourvue d'un collecteur formé par un fil métallique de 16,5 m. de long qui porte en son milieu un disque de sulfate de radium de 6 cm de diamètre. Le fil est tendu à 2 m environ au-dessus d'une pelouse unie.

Électromètres. Les électromètres généralement employés dans les postes fixes sont des électromètres à quadrants du type de W. Thomson adapté par Mascart: l'aiguille mobile horizontale en forme de huit portée par un fil de torsion ou une suspension bifilaire est une armature d'un double condensateur électrostatique ; les autres armatures sont des quarts de disque, dont les quartiers opposés sont reliés par paires aux deux pôles d'une force électromotrice connue.

Dans les postes mobiles l'électromètre transportable d'Exner fut souvent employé. Le système déformable isolé y est constitué par deux feuilles de métal (or, aluminium) qui s'écartent l'une de l'autre en fonction du potentiel.

A présent on utilise plus généralement l'électromètre du Père Wulf. L'équipage isolé y consiste en deux fils conducteurs très fins (quartz étiré recouvert de platine par pulvérisation cathodique, ou filaments métalliques) réunis par le haut au bouton de l'appareil, et retenus en bas par un anneau flexible de quartz. La tension mécanique des fils, dont dépend la sensibilité de l'électromètre, est susceptible d'un réglage délicat dans des limites assez étendues. La position des fils s'observe très nettement sur une échelle micrométrique; leur écartement,

dans un large intervalle de variation (de 0 à 250 volts) est très approximativement proportionnel au potentiel.

Il existe également un type d'électromètre Wulf plus récent, à un fil tendu entre les armatures d'un condensateur plan chargées à un potentiel connu.

Enregistrement.

Le gradient du potentiel atmosphérique varie sans cesse ; il est important de pouvoir enregistrer de façon continue ses valeurs. W. Thomson déjà construisit un appareil enregistreur. Il inscrivait les déplacements de l'aiguille de son électromètre en projetant une fine raie lumineuse, par un miroir solidaire de l'aiguille, sur une feuille de papier photographique déroulée par un mouvement d'horlogerie. On se sert encore de ce dispositif à l'observatoire de Tortosa. La feuille de papier est renouvelée chaque jour. Le rouleau se déroule à raison de 22 mm à l'heure, ce qui permet un pointage du temps à 20 sec près. Cet enregistrement photographique est remarquablement aisé avec l'électromètre Wulf, dont les fils eux-mêmes peuvent être projetés sur le papier sensible. Celui-ci mesure 1 m, et se déroule en une semaine. Le mouvement d'horlogerie ramène automatiquement toutes les heures les fils au zéro, ce qui trace un point de repère pour l'estimation du temps.

La photographie est incontestablement le mode d'enregistrement le plus fidèle; mais outre la dépense de la source lumineuse et du papier sensible, il exige des manipulations en chambre noire et le renouvellement fréquent de la bande inscriptrice. Mascart eut recours à un enregistrement mécanique, reproduit ensuite par Benndorff. Ce système est employé dans beaucoup de postes fixes, et notamment au Val-Joyeux. L'électromètre est du type à quadrants. L'aiguille porte un index allongé, dont un électro-aimant actionné à des intervalles de temps assez rapprochés (une minute, au Val-Joyeux),

appuie l'extrémité sur du papier carbone. La position de l'index est ainsi marquée sur une bande de papier qui se déroule au-dessous d'un mouvement uniforme. Au Val-Joyeux, ce papier se déplace de 4 cm à l'heure. Un écart latéral de 9 mm pour la position de l'index y correspond à un champ de 100 volts par mètre.

Les amplitudes de variation du gradient-potentiel dépassent assez souvent de beaucoup la moyenne. Les électromètres adaptés à la mesure des variations normales, sont trop sensibles pour les plus considérables, de 5 à 10 fois plus amples parfois. On emploie donc dans certains observatoires un second électromètre, moins sensible, pour enregistrer également les perturbations au moins relativement modérées. A Tortosa, les indications des deux électromètres s'impriment d'une manière continue sur la même bande de papier sensible, où s'inscrivent d'ailleurs les données d'autres appareils encore. Ailleurs, par exemple au Val-Joyeux, on utilise simultanément deux enregistreurs Benndorff de sensibilité différente.

Emplacement.

Le choix de l'emplacement des appareils de mesure est de la plus haute importance. En effet, les accidents du sol déforment considérablement les surfaces de niveau du champ ; au-dessus d'une surface plane suffisamment étendue, les surfaces équipotentielles sont parallèles au sol; tandis qu'autour des aspérités, collines, arbres, maisons, elles se resserrent pour les contourner; ainsi, au-dessus d'une région accidentée, ce n'est qu'à une certaine hauteur que les surfaces de niveau deviennent parallèles au plan moyen du sol.

Pour rendre comparables les observations faites dans des conditions locales très différentes, il faut donc les réduire à des conditions normales. C'est ainsi qu'on définit le gradient du potentiel à la surface du sol, comme la différence de potentiel mesurée entre le sol et un point