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La pile Volta Alessandro VOLTA Physicien italien (1745-1827) Volta était passionné par la physique, en particulier par l’électricité, et c’est en 1774 que ses recherches commencent à porter leurs fruits. Il invente plusieurs appareils mais le plus prometteur est celui qu’il nomme « organe électrique artificiel » par analogie avec l’organe électrique naturel du poisson torpille. Pour fabriquer cet appareil, il empile des disques d’argent et de zinc, en alternance et en séparant chaque paire par un tissu imbibé d’eau salée. Ainsi naît en 1800 la pile électrique, premier appareil à délivrer un courant électrique continu. Dessin d’une pile proposée par Volta dans une lettre du 20 mars 1800

La pile Volta En réalité, Alessandro Volta réalise plusieurs piles avec d’autres couples de métaux. Ce sont les métaux de la pile photographiée ci-contre qui permettent d’obtenir la plus grande tension et l’eau salée peut être remplacée par un autre liquide. Volta présente sa pile à Napoléon Bonaparte, en 1800

La pile Daniell John Frederic DANIELL Chimiste britannique (1790-1845) La première amélioration notable de la pile de Volta intervient quelques décennies plus tard grâce à J. F. Daniell, professeur au Collège Royal de Londres. En 1836, sa première pile consiste en une boîte de cuivre contenant une solution aqueuse de sulfate de cuivre dans laquelle plonge un œsophage de bœuf contenant une solution diluée d’acide sulfurique et une tige de zinc. En 1842, il remplace l’œsophage de bœuf par un vase poreux. Aujourd’hui, la solution diluée d’acide sulfurique est remplacée par une solution de sulfate de zinc.

La pile Daniell La différence de potentiel mesurée aux bornes de cette pile est de 1,1 volt. Elle est beaucoup plus élevée que celle des piles de VOLTA ordinaires (environ 0,7 V). Elle est aussi beaucoup plus constante. Désormais, le principe de fabrication des piles est fixé. Elles seront toutes constituées de deux électrodes séparées par un électrolyte. Malgré les améliorations apportées par Daniell, sa pile présente l’inconvénient de contenir un électrolyte liquide ce qui rend plus difficile le transport de l’appareil. Il faut attendre le milieu du XIXe siècle pour voir apparaître les premières piles dites « sèches » avec l’invention du scientifique français Georges Leclanché.

La pile saline Georges LECLANCHE Ingénieur français (1839-1882) Leclanché crée sa première pile dans un petit laboratoire en 1866. La pile Leclanché appartient à la famille des piles salines. Sa forme est cylindrique et elle fournit une tension de valeur 1,5 V. Elle a dominé le marché pendant près d’un siècle. Comme pour les piles précédentes, la pile saline contient deux électrodes solides en matériaux différents en contact avec un électrolyte qui cette fois n’est pas liquide.

La pile saline Schéma simplifié d’une pile saline Capsule métallique (borne positive) Électrode en graphite associée à de l’oxyde de manganèse contenu dans le gel Électrolyte en gel : Chlorure de zinc (II) Chlorure d’ammonium Electrode en zinc Enveloppe Fond métallique (borne négative)

La pile alcaline Pendant la seconde guerre mondiale, deux américains, S. Ruben et P.R. Mallory, construisent la pile dite « au mercure » . Le mercure s’avère trop cher pour permettre une production en quantité industrielle. C’est pourquoi, dans les années cinquante, Ruben reprend les constituants de la pile saline de Leclanché en changeant l’électrolyte et la façon d’assembler les différents éléments. Sa forme est aussi celle d’un cylindre, elle fournit alors 1,5 V mais on peut aussi lui donner la forme d’un parallélépipède et fournit 9 V.

La pile alcaline Schéma simplifié d’une pile alcaline Electrolyte ( hydroxyde de potassium) Capsule métallique (borne positive) Électrode formée d’une boîte en acier en contact avec la poudre de graphite et le dioxyde de manganèse baignant dans l’électrolyte Électrode formée d’un clou en acier en contact avec de la poudre de zinc baignant dans l’électrolyte Enveloppe Fond métallique (borne négative)

Lexique Oesophage (nom) : partie du tube digestif entre le pharynx et le début de l'estomac Poreux (adjectif) : qui contient des pores Pore (nom) : petits trous laissant passer la matière Saline (adjectif) : ici : solution aqueuse contenant des ions chlorure Alcaline (adjectif) : dans le cas présent, alcalin est synonyme de basique