Si vous savez déjà pourquoi on trouve du matériel radioactif dans certains détecteurs de fumée, savez-vous que l’on trouve du mercure dans quelques vieilles sonnettes de porte ?
Le mercure est l’un des deux seuls éléments chimique du tableau périodique qui soit liquide à température et pression ambiantes (le second étant le brome). Le mercure est un métal, qui, même quand il est liquide, conserve les propriétés conductrices d’électricité.
Le fait d’avoir un liquide qui conduise l’électricité n’est pas trivial et était mis à profit dans certains circuits, dont ceux de nos sonnettes de porte.
L’usage qui est en fait résulte d’un besoin assez particulier : la sonnette de porte doit faire « ding dong » de façon répétée, aussi longtemps que l’on garde enfoncé le bouton. Pour cela, le dispositif contient une clochette ou une autre pièce métallique qui était frappée par un battant. Pour obtenir une répétition du bruit, il faut que le battant vienne frapper la cloche et revienne à sa place, puis recommence.
C’est ici que l’usage du mercure devient intéressante : on utilise une petite ampoule remplie de mercure liquide. Quand le mercure est en bas, il maintient le contact électrique avec deux électrodes.
Dans cette position, le circuit est fermé et le courant passe. Dans le mécanisme de la sonnette de porte, la fiole est liée électriquement à un moteur et mécaniquement au battant :
Quand on enfonce le bouton de la sonnette, le courant passe par le mercure puis par le moteur : le battant se met en mouvement. Quand il frappe la cloche, la fiole se retourne et le contact électrique ne se fait plus : le moteur s’arrête. L’ensemble revient alors dans sa position initiale : le battant recule et la fiole de mercure se remet à l’endroit. Le contact est remis et le battant revient frapper la cloche, et ainsi de suite.
Tant que l’on reste appuyé sur le bouton de la sonnette, le battant effectue est allées et venues contre la cloche et la sonnette sonne.
Le nom anglais pour ces interrupteurs à mercure est « tilt switch », qui signifie « interrupteur à inclinaison », et il reflète bien le fait que cet interrupteur devient passant ou bloquant en fonction de son inclinaison.
Bien-sûr, aujourd’hui, les sonnettes de portes disposent de hauts parleurs électroniques, mais avant l’existence de tout ça, un simple circuit électrique alimenté contenant un électroaimant et une fiole de mercure permettait d’obtenir un effet d’alternance et donc des « ding dong » répétés.
Ces fioles à mercure étaient aussi utilisés dans les thermostats des systèmes de chauffage. Une de ces fioles était fixé à un ressort en spirale. Quand le ressort chauffait, il s’allongeait. La fiole, accrochée au bout mouvant du ressort pouvait alors se retrouver la tête en bas si l’allongement était suffisant (donc l’échauffement important). À ce moment, le mercure ne fait plus contact avec les électrodes et le courant est coupé : le chauffage s’arrête lui aussi. En refroidissant, le ressort se contracte et le mercure se remet en contact des électrodes :
En réglant le thermostat, on vient simplement modifier la position initiale du ressort, de sorte qu’il faille un échauffement plus ou moins fort pour arriver à retourner la fiole et faire couler le mercure liquide loin des électrodes.
Ce type de thermostat utilise une fiole à mercure pour couper le courant. C’est donc une alternative au bilame, un autre composant électrique qui détecte un échauffement électrique en se déformant et couper le courant.
Bien-sûr, aujourd’hui, plus aucune sonnette de porte ou thermostat ne sont fabriqués avec du mercure : ce métal est hautement toxique et interdit à la vente. À la place, on préfère utiliser des circuits entièrement électriques, électroniques, voire à base de systèmes micro-électromécanique (MEMS) à base de semi-conducteurs !
