Propriété inhérente à diverses particules (électron, proton...) constitutives de l’atome, représentant une forme d’énergie, et qui peut se manifester de façon macroscopique, soit à l’état d’équilibre, dans les phénomènes électrostatiques, soit en mouvement, dans les phénomènes électrocinétiques. (V. accumulateur électrique, alternateur, champ et charge électriques, courant électrique, électrisation, électrochimie, électrodynamique, électrolyse, électromagnétique, électron, électronique, énergie, générateur, induction, ion, moteur, particule, pile.)
L’électricité tient une place croissante dans la vie contemporaine. La révolution industrielle qui naît en Angleterre au xviiie s. est rendue possible par l’utilisation de sources d’énergie nouvelles. La machine à vapeur en est presque partout l’instrument ; en Nouvelle-Angleterre et dans les régions montagneuses de la vieille Europe, les turbines hydrauliques la remplacent. Les installations ne sont guère mobiles, et l’utilisation en est souvent rendue difficile par l’impossibilité où l’on se trouve de fragmenter la production. La seconde révolution industrielle, celle qui marque les deux dernières décennies du siècle passé, libère la fourniture d’énergie de ces contraintes. Grâce au moteur à combustion interne et à l’électricité, il devient possible de fractionner la production, de la rendre mobile et de satisfaire des consommations lointaines.
Caractères de l’énergie électrique
L’énergie électrique présente pourtant des inconvénients sérieux. Elle ne se stocke pas. Directement, la chose est impossible. Indirectement, elle est pratiquée sous deux formes : l’énergie électrique est transformée en énergie mécanique potentielle (c’est ce que l’on réalise dans les réservoirs alimentés par pompage aux heures creuses, qui permettent de produire du courant aux heures de pointe) ou en énergie chimique (mais les accumulateurs sont lourds, fragiles, et leur utilisation n’est rentable que pour le stockage de quantités d’énergie très faibles).
Une énergie qui ne se stocke pas n’est utilisable que si son transport instantané est possible : c’est le cas de l’électricité. Cette propriété lui confère une grande souplesse : il est possible d’assurer la satisfaction d’une multitude de consommateurs à partir d’un point de production unique. Les avantages que l’on en retire sont multiples. Entre les divers besoins, des compensations statistiques jouent, si bien que la puissance installée totale est beaucoup plus faible que celle qui serait nécessaire pour satisfaire la même demande à partir d’unités de production individuelles. Le transport présente des difficultés : les pertes en ligne varient comme le carré de l’intensité. L’acheminement à longue distance n’est intéressant que si on peut le faire sous tension très élevée : cela pose des problèmes techniques multiples. À la veille de la Seconde Guerre mondiale, on ne dépassait guère 250 kV. Depuis, on a appris à utiliser des tensions de 380 ou 400 kV : le réseau de transport à longue distance dans la plupart des pays européens emploie ces tensions. Pour les acheminements plus lointains, il faut un courant redressé et un voltage plus élevé : on sait construire maintenant des lignes à 750 kV. On les a expérimentées en Suède, en France ; on les emploie en Sibérie, au Canada et aux États-Unis. L’utilisation de ces lignes n’est rentable que si elles sont utilisées en permanence au transport de quantités d’énergie élevées. Ainsi, la distance à laquelle on peut acheminer le courant dépend de la régularité de l’emploi et du volume d’énergie requis. La portée est d’autant plus forte que la demande est géographiquement plus concentrée.
Les difficultés que l’on a à utiliser les très fortes tensions imposent généralement des installations de transformation entre la ligne et le consommateur : les réseaux électriques sont composés de liaisons à longue distance entre les transformateurs des centrales productrices et les transformateurs des zones consommatrices. À partir de ces postes rayonnent des lignes à plus faible tension : 220 V pour les usages domestiques, 380 V pour la force, quelques milliers de volts pour les entreprises industrielles plus puissantes.
Les servitudes qui naissent de l’impossibilité de stocker l’énergie électrique, imposant la création de réseaux mettant en relation directe unités productrices et unités consommatrices, sont compensées par une série d’avantages. Ceux-ci tiennent à la nature même de l’énergie électrique et aux possibilités de transformation qu’elle offre. Il s’agit d’une forme d’énergie supérieure, qui peut être transformée en énergie mécanique sans qu’il y ait pratiquement de pertes (des rendements supérieurs à 0,9 sont fréquents). L’énergie mécanique peut se transformer en énergie électrique de manière aussi avantageuse.
La transformation chaleur-électricité s’effectue dans de moins bonnes conditions : il est facile de transformer l’énergie électrique en énergie calorifique avec un rendement égal à l’unité, mais la transformation inverse entraîne des pertes. La transformation directe de l’énergie thermique en énergie électrique (effet thermo-électrique) n’est pas utilisable pour la production industrielle. La transformation de l’énergie thermique en énergie électrique se fait presque toujours en deux étapes : on transforme d’abord la chaleur en énergie mécanique, puis celle-ci en énergie électrique. La seconde partie de l’opération se fait sans beaucoup de déperdition, on l’a dit. Il n’en va pas de même pour la première partie. Malgré les progrès effectués depuis une cinquantaine d’années grâce au perfectionnement des turbo-alternateurs, il est difficile de dépasser un rendement de 0,45 (on n’excédait guère 0,3 avant la Seconde Guerre mondiale). On comprend donc que l’intermédiaire électrique soit intéressant pour la transformation de l’énergie mécanique, alors qu’il est onéreux en matière d’énergie calorifique : c’est pourquoi le chauffage électrique demeure cher. Il ne peut être utilisé que dans des pays où l’abondance de la production électrique à très bas prix permet des emplois un peu marginaux. Mais, même en Suisse ou en Scandinavie, le chauffage électrique est peu répandu.
