Huit choses qui bourdonnent dans les piles auxquelles on ne pense jamais

On a l'impression qu'une pile est un petit réservoir d'électricité, mais elle n'en contient aucune. Ce qu'elle stocke, c'est de l'énergie chimique, enfermée dans les métaux et la pâte qu'elle renferme. Quand on ferme un circuit, une réaction démarre : à une électrode, les atomes de métal cèdent des électrons et se dissolvent lentement, et ce sont ces électrons libérés qui circulent dans le fil sous forme de courant. Une pile est en réalité une forme de corrosion contrôlée et utile, et quand le métal réactif est rongé, elle est à plat.

Plantez une pièce de cuivre et un clou galvanisé, recouvert de zinc, dans un citron, reliez-les par des fils et vous obtenez près d'un volt. La surprise, c'est que le citron ne fournit presque aucune énergie. Son jus n'est qu'un électrolyte, un chemin humide pour la charge. Le vrai carburant, c'est le clou de zinc lui-même, qui se dissout lentement en cédant des électrons. Remplacez les métaux par des neufs et le même citron fatigué refonctionne ; laissez le zinc se corroder et même un citron frais reste mort.

Une pile bouton de montre et une grosse pile D semblent appartenir à deux mondes, et pourtant les deux affichent environ 1,5 volt. C'est parce que la tension d'une pile est fixée par sa chimie, par les deux matériaux qui réagissent, et pas du tout par sa taille. Agrandir une pile n'augmente pas la tension ; on ne fait qu'ajouter du carburant, si bien qu'elle dure plus longtemps ou débite plus de courant. Pour obtenir une tension plus élevée, il faut soit changer la chimie, soit empiler plusieurs piles en série.

La batterie qui démarre encore presque toutes les voitures a été inventée en 1859 par Gaston Planté, la première qui pouvait être rechargée en y refaisant passer du courant. Elle fonctionne en faisant circuler des plaques de plomb et d'oxyde de plomb dans de l'acide sulfurique, et chaque cellule fournit environ deux volts, si bien que six cellules dans un même boîtier donnent les fameux douze. Lourde et démodée, elle survit parce qu'elle peut libérer l'énorme pointe de courant dont a besoin un démarreur à froid.

La pile d'une aide auditive est une pile zinc-air, et une partie de ses ingrédients vient de l'extérieur : l'air. L'oxygène aspiré par de minuscules trous est l'un de ses composants et réagit avec le zinc à l'intérieur pour produire de l'énergie. C'est pourquoi une pile neuve porte une petite languette autocollante. Tant que la languette obture les trous, la pile dort et se décharge à peine ; on la retire, l'air s'engouffre, et l'on attend environ une minute que la pile respire jusqu'à sa pleine puissance avant de la mettre en place. Une fois lancée, elle ne peut plus être mise en pause.

Le lithium est le plus léger de tous les métaux et l'un des plus réactifs, ce qui permet aux batteries au lithium de stocker autant d'énergie pour leur poids. Cette même avidité est le danger. Chargez une cellule trop vite ou par temps trop froid et le lithium peut s'accumuler en cristaux microscopiques en forme d'aiguilles appelés dendrites. Au fil de nombreux cycles, une dendrite peut grandir jusqu'à transpercer le fin séparateur entre les électrodes, créant un court-circuit interne qui libère l'énergie stockée sous forme de chaleur soudaine, et de feu.

Le mot batterie a été emprunté à l'armée, où une batterie de canons désignait un groupe de pièces agissant ensemble, et Benjamin Franklin l'a employé pour une rangée de jarres électriques reliées. À proprement parler, une unité seule est une cellule, et une batterie, c'est plusieurs cellules réunies. Cette histoire se trouve littéralement à l'intérieur du petit bloc rectangulaire de neuf volts : ouvrez-le et vous y trouverez six petites cellules de 1,5 volt alignées en file, dont les tensions s'additionnent pour faire neuf.