Brève histoire de l’électricité

L’électricité est tellement omniprésente dans notre vie quotidienne que nous avons tendance à la considérer comme une nécessité fondamentale, au même titre que l’eau courante. Cependant, la vérité est que nous, les humains, ne l’utilisons que depuis relativement peu de temps. Étudiée depuis la fin du XVIe siècle, l’électricité – entendue comme un phénomène électrique observable – a longtemps été un simple objet de curiosité et de divertissement avant de faire partie de notre vie quotidienne. Si vous vous êtes déjà demandé comment et pourquoi ce changement s’est produit, vous trouverez toutes les réponses dans cette brève histoire de l’électricité.

Chez Visual Led, nous concevons des écrans LED depuis 2003, une grande partie de notre activité tourne donc autour de ce domaine. Vous voulez en savoir plus ? Si c’est le cas, lisez la suite.

La découverte de l’électricité : les pionniers

Jusqu’à la fin du XVIIIe siècle, le terme électricité était réservé aux corps qui, lorsqu’ils étaient frottés l’un contre l’autre, s’attiraient ou se repoussaient, un domaine connu aujourd’hui sous le nom d’électrostatique. Quoi qu’il en soit, l’attraction par friction des corps légers sur des objets électrifiés est connue depuis l’Antiquité. Sa découverte est attribuée au philosophe grec Thalès de Milet (6e siècle avant J.-C.), qui a constaté qu’après avoir frotté vigoureusement un petit morceau d’ambre, celui-ci acquiert la propriété d’attirer les petites particules. En effet, le mot électricité est dérivé du grec elektron, qui signifie « ambre ». Cependant, l’étude systématique de l’électricité n’a réellement commencé qu’à la fin du XVIe siècle, avec le scientifique anglais William Gilbert (1544-1603), auteur du premier traité connu sur le sujet.

Les contributions de Gilbert ont été reprises par un Allemand, Otto von Guericke (1602-1686), qui a inventé la première machine à vide. Cela a facilité l’attraction des corps électrifiés, car l’air n’était plus un obstacle. Von Guericke est également l’architecte de la première machine électrostatique : en l’occurrence, un gros ballon de soufre que le savant électrifiait en le frottant avec ses mains. Ces instruments rudimentaires lui ont permis de découvrir à la fois le phénomène de la conduction électrique, c’est-à-dire la capacité de cette mystérieuse énergie à se transmettre à travers certains corps, et le pouvoir des points, c’est-à-dire la tendance des objets pointus à présenter des propriétés électriques.

Ce dernier effet fut exploité un siècle plus tard par l’Américain Benjamin Franklin (1706-1790), après qu’il eut démontré, en 1752, que la foudre était un phénomène électrique, une sorte d’étincelle géante. Cette observation, ainsi que les découvertes de Von Guericke sur les objets pointus, lui ont permis d’inventer le paratonnerre. Il s’agissait d’une tige pointue qui, placée sur des bâtiments ou des navires, les protégeait des effets de l’électricité provenant des nuages.

Au XVIIIe siècle, les travaux expérimentaux commencés au siècle précédent s’accélèrent. D’autres effets sont rapidement découverts et de nouveaux outils apparaissent, tandis que de nouveaux concepts sont définis, étape préliminaire indispensable à la compréhension des phénomènes électrostatiques. On doit à l’Anglais Stephen Gray (1666-1673) la découverte de l’électrification par influence, consistant en la possibilité d’électriser un corps à distance, sans contact direct, ainsi que la distinction entre les corps conducteurs, qui permettent à l’électricité de se propager, et les corps isolants, qui inhibent cette transmission.

Des charges positives et négatives à la tension

En 1733, le physicien et chimiste français Charles du Fay (1698-1739) a apporté une autre contribution essentielle à l’histoire de l’électricité. Du Fay a découvert qu’il existait deux types d’électricité – ce que nous appelons aujourd’hui des charges électriques : un premier type obtenu par le frottement du verre, qu’il a appelé électricité vitreuse, et un second type obtenu par le frottement de corps résineux, qu’il a appelé électricité résineuse. Deux corps ayant une charge électrique de même nature se repoussent, tandis que deux corps ayant une charge électrique différente s’attirent. C’est pour cette raison que Benjamin Franklin a adopté les concepts d’électricité positive et négative des années plus tard.

Mais la véritable révolution est venue d’un endroit inattendu : les travaux d’un anatomiste italien, Luigi Galvani (1737-1798), sur les muscles de jambes de grenouilles disséquées. En 1791, il découvre que ces muscles présentent de curieuses propriétés électriques lorsqu’ils entrent en contact avec deux métaux de nature différente.

Plus tard, le physicien italien Alessandro Volta (1745-1827) reprend les avancées de son compatriote et montre que la grenouille ne joue qu’un rôle secondaire : l’effet électrique résulte en fait du contact de deux métaux de nature différente à travers un tissu humide. Inspiré par cette conclusion, il a mis au point en 1800 la première pile électrique, qui consistait en une batterie – d’où son nom – de disques de cuivre et de zinc, entre lesquels étaient interconnectés des tissus trempés dans l’acide.

