Découverte de l’électricité – Qui a réellement découvert l’électricité ?
Nous ne pourrions pas imaginer un monde sans électricité aujourd’hui, alors à qui devons-nous l’honneur d’avoir inventé cette merveille ? Tout d’abord, en tant que forme d’énergie, l’électricité ne peut être inventée. Quant à savoir qui l’a découverte, comme la plupart des questions de recherche fondamentale, l’électricité a été étudiée par un certain nombre de scientifiques à travers les siècles. Certains pensent que Ben Franklin a été le premier à découvrir l’électricité, mais, comme nous l’apprendrons plus loin dans cet article, sa célèbre expérience impliquant un cerf-volant et une clé a en fait montré que la foudre est une forme d’électricité. L’électricité en tant que phénomène physique avait été identifiée des milliers d’années avant Franklin. La force appliquée aux électrons pour les pousser à travers le fil conducteur est appelée tension, et la vitesse de circulation des électrons est appelée courant. Si vous imaginez le fil conducteur comme un tuyau dans lequel l’eau peut couler, la tension est la pression appliquée pour faire couler l’eau tandis que le courant est la quantité d’eau qui coule dans le tuyau chaque seconde. Dans les métaux, les électrons sont libres de se déplacer, ce qui en fait d’excellents conducteurs d’électricité. Certains matériaux, en revanche, ne conduisent pas l’électricité – ce sont les isolants. Cependant, il arrive qu’un isolant puisse transporter une charge électrique. Si vous frottez deux matériaux isolants différents l’un contre l’autre, comme un ballon et un sauteur, des électrons seront transférés du sauteur au ballon, qui se chargera d’une charge négative. Cette accumulation d’électrons sur un isolant est connue sous le nom d’électricité statique. Si vous touchez le ballon, vous pouvez ressentir cette physique en action par un léger choc.
L’électricité dans le monde antique : l’histoire de la « batterie » de Bagdad
À notre connaissance, les Grecs ont été les premiers à découvrir la notion de charge électrique il y a plus de 2 600 ans. Ils ont observé qu’en frottant de la résine d’arbre fossilisée, ou ambre, avec de la fourrure animale, celle-ci attirait l’herbe séchée. Essentiellement, les Grecs avaient rencontré l’électricité statique. Nous savons également, grâce à des textes anciens, que les Égyptiens savaient que certaines espèces de poissons électriques pouvaient déclencher des chocs dans le corps. En fait, les Égyptiens de l’Antiquité utilisaient probablement le poisson-chat du Nil électrique pour traiter les maux de tête et les douleurs nerveuses – une pratique connue sous le nom d’ichtyoélectroanalgésie qui est restée utilisée en médecine jusqu’à la fin des années 1600.
Une momie de poisson-chat.
Mais, sans aucun doute, l’exemple le plus étonnant de l’électricité dans l’Antiquité est la batterie de Bagdad. Cet instrument particulier a été découvert par une expédition dirigée par le Dr Wilhelm Koenig du musée irakien de Bagdad en 1936. La découverte consistait en un vase en argile, d’environ 14 centimètres de haut et dont le plus grand diamètre est de 8 centimètres. La datation suggère que l’artefact est vieux d’environ 2 000 ans, du 1er siècle après J.-C., à l’époque où la région était occupée par l’empire parthe.
Bien que son apparence ne semble pas sortir de l’ordinaire, les scientifiques ont rapidement appris que le petit pot d’argile était bien plus que cela lorsqu’ils ont jeté un coup d’œil à l’intérieur. Le vase contient un cylindre creux fait d’une feuille de cuivre d’une grande pureté. L’extrémité inférieure du cylindre était recouverte d’un morceau de feuille de cuivre tandis que le fond intérieur du cylindre était recouvert d’une couche d’asphalte de seulement 3 millimètres d’épaisseur. L’extrémité supérieure du cylindre était bouchée par une lourde et épaisse couche d’asphalte. Le centre du bouchon était constitué d’un solide morceau de fer. Réplique et schéma de l’une des anciennes piles électriques (batteries) découvertes à Khujut Rabu’a, près de Bagdad. Au moment de la découverte, Koening a reconnu que la jarre et son étrange structure métallique présentaient une configuration qui suggérait qu’elle aurait pu fonctionner comme une pile humide. En fait, elle semble n’avoir servi à rien d’autre qu’à générer un faible courant électrique. Des expériences menées avec des répliques de la jarre en utilisant divers acides ont révélé qu’un mélange d’acide acétique (vinaigre distillé) et de jus de pamplemousse générait 0,5 volt pendant plusieurs jours. D’autres artefacts de ce type ont été découverts au fil des ans autour de sites situés dans l’actuel Irak. Ils ont été fabriqués par les Parthes et les Sassanides. Cependant, à quoi pouvaient servir ces batteries anciennes, étant donné qu’aucun moteur, aucune lumière ni aucun dispositif électrique similaire n’ont été découverts ?
Un pionnier de la pratique de la médecine
Une application possible de la pile de Bagdad est la thérapie médicale, car les Grecs et les Romains de l’époque utilisaient couramment le rayon électrique commun pour administrer des chocs électriques aux patients pour traiter la douleur. Cette absence d’utilisation apparente du courant électrique a conduit certains à se demander si ces jarres antiques étaient réellement utilisées comme piles. Elles auraient plutôt pu servir à stocker des documents importants afin d’empêcher l’humidité d’endommager le papyrus. De plus, comme rien n’indique que les Parthes, ni quiconque dans le monde antique d’ailleurs, possédaient une théorie formelle de l’électricité, la découverte des piles était probablement un accident.
Avance rapide jusqu’à 1 600 ans dans le futur.
À cette époque, un physicien anglais du nom de Wiliam Gilbert publie un traité sur la nature attractive de l’ambre et utilise le mot latin electricus pour la décrire. Peu de temps après, un autre Anglais, Thomas Browned, publie un livre de physique dans lequel il utilise le mot « électricité » pour décrire les travaux de Gilbert.
Ben Franklin et son expérience du paratonnerre
Nombreux sont ceux qui ont appris à l’école primaire que Benjamin Franklin, père fondateur et inventeur renommé, a découvert l’électricité en attachant une clé à un cerf-volant alors qu’il se trouvait sous un orage. Or, ce n’est pas du tout le cas. Franklin n’a pas été le premier scientifique à étudier les particules chargées et n’a jamais cherché à découvrir l’électricité. Ses recherches visaient simplement à démontrer que la foudre était une forme d’électricité statique. Au milieu du 18e siècle, bien avant de se lancer dans sa célèbre expérience, Franklin s’amusait avec des tubes électriques qui lui avaient été offerts par son ami Peter Collinson. C’est à la suite de ces expériences que Franklin a émis l’hypothèse que l’éclairage était une « étincelle électrique massive » et a proposé une expérience avec une tige surélevée pour « faire descendre le feu électrique » du nuage. Bien conscient des dangers encourus, Franklin mentionne également dans l’une de ses lettres à Collinson que toute personne impliquée dans une telle expérience devrait observer le phénomène dans la protection d’une enceinte semblable à la guérite d’un soldat. Les théories de Franklin parviennent en Europe où le Français Thomas François D’Alimbard utilise une tige verticale de 15 mètres de long pour attirer le « fluide électrique » (la foudre). Il réussit le 10 mai 1752 à Paris. En juillet, un Anglais, John Canton, a reproduit l’expérience avec succès. Plus tard, le chimiste russe Mikhail Lomonosov est arrivé à la même conclusion après sa propre expérience.