Alessandro Volta : enseignant et chercheur
Le professeur Luigi Galvani
L’invention de la pile voltaïque
En 1792, Volta commence ses recherches sur la base des notes de Galvani sur les mouvements de contraction de la grenouille morte. Il n’est pas convaincu qu’il s’agisse d’une « électricité animale ». Volta propose alors une explication plus plausible : l’électricité est produite par le contact entre deux métaux, le cuivre et le fer, dont les charges électriques avaient été activées par un déséquilibre entre leurs potentiels électriques. C’est-à-dire par une force électromotrice. En 1773, il développe une table de tension se référant aux métaux. Ses recherches aboutissent en 1800 à la création de la pile, qu’il construit en empilant des disques de cuivre et de zinc, séparés par du coton humidifié à l’acide sulfurique.
Le 20 mars 1800, il écrit une lettre à la Royal Society de Londres pour décrire ce que l’on appelle aujourd’hui la pile voltaïque. Volta a ainsi fabriqué la première pile électrique, précurseur des batteries sèches utilisées aujourd’hui. Pour la première fois dans l’histoire de la science, une source continue d’électricité a été produite. Sa découverte a ouvert de nouvelles voies pour la recherche dans ce domaine.
Prix d’honneur 
Alessandro Volta reçoit de nombreux honneurs pour ses travaux. Il est invité par Napoléon à démontrer ses recherches sur la génération de courant électrique à l’Institut de Paris. Il reçoit également la médaille de la Légion d’honneur et est nommé sénateur du royaume de Lombardie. En 1810, il est même nommé comte de cette région. En 1815, l’empereur d’Autriche lui confie le poste de directeur de la faculté de philosophie de Padoue. Et c’est en 1819, à l’âge de 74 ans, qu’il retourne dans sa ville natale. Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta est mort à Côme, en Italie, le 5 mars 1827.
• A inventé la première pile électrique – que les gens appelaient alors la « pile voltaïque » – en 1800. Grâce à son invention, les scientifiques ont pu produire pour la première fois des flux constants de courant électrique, déclenchant une vague de nouvelles découvertes et technologies.
• A été la première personne à isoler le méthane.
• Découverte de « l’électricité de contact » résultant du contact entre différents métaux.
• Reconnaît deux types de conduction électrique.
• A écrit la première série électromotrice. Cela a montré, du plus haut au plus bas, les tensions que différents métaux peuvent produire dans une batterie. (Nous parlons maintenant de potentiels d’électrode standard, ce qui signifie à peu près la même chose.)
• A découvert que le potentiel électrique dans un condensateur est directement proportionnel à la charge électrique.
En reconnaissance des contributions d’Alessandro Volta à la science, l’unité de potentiel électrique est appelée le volt .
Jeunesse et éducation
Alessandro Volta est né à Côme, Lombardie, Italie, le 18 février 1745. Sa famille faisait partie de la noblesse, mais pas riche. Jusqu’à l’âge de quatre ans, il n’a montré aucun signe de conversation et sa famille craignait qu’il ne soit pas très intelligent ou peut-être stupide. Heureusement, leurs craintes étaient mal placées.
Son père est mort en laissant des dettes impayées quand Alessandro avait sept ans. Le jeune Alessandro a été éduqué à la maison par son oncle jusqu’à l’âge de douze ans. Il a ensuite commencé des études dans un pensionnat jésuite. L’école jésuite n’a facturé aucun frais, mais l’a poussé à devenir prêtre. Sa famille ne voulait pas cela et l’a retiré de l’école après quatre ans. Volta a ensuite étudié au Séminaire Benzi jusqu’à l’âge de dix-huit ans.
La famille de Volta voulait qu’il devienne avocat. Volta avait ses propres idées ! Il s’intéressait au monde qui l’entourait ; il voulait être scientifique.
Bien qu’enfant, il ait été lent à parler italien, Volta semblait maintenant avoir un talent particulier pour les langues. Avant de quitter l’école, il avait appris le latin, le français, l’anglais et l’allemand. Ses talents linguistiques l’ont aidé plus tard dans sa vie lorsqu’il a voyagé dans le but de discuter de son travail avec des scientifiques dans les centres scientifiques européens.
A 18 ans, Volta a eu l’audace d’entamer un échange de lettres sur l’électricité avec deux grands physiciens : Jean-Antoine Nollet à Paris et Giambatista Beccaria à Turin. Beccaria n’a pas aimé certaines des idées de Volta et l’a encouragé à en apprendre davantage en faisant des expériences.
Lorsqu’il écrivit sa première dissertation, Volta l’adressa et la dédia à Beccaria.
Chronologie de la carrière de Volta avant la batterie
Scientifique amateur, inventeur, enseignant et professeur de physique
1765 – Volta avait atteint l’âge de 20 ans. Son riche ami Giulio Cesare Gattoni avait construit un laboratoire de physique chez lui. Pendant plusieurs années, il a gentiment permis à Volta de faire des expériences dans ce laboratoire.
1765 – Volta rédige son premier article scientifique, qu’il adresse à Giambatista Beccaria, sur l’électricité statique générée par le frottement de différentes substances ensemble – c’est-à-dire la triboélectricité.