Cette invention révolutionne l’électricité : contrairement aux machines électrostatiques qui devaient être chargées par friction – et qui se déchargeaient en un temps très court – la pile de Volta produisait une sorte de décharge continue que le physicien français André-Marie Ampère (1775-1836) baptisa en 1820 courant électrique. Ce concept fait référence à un déplacement de charges à l’intérieur d’un conducteur. En hommage à Ampère, l’unité internationale pour l’intensité du courant électrique, c’est-à-dire le nombre de charges traversant une section de conducteur par unité de temps, s’appelle l’ampère. En hommage à Volta, on a inventé le terme de tension, c’est-à-dire la capacité d’une batterie à produire un courant électrique. La quantité serait exprimée en volts.

Moteurs et électromagnétisme

Un autre moment important dans l’histoire de l’électricité a été la découverte de l’électrolyse, la décomposition d’une substance en solution en ions au moyen d’un courant électrique. Cela se faisait au moyen de deux tiges solides reliées aux bornes d’une batterie (deux électrodes, selon la terminologie introduite par Michael Faraday quelques années plus tard). L’électrolyse a permis au chimiste anglais Humphry Davy (1778-1829) de découvrir, au début du XIXe siècle, une multitude d’éléments jusqu’alors inconnus : sodium, potassium, calcium, magnésium, baryum et strontium. En remplaçant la solution aqueuse par un gaz enfermé dans une enceinte en verre, on obtient les premières décharges électriques durables, qui serviront de base aux premiers dispositifs d’éclairage urbain dans la seconde moitié du XIXe siècle. Enfin, en 1841, l’Anglais James Prescott Joule (1818-1899) observe que le passage d’un courant électrique dans un conducteur métallique provoque un dégagement de chaleur. C’est l’effet Joule, un phénomène par lequel, si un courant électrique circule dans un conducteur, une partie de l’énergie cinétique des électrons se transforme en chaleur.

Cette découverte allait déclencher une deuxième révolution en Europe du Nord. En 1820, Hans Christian Ørsted (1777-1851), professeur de physique à l’université de Copenhague, observe qu’un fil conducteur parcouru par un courant électrique dévie une aiguille magnétique placée à proximité. Cette expérience, tout en révélant pour la première fois l’existence d’effets magnétiques de l’électricité, inaugure l’étude des interactions entre les aimants et les fils traversés par des courants.

Cette étude a eu des implications théoriques considérables. Par exemple, il a montré qu’un aimant pouvait déplacer un fil conducteur traversé par un courant. En exploitant cet effet pour mettre en marche un circuit électrique, Michael Faraday réalisa, dès 1821, ce que l’on peut considérer comme l’ancêtre du moteur électrique.

D’autre part, l’expérience d’Ørsted avait démontré l’existence de liens entre l’électricité et le magnétisme. Les deux domaines ont été unifiés par l’Écossais James Clerk Maxwell (1831-1879) en 1864, donnant naissance à l’électromagnétisme.

L’âge des grandes inventions

La seconde moitié du XIXe siècle est marquée par un développement spectaculaire de l’électricité industrielle ou électrotechnique. La pile de Volta a rapidement été remplacée par des piles plus efficaces, telles que la pile Daniell (1836), la pile Bunsen (1841) ou la pile Leclanché (1864). En 1859, le Français Gaston Planté (1834-1889) a mis au point la première pile ou accumulateur rechargeable. Les générateurs connaissent un essor similaire : l’invention de la dynamo dans les années 1870 par Zénobe Gramme (1826-1901) annonce l’apparition des premiers générateurs de courant alternatif ou alternateurs, notamment grâce aux travaux de l’ingénieur croate Nikola Tesla (1856-1943). Ces dispositifs, entraînés par les énormes turbines des centrales électriques, sont l’élément central de la production d’énergie électrique. Le développement des générateurs a naturellement accompagné le développement des inverseurs, mieux connus sous le nom de moteurs électriques.

Ces progrès ont contribué au développement des applications électriques tout au long du siècle dernier. Dès 1839, le premier instrument de télécommunications utilisant des signaux électriques transmis le long d’un fil, le télégraphe, mis au point par les ingénieurs William Cooke et Charles Wheatstone, apparaît en Angleterre. En 1876, l’Américain Alexander Graham Bell (1847-1922) utilise pour la première fois des signaux électriques pour transporter la voix humaine à distance : le téléphone est né.

Bientôt, c’est au tour des moyens de transport d’être électrifiés : le premier tramway électrique, réalisé par les ingénieurs allemands Werner von Siemens et Johann Halske, date de 1879. Le premier train électrique, inventé par Thomas Alva Edison (1847-1931), date de 1880. Edison est également à l’origine de nombreuses inventions, telles que le phonographe, la caméra de cinéma et l’ampoule à incandescence.

Grâce au développement des transformateurs électriques dans les années 1880 et aux hautes tensions que ces appareils rendaient possibles, il a été possible d’étendre la distance de transport de l’électricité depuis son lieu de production jusqu’au cœur des villes, ce qui a constitué une révolution urbaine. C’est aussi la naissance des enseignes lumineuses, qui marquent un tournant dans l’histoire de la publicité.

À ce stade de l’histoire de l’électricité, nous pourrions nous attarder sur de nombreux autres aspects qui ont permis l’évolution et l’amélioration de l’éclairage, comme la technologie LED. Ou la naissance du premier téléviseur, créé le 26 janvier 1927 par l’Écossais John Logie Baird (1888-1946). Cependant, les avancées sont si nombreuses et si décisives qu’elles méritent un billet séparé.

Brève histoire de l’électricité

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