La pile se présente sous différentes tailles et sous différentes formes. Allant de celles qui ont la forme d’un bouton aux piles classiques, en passant par les grandes batteries d’alimentation. La pile sert essentiellement à nous fournir de l’énergie électrique sûre et régulière où que nous soyons. Quelle que soit leur présentation, les piles suivent toutes le même principe de fonctionnement que voici.
Le principe de fonctionnement d’une pile
Une pile est un petit bloc d’alimentation chimique autonome. Elle peut produire une quantité limitée d’énergie électrique partout où c’est nécessaire. Contrairement à l’électricité normale qui part d’une centrale électrique, une pile convertit lentement les produits chimiques qu’elle contient en énergie électrique.
Le principe de base qui fait fonctionner une pile est une réaction d’oxydation et de réduction d’un électrolyte avec des métaux. Cette réaction forme la cathode (borne négative) et l’anode (borne positive) d’une pile.
Lorsque vous connectez les deux électrodes d’une pile dans un circuit (par exemple, lorsque vous en mettez une dans une lampe de poche), l’électrolyte va s’activer. Lentement, les produits chimiques à l’intérieur sont convertis en d’autres substances. Les ions sont formés à partir des matériaux des électrodes et participent aux réactions chimiques avec l’électrolyte.
Dans le même temps, les électrons circulent d’une borne à l’autre à travers le circuit externe, alimentant tout ce à quoi la pile est connectée. Ce processus se poursuit jusqu’à ce que l’électrolyte soit complètement transformé. À ce stade, les ions arrêtent de se déplacer dans l’électrolyte, les électrons cessent de circuler dans le circuit. C’est à ce moment que la pile est usée. Elle ne peut donc plus alimenter l’appareil auquel elle est connectée.
Les principales utilisations d’une pile
Selon le modèle, et surtout selon son autonomie, une pile peut être utilisée sur un grand nombre d’appareils. Les plus petits modèles sont les piles boutons. Elles sont surtout utilisées pour :
- Une montre-bracelet,
- Une calculatrice
- Divers jouets électroniques.
Puis, il y a les piles classiques qui sont souvent jetables (en parlant de jetable, connaissez-vous 10minutemail sur les mails jetables). Ce modèle de piles sert le plus souvent à faire fonctionner une télécommande, une montre murale, des souris sans fil ou encore un appareil photo.
Ensuite, il y les piles qui offrent un important apport énergétique. Ce sont des piles alcalines comme des piles C par exemple qui sont surtout caractérisées par leur performance longue durée. Elles s’utilisent pour les lampes de camping et les lampes de sécurité, le talkie-walkie ou les radios.
Sur les petites voitures téléguidées, les drones ou les systèmes d’alarmes, on utilise le plus souvent des piles carrées.
La performance d’une pile dépend essentiellement de sa composition. Elle peut être soit au lithium, soit en alcaline.
Les piles rechargeables
Les piles ordinaires sont souvent à usage unique. Mais il existe des variétés de piles qui sont rechargeables. Leur découverte a permis de révolutionner la manière d’utiliser les appareils électroniques et de prolonger leur durée de vie.
En connectant une pile rechargeable à une source d’électricité externe, les ions qui ont été libérés lors de l’usage de la pile retournent à leur état initial. Le retour des ions amorce le système et la pile est de nouveau prête à fonctionner.
Mais le processus ne dure pas éternellement. Chaque cycle de charge et de décharge dégrade un peu plus les électrodes. Le phénomène est accentué lorsque la pile est chargée sans avoir été déchargée complètement, créant ainsi ce qu’on appelle l’effet mémoire. Avec le temps, la pile va perdre de sa performance jusqu’à arriver à un stade où elle ne devient plus autonome.
La pile présente de nombreux avantages mais sa performance est limitée. De ce fait, les recherches concernant la technologie des piles ne cessent d’évoluer afin de nous apporter des solutions de plus en plus performantes.
