Qui a inventé les piles ?

La plupart d’entre nous utilisent des piles sous de nombreuses formes dans notre vie quotidienne et les tenons pour acquises. Du réveil qui nous réveille le matin à la voiture que nous conduisons pour aller au travail, en passant par le stimulateur cardiaque qui nous maintient en vie et la batterie du téléphone qui nous permet de communiquer. Mais les batteries ont parcouru un long voyage de découverte et de développement pour arriver là où elles en sont aujourd’hui.

Dans cette liste, nous examinons certaines des avancées marquantes de l’histoire des batteries qui ont contribué à façonner leur amélioration et leur évolution (Figure 1).

Batterie de Bagdad (1700) : En 1938, Wilhelm Konig, un archéologue allemand, a mis au jour des pots en terre cuite d'environ la taille d'un poing humain à Khujut Rabu, situé près de Bagdad, en Irak. Ces jarres vieilles de 2 200 ans étaient constituées d’une tige de fer contenue dans un cylindre de cuivre, scellée par un bouchon en asphalte. On suppose que ces jarres étaient utilisées par les habitants de la civilisation parthe, qui gouvernait la région il y a 2 000 ans, comme batteries électriques pour galvanoplastir l'or sur l'argent. Cet assemblage est désormais connu sous le nom de « Batterie de Bagdad ». Cependant, il est important de noter qu’il n’existe actuellement aucune preuve concrète à l’appui de cette spéculation, et même la datation de ces artefacts reste quelque peu controversée.1

Pile voltaïque (1800) : Allesandro Volta, considéré comme le « véritable » découvreur des batteries 1, a réalisé et présenté la première démonstration réussie d'une batterie moderne, communément appelée pile voltaïque. Cet appareil consistait en une série de plaques de zinc et d'argent empilées ensemble, chaque plaque étant séparée par un chiffon imbibé d'une solution d'acide et de sel. Cette invention a marqué une étape importante, car elle a ouvert la voie à des progrès révolutionnaires dans les communications longue distance, notamment le développement des télégraphes à la fin des années 1830 et, bien plus tard, du téléphone dans les années 1870. Cependant, la pile voltaïque originale a rencontré un défi en raison du développement de bulles d'hydrogène résultant de réactions chimiques adhérant aux surfaces des électrodes. Ce problème a entraîné une baisse rapide des performances de la batterie, la rendant d’une utilisation pratique limitée.

Cellule Daniel (1836) : le chimiste anglais John Daniel a résolu la dégradation des performances de la pile voltaïque en 1836 avec la découverte d'une batterie à deux fluides, appelée cellule Daniel.2 Le système consistait en un bocal en verre avec une anode en zinc sur en haut et une cathode en cuivre en bas. Un liquide à deux couches de CuSO4 concentré et de H2SO4 dilué a été utilisé comme électrolyte. Il a été exploité commercialement principalement pour alimenter les télégraphes jusqu'à la fin du XIXe siècle, lorsque l'introduction d'autres modèles novateurs a éclipsé son importance. Toutes les différentes conceptions de batteries étaient jusqu'à présent basées sur une philosophie d'usage unique, où les électrodes, une fois consommées par la réaction chimique, ne pouvaient pas être régénérées, définissant ce que l'on appelle aujourd'hui les cellules primaires.

Cellule de stockage au plomb (1854) : le physicien allemand Wilhelm Josef Sinsteden a mis en lumière en 1854 le concept de batteries rechargeables en utilisant deux feuilles de plomb dans un récipient de H2SO4 dilué. Peu de temps après, en 1859, le physicien français Gaston Planté a présenté la première batterie rechargeable au plomb3 qui a révolutionné le monde. Il s'agissait d'une double feuille de plomb avec une bande de caoutchouc entre elles comme séparateur, qui était à nouveau enroulée en spirale et immergée dans un électrolyte H2SO4 dilué.

Cellule Leclanché (1866) : En 1866, George Leclanché, un physicien français, a introduit plusieurs innovations et écarts importants par rapport à l'approche dominante de l'époque. Il développa un nouveau type de batterie utilisant le MnO2 comme l'une des électrodes, marquant ainsi la première utilisation d'un oxyde à cette fin.1 L'oxyde de plomb n'a été incorporé dans la conception des batteries au plomb qu'en 1881. Le service télégraphique de Belgique a rapidement a adopté cette technologie en 1867, démontrant une transition exceptionnellement rapide du brevet au marché.1 Leclanché a également introduit l'utilisation d'une solution de NH4Cl comme électrolyte4, ce qui s'écartait de la pratique dominante consistant à utiliser des acides protoniques.