Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
P

pile électrochimique (suite)

Amorçage par introduction d’un liquide

Ce sont :
— les piles magnésium et chlorure d’argent amorcées par l’eau, l’eau de mer ou une solution aqueuse de sel ;
— les piles Gordon à anode en magnésium, cathode en carbone, à dépolarisation par l’oxygène de l’air, à amorçage par introduction d’eau de mer ;
— les piles au magnésium et oxyde mercurique à amorçage par une solution de perchlorate de magnésium ;
— les piles au magnésium et chlorure cuivreux à amorçage par introduction d’eau. (À signaler l’intérêt de tous ces éléments qui permettent l’utilisation d’un métal abondant, le magnésium.)

Les piles précédemment citées comme les piles au plomb ou à oxyde d’argent et zinc peuvent être également amorcées au moment de leur mise en service par introduction d’un électrolyte acide.


Amorçage par introduction d’un gaz

Ce sont :
— les piles à anode en zinc, en aluminium ou en magnésium, à cathode en noir de carbone, dont l’amorçage s’effectue par introduction de chlore ;
— les piles à anode en magnésium, plomb ou zinc, à cathode en peroxyde de plomb, à activation réalisée par introduction d’ammoniac.


Piles à activation par la chaleur

Elles contiennent les éléments nécessaires à leur fonctionnement, celui-ci étant obtenu par élévation de température. Les anodes sont en magnésium ou en calcium, l’électrolyte est un mélange eutectique d’halogénures de lithium et de potassium, le dépolarisant peut être tout élément stable à la température d’emploi : chromates, oxydes, etc. Le chauffage au moment de la mise en service est réalisé par divers artifices. Dans la pile thermique à cadmium et à iode liquide, la fusion de ce dernier dans l’électrolyte constitué d’iodure de potassium est provoquée par une élévation de température.


Piles à hautes performances

La multiplication des emplois des piles pour l’alimentation d’appareils portatifs : matériel médical, postes de télévision, de radio, rasoirs électriques, dispositifs d’éclairage, outillage, exige l’utilisation de piles de poids et d’encombrement réduits, capables de débiter des courants d’intensité élevée, d’où les travaux entrepris pour trouver de nouveaux couples à hautes performances :
— emploi de composés organiques qui offrent beaucoup plus de liberté dans le choix des dépolarisants, actuellement limité au bioxyde de manganèse ou à un nombre réduit de composés minéraux ; les travaux ont porté sur des composés nitrés et nitrosés qui, par réduction complète du groupe NO2 en NH2, assurent le transfert de 6 électrons, comme le dinitrobenzène, le trinitrobenzène, le dinitropropane, le tétranitrobutane, le nitrosobenzène, le dinitrosobenzène, la nitrosodiméthylaniline, ainsi que les composés halogènes ROX et RNX, les composés d’addition halogènes R3NX2, les peroxydes ROOR ;
— remplacement du zinc par l’alliage indium-bismuth, qui, en solution potassique, évite les actions locales au repos, permet un fonctionnement aux basses températures et réduit la résistance de la pile ;
— élément au lithium et au chlore et à l’électrolyte fondu ; dans la liste des éléments classés d’après leur potentiel normal d’électrode, le lithium et le chlore occupent une place privilégiée et on a réalisé une pile à anode en lithium fondu, cathode en carbone ou en graphite poreux permettant l’introduction du chlore dépolarisant ; l’électrolyte est du chlorure de lithium fondu ;
— éléments à électrolytes organiques ; ces électrolytes, qui permettent l’emploi d’électrodes de Na, Li, Mg, souvent trop réactives dans les électrolytes aqueux, peuvent être du carbonate de propylène, du diméthylformamide, du nitrile acétique, du sulfoxyde de diméthyle, du nitrométhane, de la butyrolactone ;
— éléments à électrolyte liquéfié ; l’emploi d’ammoniac ou d’anhydride sulfureux liquéfiés permet d’utiliser différents métaux alcalins comme anode.


Propriétés des piles

Les qualités exigées d’une pile sont : une puissance massique et volumique élevée, une résistance intérieure faible pour réduire la chute de tension pendant la décharge, de bonnes qualités de conservation en stock ou en circuit fermé en cours d’usage, de bonnes performances à basse et à haute température. Le tableau ci-dessous indique la f. é. m. (en circuit ouvert) des principales piles décrites précédemment.

G. G.

➙ Accumulateur électrique / Électrochimie / Oxydoréduction / Pile à combustible.

 E. S. Lincoln, Primary and Storage Batteries (New York, 1945). / L. Jumau, Piles et accumulateurs électriques (A. Colin, 1 948). / G. W. Vinal, Primary Batteries (New York, 1950 ; trad. fr. les Piles électriques, Dunod, 1953). / J. Hladik, les Piles électriques (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1965 ; 2e éd., 1971). / R. Jasinski, High-Energy Batteries (New York, 1967).


Quelques savants


John Frederic Daniell,

physicien anglais (Londres 1790 - id. 1845). Il inventa un hygromètre à condensation (1820), un pyromètre (1830) et surtout la pile à deux liquides (1836).


Charles Féry,

physicien français (Paris 1865 - id. 1935). Outre un actinomètre et un pyromètre à rayonnement, il inventa la pile à dépolarisation par l’air.


Georges Leclanché,

ingénieur français (Paris 1839 - id. 1882). Il inventa en 1868 la pile sans acide à dépolarisant solide, qui est actuellement la plus utilisée.


Johann Christian Poggendorff,

physicien allemand (Hambourg 1796 - Berlin 1877). Il imagina en 1827 le dispositif à miroir pour la mesure des faibles rotations et inventa en 1842 la pile au bichromate. Il créa également la méthode d’opposition pour la mesure des forces électromotrices.


Edward Weston,

ingénieur anglais (Londres 1850 - Montclair, New Jersey, 1936). Il monta à Newark une usine de dynamos et imagina une pile impolarisable utilisée comme étalon.

pile thermo-électrique

Dispositif de transformation directe de chaleur en énergie électrique par création d’une différence de potentiel entre deux soudures de métaux dissemblables portées à des températures différentes. Son rendement est très faible, mais il permet d’utiliser des chaleurs résiduelles sans valeur ou la chaleur solaire.