L’histoire de l’électricité : de l’ambre frotté à la lumière dans les maisons

L'idée

L'électricité, c'est le mouvement ou l'accumulation de charges électriques, surtout des électrons. On la connaît sous deux formes :

• l'électricité statique, quand des charges s'accumulent sans circuler : le ballon frotté qui colle au mur, la petite décharge en touchant une poignée de porte, et en grand, la foudre ;
• le courant électrique, quand les charges circulent dans un fil, poussées par une pile, une batterie ou une centrale.

Toute l'histoire de l'électricité, c'est l'histoire de gens qui ont appris à produire ce courant, à le transporter et à le faire travailler : éclairer, chauffer, faire tourner des moteurs.

Une expérience à faire

Frotte un ballon de baudruche gonflé sur tes cheveux secs ou sur un pull en laine pendant quelques secondes. Approche-le ensuite de petits morceaux de papier : ils sautent vers le ballon ! Approche-le d'un mince filet d'eau qui coule du robinet : le filet se courbe.

En frottant, tu as arraché des électrons à tes cheveux ou à la laine, et ils se sont accumulés sur le ballon. Le ballon chargé attire alors les objets proches. C'est exactement ce qu'observaient les Grecs il y a plus de 2 500 ans, avec un morceau d'ambre, une résine fossile. En grec, l'ambre se dit elektron : c'est de là que vient le mot électricité.

L'histoire de la découverte

La foudre est électrique. Au XVIIIe siècle, beaucoup de savants se demandent si l'éclair est une énorme étincelle. En juin 1752, à Philadelphie, l'Américain Benjamin Franklin fait voler un cerf-volant par temps d'orage pour le montrer. L'expérience était très dangereuse : ne l'imite jamais. Il en tire une invention qui protège encore les bâtiments : le paratonnerre.

La première pile. En Italie, Luigi Galvani observe que des cuisses de grenouille mortes se contractent au contact de deux métaux différents. Il croit à une « électricité animale ». Son compatriote Alessandro Volta n'est pas d'accord : pour lui, ce sont les deux métaux qui produisent le courant. Pour le prouver, il empile des disques de zinc et de cuivre séparés par du carton trempé dans de l'eau salée. À la fin de l'année 1799, il obtient la pile électrique, la première source de courant continu. L'unité de tension, le volt, porte son nom.

Le courant fait tourner les moteurs. En 1820, le Danois Hans Christian Ørsted remarque qu'un fil parcouru par un courant fait bouger l'aiguille d'une boussole : électricité et magnétisme sont liés. En 1831, en Angleterre, Michael Faraday, un ancien apprenti relieur de livres, montre qu'en faisant bouger un aimant près d'une bobine de fil, on crée un courant. Il construit la première dynamo. C'est le principe de toutes les centrales électriques, du barrage à l'éolienne.

La lumière dans les maisons. On savait faire briller un fil en y faisant passer du courant, mais il brûlait vite. En Angleterre, Joseph Swan, et aux États-Unis, Thomas Edison et son équipe, cherchent le bon filament. En octobre 1879, l'équipe d'Edison obtient une ampoule à filament de carbone qui brille plus de 14 heures. L'Américain Lewis Latimer, fils de parents qui avaient fui l'esclavage, améliore ensuite la fabrication des filaments de carbone pour les faire durer. Le 4 septembre 1882, la centrale d'Edison de Pearl Street, à New York, commence à fournir du courant à des clients.

La guerre des courants. Edison défend le courant continu, qui circule toujours dans le même sens. L'inventeur Nikola Tesla et l'industriel George Westinghouse défendent le courant alternatif, qui change de sens plusieurs dizaines de fois par seconde et se transporte beaucoup mieux sur de longues distances. En 1895, la centrale des chutes du Niagara commence à produire du courant alternatif, et en novembre 1896, la ville voisine de Buffalo est éclairée par ce courant transporté depuis les chutes. L'alternatif a gagné : c'est celui de nos prises aujourd'hui.

Ce que cela change pour nous

L'électricité est devenue si banale qu'on ne la remarque que lorsqu'elle manque. Elle éclaire les maisons et les rues, conserve les aliments et les vaccins au froid, fait fonctionner les hôpitaux, les pompes à eau, les usines, les ordinateurs et les téléphones.

Pourtant, selon la Banque mondiale, 666 millions de personnes n'avaient toujours pas d'électricité en 2023, et 85 % d'entre elles vivaient en Afrique subsaharienne. Construire des centrales, des lignes et des réseaux locaux, notamment solaires, reste l'un des grands chantiers du siècle.

Pour aller plus loin

• Ce qui circule vraiment dans un fil : l'électricité.
• Le champion du courant alternatif : Nikola Tesla, et le dessinateur qui a fait durer les ampoules : Lewis Latimer.
• Comment de l'eau devient de la lumière : un barrage.