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SCIENCE - NEO-EVHEMERISME - DONJONSDRAGONS

Des piles électriques à la préhistoire

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En juin 1936, un groupe d’ouvriers de construction ont accidentellement trouvé un ancien tombeau en dehors de la capitale Iraquienne Bagdad. Après plus de deux mois d’excavation, les archéologues ont découvert de nombreux objets de la dynastie Perse de 248 avant JC à 226 avant JC.

Après avoir examiné l’un des objets, l’archéologue allemand William Carvedidol, directeur du Musée Iraqien, a fait une déclaration surprenante. Il a dit qu’un curieux vase en terre ancien haut de 15 cm était une ancienne pile chimique. Si l’on ajoutait une solution acide ou alcaline, elle pouvait être utilisée.

PRINCIPE ET HISTOIRE DE LA PILE ELECTRIQUE

L’électricité est l'effet du déplacement de particules chargées, à l’intérieur d'un «  conducteur  », sous l'effet d'une différence de potentiel aux extrémités de ce conducteur. Ce phénomène physique est présent dans de nombreux contextes  : l'électricité constitue aussi bien l'influx nerveux des êtres vivants, que les éclairs d'un orage. Elle est largement utilisée dans les sociétés développées pour transporter de grandes quantités d'énergie facilement utilisable.

Les propriétés de l'électricité ont été découvertes au cours du XVIIIe  siècle. La maîtrise du courant électrique a permis l'avènement de la seconde révolution industrielle. Aujourd'hui, l'énergie électrique est omniprésente dans les pays industrialisés  : à partir de différentes sources d'énergie, principalement hydraulique, thermique et nucléaire, l'électricité est un vecteur énergétique employé à de très nombreux usages domestiques ou industriels.

Une pile électrique est un dispositif électrochimique qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique grâce à une réaction chimique d'oxydo-réduction.

Dans une pile du commerce, les réactifs sont introduits à la fabrication  ; lorsqu'ils sont consommés par la réaction chimique, la pile s'use jusqu'à s'épuiser.

Le boîtier d'une pile abrite une réaction chimique entre deux substances dont l’une peut céder facilement des électrons (matériau réducteur), et l’autre qui les absorbe (matériau oxydant). Chacune de ces réactions chimiques est dite «  demi-réaction  ». Lorsqu'elles sont proprement combinées, elles forment une réaction d'oxydo-réduction. Chaque demi-réaction survient dans une solution où se produit un échange d'électrons. Ce sont ces électrons qui sont échangés entre les deux substances. Pour assurer l'équilibre des charges électriques, il faut relier les deux solutions à l'aide d'un pont salin, système qui permet le transport de certains ions tout en interdisant la circulation du solvant.

Chaque élément du couple oxydant/réducteur est relié à une électrode. Ces électrodes, lorsqu'elles sont reliées à un consommateur électrique, provoquent la circulation d'un courant électrique  ; la réaction chimique provoque une circulation de charges (électrons, ions). Une pile fournit donc du courant continu. La borne (-) d'une pile correspond à l'anode où se produit la réaction d'oxydation qui va fournir les électrons. La borne (+) d'une pile correspond à la cathode où se produit la réaction de réduction qui va consommer les électrons.

Ce système est utilisé pour les piles électriques et les batteries d'accumulateurs, avec divers couples électrochimiques. Une pile électrique peut contenir plusieurs de ces couples montés en série, ce qui permet d'augmenter la tension disponible aux bornes de la pile.

Il est possible de réaliser une pile artisanale, par exemple en piquant dans un citron un trombone déplié ou un clou (en acier galvanisé, recouvert donc de zinc) et un fil électrique dénudé (en cuivre) reliés à une petite lampe ou une diode électroluminescente bien choisie.

En 1786, Luigi Galvani observe que les muscles d'une cuisse de grenouille se contractent lorsqu'elle est mise en contact avec des métaux, de la même manière que lorsqu'on la branche sur une machine électrostatique. Il découvre que la réaction est plus forte quand il utilise un instrument composé de deux métaux différents.

En opposition avec les travaux de Galvani (électricité d'origine animale), Alessandro Volta invente la première pile à colonne le 17 mars 1800  ; ces premiers systèmes étaient constitués d'un «  empilement  » de disques de deux métaux différents séparés par des disques de feutre, imbibés d'acide, d'où le nom de l'invention. La pression de la colonne sur les disques du bas provoque un assèchement des cylindres de feutre qui finissent par ne plus remplir leur office. Volta invente donc rapidement la pile à couronne, constituée d'empilements plus petits montés en série.

