Le brevet 120 649 déposé le 8 octobre 1877, au nom de Gramme et d’Ivernois, est plus spécialement consacré à une machine magnétoélectrique à effets multiples qui donne plusieurs courants alternatifs pouvant être utilisés séparément ou réunis en groupe pour de puissants effets. Elle est constituée de six groupes d’électroaimants avec pièces polaires embrassant un anneau; les six pôles « conséquents » (c’est-à- dire de même signe) sont alternés de noms contraires. L’induit est formé d’une bobine divisée en six parties égales donnant 12 bouts dont 6 sont reliés à un disque métallique et 6 à un autre disque; il y a six porte-balais appuyant sur chacun des disques. C’est peut-être la première description d’un alternateur.
Naturellement Gramme ne perd pas de vue sa clientèle d’électrolyseurs et il prévoit les connections pour produire du courant continu et même simultanément, sur des fils différents, alternatif et continu. Sur de telles machines il est de nouveau question d’excitation par une magnéto ou par la machine elle-même. Enfin, dernière particularité, c’est semble-t-il le premier texte de Gramme où soit exprimée l’idée que l’inducteur peut être établi à l’intérieur de la machine et l’induit à l’extérieur et que l’on peut faire tourner soit l’un soit l’autre.
Gramme revient sur sa machine étudiée spécialement pour la production de courants alternatifs multiples quelques mois plus tard, le 3 décembre 1878, sous la forme d’une addition au brevet précédent. Pour la première fois on trouve dans un de ses écrits l’expression « anneau de Gramme ». Il y aura encore une nouvelle addition du 30 août 1879 pour quelques précisions de détail.
Désormais l’étape de démarrage est bien franchie et je n’ai pas pu poursuivre le dépouillement des autres brevets qui ne pourraient apporter que peu de nouveauté en électricité industrielle. Peut-être pourrait-on ainsi suivre le changement de raison sociale. On y trouverait encore la description de plusieurs types de machines, mais il s’agit désormais de faire face à la concurrence.
Celle-ci s’est manifestée très tôt. On a vu que plusieurs industriels disposant de ressources importantes avaient déjà conçu des dynamos, le terme serait dû à W. von Siemens. Mais aucun des types créés n’avait les qualités de celles que Gramme produisit à partir de 1871. D’ailleurs le marché n’était pas encore très prometteur.
C’est de chez Siemens que vint dès 1873 le premier perfectionnement de l’anneau de Gramme. Cet induit était un véritable anneau sur lequel était enroulées les spires de fil de cuivre. Une partie seulement de chaque spire était soumise au champ inducteur. Hefner Alteneck de chez Siemens imagina un enroulement de l’induit « en tambour »,qui avait l’avantage de faire travailler chaque spire sur toute sa longueur; les génératrices étaient plus puissantes et moins volumineuses. Puis vint en 1878 l’inducteur de l’Américain C. F. Brush qui sous une autre forme présentait les mêmes avantages. L’émulation devint concurrence ardue dès la fin des années 70 et tout au cours des années 80. On vit apparaître de nombreuses formes d’induits, de collecteurs et d’inducteurs.
Si Gramme maintint la compétition en restant fidèle à sa conception primitive et développant la prospérité de sa société, il ne participait plus à l’évolution générale des dynamos. Il avait eu le merite de déclencher un très vif mouvement de recherche technologique dont on connaît les suites, mais il n’avait pas les moyens intellectuels pour y participer.
Il fut d’autant plus placé hors de course que les théoriciens s’emparèrent des problèmes que représentaient les multiples phénomènes dont les dynamos étaient le siège. Louis Breguet par exemple fut le premier à étudier le comportement magnétique des ensembles constituant les machines aussi bien génératrices que réceptrices et en particulier sur le fameux décalage de la ligne neutre de l’induit, c’est-à-dire de la position des balais. Le problème des étincelles aux balais devait rester pendant de nombreuses années le plus difficile posé aux électriciens.
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