L’électricité n’a pas été inventée par une seule personne. Présente dans la nature depuis toujours, notamment sous la forme de la foudre ou de phénomènes électrostatiques, l’électricité a progressivement été observée, comprise puis maîtrisée par de nombreux scientifiques.
De William Gilbert à Alessandro Volta, en passant par Michael Faraday, Nikola Tesla et Thomas Edison, chaque chercheur a apporté une contribution déterminante à l’histoire de l’électricité. Découvrez les principales découvertes qui ont permis de faire de l’électricité, une énergie indispensable à notre quotidien.
Qui a réellement inventé l’électricité ?
Personne n’a inventé l’électricité à lui seul. L’électricité est un phénomène naturel. Plusieurs scientifiques ont cependant contribué à sa compréhension et à son utilisation : William Gilbert a étudié les premiers phénomènes électriques, Alessandro Volta a créé la première pile, Michael Faraday a découvert l’induction électromagnétique, tandis que Nikola Tesla, Thomas Edison et George Westinghouse ont participé au développement des systèmes électriques modernes.
Quelles sont les différentes manifestations de l’électricité ?
Avant de découvrir qui a inventé l’électricité, observons d’abord sous quelles formes l’électricité peut se manifester, chacune ayant ses propres caractéristiques et applications. Voici les principales formes d’électricité :
Électricité statique
C’est l’accumulation de charges électriques sur la surface d’un objet, souvent causée par le frottement. Un exemple classique est le fait de frotter un ballon sur des cheveux, ce qui peut faire que le ballon colle à un mur. L’électricité statique est généralement à l’origine de petits chocs électriques que l’on ressent parfois en touchant un objet métallique après avoir marché sur un tapis.
La foudre
La foudre est une décharge électrostatique massive qui se produit dans les conditions atmosphériques orageuses, soit entre les nuages et la terre, soit entre différents nuages. Elle résulte de la séparation des charges électriques à l’intérieur des nuages.
Électricité dans les organismes vivants
Certains organismes, comme l’anguille électrique, ont la capacité de générer des décharges électriques. Ces décharges sont produites par des cellules spécialisées appelées électrocytes. Ces organismes utilisent l’électricité pour la chasse ou la défense.
Comment produit-on de l’électricité ?
L’électricité peut être produite à partir de différentes sources d’énergie. Dans la plupart des centrales, une énergie primaire permet d’entraîner une turbine reliée à un alternateur. Le photovoltaïque fonctionne différemment puisqu’il convertit directement la lumière du soleil en électricité.
À partir de sources fossiles
Les centrales électriques brûlent des combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole ou le gaz naturel pour chauffer de l’eau, produisant de la vapeur qui entraîne des turbines générant de l’électricité.
L’énergie nucléaire
Dans une centrale nucléaire, la fission de l’uranium produit de la chaleur. Comme dans une centrale thermique classique, cette chaleur permet de générer de la vapeur qui entraîne une turbine et un alternateur.
Les énergies renouvelables
- Hydroélectricité : la force de l’eau entraîne une turbine.
- Énergie éolienne : le vent fait tourner les pales d’une éolienne reliée à un générateur.
- Énergie solaire photovoltaïque : les cellules photovoltaïques convertissent directement la lumière en électricité.
- Géothermie : la chaleur provenant du sous-sol peut être utilisée pour produire de la vapeur et entraîner une turbine.
- Biomasse : la matière organique est transformée en chaleur, en gaz ou en combustible afin de produire de l’énergie.
Le saviez-vous ?
Lorsqu’un interrupteur est actionné, le signal électrique se propage très rapidement dans le circuit, à une vitesse qui dépend du conducteur et qui peut être proche de celle de la lumière. Les électrons eux-mêmes se déplacent cependant beaucoup plus lentement. C’est la propagation rapide du champ électrique qui explique l’allumage presque instantané d’une lampe.
Les grandes étapes de la découverte de l’électricité
De l’Antiquité aux premières expériences électriques
Dès l’Antiquité, les êtres humains observent certains phénomènes électriques. Le philosophe grec Thalès de Milet est traditionnellement associé à l’observation de l’ambre frotté, capable d’attirer de petits objets. Cette expérience correspond à ce que nous appelons aujourd’hui l’électricité statique.
En 1600, le scientifique anglais William Gilbert publie De Magnete, un ouvrage majeur consacré au magnétisme et aux phénomènes d’attraction. Ses travaux contribuent à distinguer les effets électriques des phénomènes magnétiques.
Au XVIIIᵉ siècle, l’invention de la bouteille de Leyde permet pour la première fois d’accumuler des charges électriques. Benjamin Franklin mène ensuite plusieurs expériences qui contribuent à démontrer la nature électrique de la foudre.
Alessandro Volta et la naissance du courant électrique continu
En 1800, le physicien italien Alessandro Volta met au point la pile voltaïque. Ce dispositif est considéré comme la première source capable de produire un courant électrique continu de manière durable.