Quelques mois après l'invention de Volta, deux chimistes britanniques, William Nicholson (1753-1815) et Anthony Carlisle (1768-1840) utilisent la pile de Volta pour réaliser la première électrolyse artificielle (électrolyse de l'eau) le 2 mai 1800.

Dès 1802, William Cruickshank crée la pile à auge en disposant verticalement les lames de zinc et de cuivre dans un bac à parois isolantes rempli d'eau acidulée. Elle est beaucoup plus simple à produire que la pile de Volta.

LA PILE DE BAGDAD

Dans les années 1930, l'archéologue autrichien Wilhelm König découvre dans les sous-sols du musée archéologique de Bagdad une poterie de 15  cm de haut pour un diamètre d'environ 7,5 cm. Wilhelm König pensait que cette poterie datait de l’époque de l'Empire parthe (247 av. J.-C. – 224 ap. J.-C.). Cependant, selon le docteur St. John Simpson du département du Proche-Orient Ancien du British Museum le vase daterait plutôt de l'ère des Sassanides (224-651). Quelques-unes ont été découvertes dans les ruines de Khujut Rabu près de Bagdad et dix autres à Ctésiphon.

Ce dispositif est fermé d'un bouchon en bitume. Sous le bouchon est disposée une tige de fer entourée d'un cylindre de cuivre. Ces deux éléments sont isolés à la base par un tampon de bitume. Le cylindre est soudé en son fond par un alliage de plomb et d'étain. Les éléments manquants pour que cette «  pile  » antique fonctionne sont les fils de connexion et de l'acide pour la réaction. Une telle pile peut fonctionner avec du jus de fruit à la place de l'acide (le jus de fruit contient généralement de l'acide), ou de l'eau salée. Suivant les tests effectués sur des reconstitutions, les chercheurs ont obtenu des tensions électriques allant de 0,5 à 1,5 volt. On ignore néanmoins l'intensité délivrable par une telle pile.

USAGE

La patine bleue retrouvée sur le cylindre de cuivre est caractéristique de la galvanoplastie à l'argent, comme aussi caractéristique de l'oxydation du cuivre. On peut éventuellement supposer que ces piles auraient été utilisées pour plaquer des objets avec des métaux précieux. Cette hypothèse serait conforme à la découverte de bijoux dorés par catalyse, des vases de cuivres plaqués argent vieux de plus de 2  500  ans.

Le procédé suppose en outre l'utilisation de sels d'or en solution, ce qui dans l'Antiquité est extrêmement hypothétique. L'or est le métal noble par excellence, ne s'oxydant pas, et que l'on trouve dans la nature seulement à l'état métallique ("natif") – les pépites d'or par exemple, ou dans des minerais extrêmement rares où il figure à l'état de traces. Avant l'alchimie médiévale, on ne connaît pas de méthode permettant de "dissoudre" l'or – c'est-à-dire de le faire passer à l'état de "sel" soluble, par une réaction chimique.

Cependant le dépôt d'or par placage ne nécessite pas d'avoir recours à la galvanoplastie, il peut être réalisé mécaniquement avec de fines feuilles de métal.

Certains pensent que l'électricité était déjà utilisée dans les temples égyptiens, en effet le système des miroirs d'argent ne permet pas d'éclairer correctement et après quelques rebonds du rayon de lumière, l'obscurité reprends sa place. De plus il n'y a pas de traces de fumées ce qui tend à exclure l'usage des bougies et des torches.

Des bas-reliefs retrouvés dans certains temples, dont le plus connu est celui d'Hator à Denderah, datant de 4200 ans semble représenter ce qui pourrait ressembler à des ampoules électriques. Officiellement il s'agit de bas-reliefs voués aux cultes du serpent, mais ces ampoules ont été recréées en laboratoire à la demande d'Eric Von Däniken.

Il n'existe aucun lien entre les piles de Bagdad et les hypothétiques ampoules égyptiennes, ni preuve de l'utilisation des piles dans aucun écrit, et aucun dispositif les utilisant n'a été découvert. Toutefois ces piles existent et ont donc été utilisées, mais dans quel but  ? Et par qui  ?

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Bibliographie