Les Piles électrochimiques
L'électricité industrielle a commencé par l'électrochimie (piles et accumulateurs). C'est aussi grâce aux piles, aux accumulateurs et aux générateurs électromagnétiques que s'est développée l'électrocinétique, étude des courants, c'est à dire des charges électriques en mouvement (voir rubrique 1.3).
Une pile est un système électrochimique qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique à l’aide d’une réaction chimique d’oxydo-réduction du type :
Ox + ne- —> Red (1)
Red —> Ox + ne- (2)
Une espèce chimique qui capte des électrons (e-) est un oxydant (Ox)
Une espèce chimique qui cède des électrons est un réducteur (Red)
La réaction notée (1) est une réduction qui se produit toujours à la cathode.
La réaction notée (2) est une oxydation qui se produit toujours à l’anode.
Une pile est donc un générateur électrique, qui est le siège de réactions chimiques irréversibles.
Attention : la borne (-) d’une pile est l’anode et la borne (+) est la cathode. En effet, une pile est un générateur et non un récepteur. Les électrons circulent de l'anode vers la cathode par le circuit électrique extérieur à la pile. Le sens conventionnel du courant va lui de la cathode à l'anode.
Un générateur électrique (pile) est caractérisé essentiellement par :
1-sa force électromotrice (f.e.m.) qui est la différence de potentiel entre les électrodes, à débit de courant nul,
2-sa résistance interne.
La f.e.m. peut se calculer à l'aide de la thermodynamique, grâce à l’utilisation des lois de GIBBS et de NERST.
Divers classements des piles ont été établis au cours des années. Du point de vue historique, on peut les classer suivant qu’elles sont polarisables ou impolarisables.
Lorsqu’une pile débite du courant, il se produit au niveau des électrodes des transformations chimiques qui tendent à s’opposer au passage du courant; il apparaît donc une force contre électromotrice appelée également tension de polarisation.
Toute substance permettant de diminuer la tension de polarisation est appelée dépolarisant. Celui-ci peut être anodique ou cathodique, de type solide, liquide ou gazeux. La pile est alors de type à dépolarisation.
