Un peu d’histoire

L’invention de la pile est une longue aventure scientifique qui débute avant notre ère, avec la découverte de l’électricité statique. Elle continue aujourd’hui encore avec l’élaboration de nouveaux procédés pour stocker l’énergie électrique, comme la pile zinc-air qui fonctionne grâce à l’oxygène.

 

 

Il y a déjà 2600 ans, Thalès (625-547 avant J-C), le philosophe grec, savait attirer des brins de paille avec un morceau d’ambre jaune frotté sur de la laine.

Ce sont les propriétés électrostatiques de cette résine fossilisée (ambre se dit en grec « elektron ») qui ont donné naissance au mot électricité.

Il a fallu beaucoup de temps aux savants et scientifiques pour percer les mystères de ce phénomène. Pendant plus de 20 siècles, les hommes ne firent que constater l’existence des aimants, de la foudre et de l’électricité statique sans savoir utiliser cette énergie.

 

 

Dès 1660, on savait produire des étincelles d’électricité statique à l’aide d’un globe de soufre sur lequel on frottait de la laine. Vers 1768, une curieuse machine est inventée pour produire des étincelles de façon mécanique en actionnant une manivelle : la machine de Ramsden.

machine de ramsden

En 1786, Luigi Galvani (1737–1798), un professeur d’anatomie de l’université de Bologne, en Italie, testait les effets des petites décharges fournies par la machine de Ramsden sur le cadavre de grenouilles. Il constata que les muscles des batraciens tressautaient au contact des décharges et fut surpris de voir qu’il obtenait le même résultat en touchant les nerfs des cadavres avec des tiges métalliques. Ne sachant pas expliquer ce phénomène, Galvani conclut à l’existence d’une électricité animale.

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La journée européenne du recyclage des piles rend hommage à Luigi Galvani en se tenant le jour de sa naissance : le 9 septembre.

galvani

En 1800, le comte Alessandro Volta (1745–1827), un savant physicien italien, s’intéressa de près aux expériences de Galvani. Volta pensait que la mise en contact de deux métaux différents produisait de l’électricité. Pour prouver cela, il fabriqua des machines composées de plaques de métaux divers…

C’est ainsi qu’il empila les unes sur les autres plus de 60 rondelles de cuivre et de zinc entre lesquelles il intercalait du feutre imbibé d’eau salée. Il fixa aux extrémités de sa pile du fil métallique et réussit, en rapprochant les deux extrémités, à faire une étincelle. Le mot « pile » vient de cet empilement !

Cette pile produisait de l’électricité sans qu’il soit nécessaire de tourner une manivelle. Ce principe est encore celui de nos piles actuelles : deux métaux différents (les électrodes), et un liquide conducteur : l’électrolyte.

volta

En 1802, le docteur William Cruickshank, de Grande Bretagne, conçut la première pile électrique produite en série. Beaucoup plus simple à fabriquer que la pile Volta, elle fonctionnait avec des plaques de cuivre et de zinc intercalées, baignant dans une solution d’acide dilué. Le tout se trouvait dans une boîte fermée de façon étanche. Cette pile n’était pas rechargeable.

cruickshank

En 1859, le physicien français Gaston Planté inventa la première batterie rechargeable au plomb, selon un principe qui est toujours utilisé de nos jours.

 

planté

 

En 1868, le français Georges Leclanché (1839-1882) créa la première pile dite « sèche » : l’électrolyte y était gélifié. La pile Leclanché ne nécessitait aucun entretien. Comme le dira la publicité : « Elle ne s’use que si l’on s’en sert ». Dans sa forme moderne, elle est encore actuellement la pile la plus utilisée. Elle est à l’origine de la pile saline au zinc et au bioxyde de manganèse.

leclanché

 

En 1899, Waldmar Jungner, un Suédois, inventa la batterie ou accumulateur au nickel-cadmium.

Presque 50 ans après, Neumann réussit à étanchéifier complètement l’accumulateur, ce qui conduisit à la batterie moderne étanche au nickel-cadmium.

jungner

 

Durant la seconde guerre mondiale, Samuel Ruben et Philip Rogers Mallory créent la pile alcaline. Elle possède une plus grande capacité et occupe moins d’espace, ce qui lui permet d’être utilisée dans du matériel transportable consommateur d’énergie : torches électriques, détecteurs de mines et talkies-walkies. De plus, cette pile supporte des conditions climatiques extrêmes… Pendant

cette période, Mallory a fabriqué des millions de piles au mercure pour les armées.

 

En 1959, l’américain Lewis Urry conçut la première pile alcaline grand public. Ses performances étaient nettement supérieures à celles des piles salines.

 

 

En 1970, les premières piles au lithium, qui permettent de remplacer le zinc par un métal plus réducteur, sont mises au point. Parallèlement, les accus au nickel-cadmium et nickel-métal hydrure sont développés pour la technologie spatiale et massivement distribués sur le marché dès 1992.

 

1980-1990 : La technologie au lithium se développe fortement avec l’invention des batteries lithium-ion et d’une multitude de dérivés.

 

 

Impression

 

1991 : Le mercure est définitivement interdit dans les piles bâton.

1992 : Les premières voitures électriques grand public sont commercialisées en France, sans grand succès du fait de leur autonomie limitée.

Impression

2001 : Obligation de recycler les piles et batteries en France.

2012 : Les fabricants n’utilisent plus de mercure dans les piles bouton.

 Aujourd’hui, la recherche est toujours très active notamment dans le but d’augmenter la capacité ou la puissance des piles et batteries.
Des couples électrochimiques nouveaux sont testés régulièrement comme le sodium-lithium ou le plastique-lithium. De nouvelles façon de les utiliser sont aussi étudiées : miniaturisation à l’extrême, recharge solaire incluse, batteries souples, à base de sucre, biodégradable voire ingérables…

 

Les piles et batteries n’ont pas fini de nous accompagner !