Les piles, de l'électricité en conserve

Des expériences d'anatomie menées en 1780 allaient conduire à l'invention de la pile électrique. Luigi Galvani, professeur d'anatomie à l'université de Bologne, observa cette année-là que les pattes de grenouilles mortes suspendues à des crochets disposés sur un rail métallique se contractaient. Il en conclut - à tord d'ailleurs - que le phénomène étais dû à une forme d' "électricité animale" .
Un autre italien, Alessandro Volta, professeur à l'universsité de Pavie, comprit que cette électricité résultait du contact entre la barre de fer et les crochets de cuivre auxquels étaient suspendues les grenouilles, et que les pattes de celles-ci ne constituaient en fait qu'une partie du circuit. C'est ainsi qu'en 1800, il conçu la pile voltïque, l'ancêtre de toutes les piles modernes. Lorsqu'il s'agit d'un dispositif qui en réunit plusieurs - comme dans une automobile -, on parle alors de batterie. Encore qu'elle soit très pratique, la pile est une grande gaspilleuse d'énergie : sa fabrication en réclame en effet cinquante fois plus qu'elle n'en restituera.
Le courant électrique d'une pile est produit par la réaction chimique de deux électrodes (conducteur électriques) et d'un électolyte (une solution, liquide ou pâteuse, elle aussi conductrice). Chacune des électrodes est reliée à l'un des pôles métaliques de la pile. Une fois celle-ci intégrée dans le circuit, un courant ininterrompu d'électrons s'établit d'un pôle (dit "négatif") à l'autre (dit "positif)".
Ce phénomène tient à la dissolution progressive dans l'électrolyte du matériau constituant l'électrode du pôle négatif ; ses atomes commencent à se fragmenter, libérant des ions positif dans l'électrolyte et des électrons dans le fil du circuit.
L'autre électrode, généralement constituée d'un matériau différent, ne se dissout pas de la même façon, mais elle perd ses électrons au profit des ions positifs de l'électrolyte. Le passage continu d'électrons d'une électrode à l'autre - afin de compenser le déséquilibre ainsi crée - engendre le courant.
La pile cylindrique utilisée dans une lampe-torche est dite "pile sèche", parce que son électrolyte n'a pas besoin d'être réalimenté.
Neuve, une pile de ce type fournit une puissance de 1.5 V.
Les batteries des automobiles sont des appareils qui emmagasinent de l'énergie. On les aappelle aussi "accumulateurs", parce qu'elles peuvent être rechargées par réactivation chimique. La plupart comportent six éléments, respectivement d'une puissance de 2 volts.
Chacun d'eux possède plusieurs électrodes, ou plaques, négatices et positives, disposées en alternance. Celles-ci sont séparées par des lames isolantes qui évitent les courts-circuits, et baignent dans un électrolyte à base d'acide sulfurique. Toutes ces plaques, ou grilles, sont en plomb : négatuves, elles sont garnies de plomb microporeux ; positives, de dioxyde de plomb. Les réactions chimiques quigénèrent l'électricité transforment progressivement les plaques, négatives et positives, en sulfate de plomb, et électrolyte en eau. Si ce processus se poursuit jusqu'à son terme, la batterie est alors à plat. Mais lorsque le moteur tourne à bon régime, le débit continu du générateur la recharge en inversant le mécanisme de transformation : les plaques de plomb et l'acide sulfurique se régénèrent. Quand la voiture roule, la baterie emmagasine suffisamment de courant pour assurer le prochain démarrage.