Cette invention ouvre la voie à de nombreuses expériences sur l’électricité et l’électrochimie.
De l’électricité à l’électromagnétisme
En 1820, le physicien danois Hans Christian Ørsted met en évidence le lien entre l’électricité et le magnétisme en observant qu’un courant électrique peut dévier l’aiguille d’une boussole. André-Marie Ampère approfondit ensuite l’étude de ces phénomènes et contribue à poser les bases de l’électrodynamique.
En 1831, Michael Faraday découvre l’induction électromagnétique : le mouvement d’un aimant à proximité d’un conducteur peut produire un courant électrique. Ce principe est encore aujourd’hui au cœur du fonctionnement des alternateurs, des générateurs et de nombreux moteurs électriques.
Quelques décennies plus tard, James Clerk Maxwell rassemble ces découvertes dans une théorie mathématique unifiant l’électricité, le magnétisme et la lumière.
Tesla, Edison et Westinghouse : le développement des réseaux électriques
À la fin du XIXᵉ siècle, les recherches scientifiques laissent progressivement place au développement de systèmes électriques utilisables à grande échelle.
Thomas Edison contribue à la mise au point d’un système commercial complet d’éclairage électrique fonctionnant en courant continu. Celui-ci comprend notamment des lampes, des générateurs et un réseau de distribution.
Nikola Tesla participe au développement des systèmes électriques polyphasés et du moteur à induction. Ses travaux sont notamment exploités par l’industriel George Westinghouse, qui joue un rôle déterminant dans le déploiement du courant alternatif.
Grâce aux transformateurs, le courant alternatif peut être transporté à haute tension sur de longues distances, puis abaissé à une tension adaptée aux bâtiments. Il devient progressivement le système dominant pour le transport et la distribution de l’électricité.
Qui a découvert l’énergie solaire photovoltaïque ?
En 1839, le physicien français Edmond Becquerel découvre l’effet photovoltaïque. C’est-à-dire la production d’un courant électrique sous l’effet de la lumière. Il n’a donc pas inventé le panneau solaire, mais sa découverte constitue l’un des fondements de l’énergie photovoltaïque.
Les premières cellules photovoltaïques modernes au silicium sont développées en 1954 par les laboratoires Bell. Depuis, les cellules ont considérablement progressé en matière de rendement, de résistance et de coût de production. Elles sont aujourd’hui assemblées pour former les panneaux photovoltaïques installés sur les bâtiments.
L’électricité au cœur de la transition énergétique
Au XXIᵉ siècle, l’électricité occupe une place centrale dans la transition énergétique. Le développement du photovoltaïque, de l’éolien, des véhicules électriques et des pompes à chaleur entraîne de nouveaux besoins en matière de production, de stockage et de gestion de l’énergie.
Les réseaux électriques deviennent également plus intelligents et plus flexibles. Grâce aux compteurs communicants, aux équipements connectés et aux systèmes de pilotage énergétique, il est possible d’adapter certains usages aux périodes où l’électricité est disponible en plus grande quantité.
Dans une installation solaire, le pilotage permet par exemple d’utiliser prioritairement l’énergie solaire pour produire de l’eau chaude, recharger une batterie ou alimenter un véhicule électrique. L’objectif est d’augmenter l’autoconsommation et de limiter les prélèvements sur le réseau.
Comment l'électricité est-elle transportée ?
À la fin du XIXᵉ siècle, le développement du courant alternatif et des transformateurs rend possible le transport de l’électricité sur des distances de plus en plus importantes. La mise en service du complexe hydroélectrique des chutes du Niagara, puis l’alimentation de Buffalo en 1896, constitue notamment une étape majeure de cette électrification.
Aujourd’hui, l’électricité produite par les centrales et les installations renouvelables circule sur plusieurs types de réseaux :
- Le réseau de transport utilise des lignes à haute et très haute tension pour acheminer de grandes quantités d’électricité sur de longues distances.
- Le réseau de distribution réduit progressivement la tension afin d’alimenter les villes, les entreprises et les logements.
- Les transformateurs permettent d’adapter la tension aux différents usages.
Le développement des énergies renouvelables transforme progressivement ce fonctionnement. Les consommateurs peuvent désormais devenir producteurs en injectant sur le réseau l’électricité photovoltaïque qu’ils ne consomment pas directement.
Questions fréquentes
Il n’existe pas un seul inventeur de l’électricité. Ce phénomène naturel a été étudié par de nombreux scientifiques, parmi lesquels William Gilbert, Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Michael Faraday et Nikola Tesla.
Non. Benjamin Franklin n’a pas inventé l’électricité. Ses expériences ont cependant contribué à démontrer que la foudre était un phénomène électrique.
Alessandro Volta a inventé la pile voltaïque en 1800. Il s’agit de la première source permettant de produire durablement un courant électrique continu.
Nikola Tesla a contribué au développement des systèmes électriques utilisant le courant alternatif, notamment les systèmes polyphasés et le moteur à induction.