1769 – Volta publie une thèse intitulée Sur la force attractive du feu électrique et sur les phénomènes qui en dépendent , qu’il envoie à Beccaria. Il a discuté de ses idées sur les causes de l’attraction et de la répulsion électriques et les a comparées à la gravité. Il a exposé sa position selon laquelle, comme la gravité, l’électricité statique impliquait une action à distance. Les principaux scientifiques qui ont influencé sa pensée étaient Isaac Newton, Roger Boscovich, Benjamin Franklin et Giambatista Beccaria lui-même.
1771 – Volta lit la revue de 1767 de Joseph Priestley sur la recherche scientifique sur l’électricité. Il apprit que certaines découvertes qu’il avait faites récemment avaient déjà été faites par d’autres.
1775 – Volta commence à enseigner la physique expérimentale au lycée public de Côme, où il travaille jusqu’en 1778.
1775 – Volta écrit une lettre à Joseph Priestley. Il a expliqué comment il avait inventé un appareil qui produisait de l’électricité statique : l’électricité pouvait être transférée à d’autres objets. Nous appelons cet appareil l’ électrophore . Volta voulait savoir si l’appareil était une nouvelle invention. Priestly lui a dit que Johann Wilcke avait inventé un tel appareil en 1762, mais Volta l’avait inventé indépendamment. Priestley a encouragé Volta à poursuivre ses intéressants travaux de recherche.
1776 – Agé de 31 ans, Volta est la première personne à isoler le gaz méthane. Il a découvert qu’un mélange méthane-air pouvait exploser dans un récipient fermé avec une étincelle électrique. Une réaction chimique déclenchée électriquement comme celle-ci serait plus tard la base du moteur à combustion interne.
1776 – Volta a suggéré que l’appareil à étincelles qu’il utilisait pour faire exploser le méthane pourrait également être utilisé pour envoyer un signal électrique le long d’un fil de Côme à la ville de Milan.
1777 – Volta entreprend un voyage scientifique en Suisse et en France. Il a rencontré d’autres scientifiques et leur a montré ses innovations en matière d’équipements électriques. Il a également voyagé dans le but de mieux faire connaître son nom en dehors de l’Italie.
1778 – Volta a découvert que le potentiel électrique (nous l’appelons maintenant souvent la tension ) dans un condensateur est directement proportionnel à la charge électrique.
1781 à 1782 – Volta a parcouru la plupart des grands centres scientifiques européens, y compris l’Académie française de Paris, démontrant son équipement électrique et ses inventions à des personnalités éminentes telles qu’Antoine Lavoisier et Benjamin Franklin. Volta commençait à se faire connaître hors d’Italie.
1788 – Volta construit des électroscopes de plus en plus sensibles pour détecter et mesurer les effets de la charge électrique.
1791 – Reconnaissant qu’il était devenu l’un des plus grands électriciens européens, Volta est élu membre de la Royal Society of London.
1794 – À l’âge de 50 ans, Volta reçoit le premier prix de la Royal Society – la médaille Copley – pour ses contributions à la compréhension scientifique de l’électricité.
Invention de la batterie électrique
Une querelle sur les jambes de grenouilles a conduit à la batterie
Volta n’a pas cherché à inventer la batterie. Ses expériences dans ce domaine ont en fait été réalisées pour montrer que les affirmations d’un autre scientifique étaient fausses. Ce scientifique était un autre Italien, Luigi Galvani.
Saut de pattes de grenouilles
Galvani a découvert que le contact entre les nerfs des pattes des grenouilles et différents métaux faisait bouger les pattes. Nous comprenons maintenant qu’il avait créé une cellule électrique. Les cuisses de grenouilles servaient d’électrolyte.
Galvani était professeur d’anatomie. À la fin des années 1780, il a remarqué qu’une étincelle d’électricité statique transportée par un scalpel en métal touchant les nerfs d’une grenouille morte alors que les pattes reposaient sur du métal faisait bouger les pattes. Ce fut une découverte étonnante : le mouvement des animaux était en quelque sorte basé sur l’électricité.
En 1817, cela inspira Mary Shelley à écrire Frankenstein . Dans ce roman, une créature faite d’un monstrueux mélange de parties de corps de personnes décédées est ramenée à la vie par le docteur Frankenstein en utilisant l’électricité d’un orage. En 1791, Galvani annonce sa découverte de l’électricité animale . Il croyait que les animaux produisaient de l’électricité dans leur corps et qu’un fluide dans leurs nerfs transportait l’électricité vers les muscles, provoquant des mouvements. Il croyait que l’électricité provenant d’une source extérieure libérait un flux de fluide électrique des nerfs, provoquant un sursaut des muscles.
Il pensait également que des animaux tels que les anguilles électriques pouvaient accumuler des quantités supplémentaires de ce liquide et l’utiliser pour délivrer des décharges électriques. Galvani a conclu que l’électricité animale était similaire mais pas identique à l’électricité statique et était une propriété unique des êtres vivants.
Entre Volta – Volta a étudié le phénomène de Galvani.
En 1792, Volta déclara que la partie « animale » de l’électricité animale de Galvani n’était pas nécessaire. Les animaux ont simplement répondu à l’électricité normale. Il n’y avait pas de différence entre l’électricité animale et l’électricité. Volta a effectué diverses expériences sur les cuisses de grenouilles. Il a découvert que la clé pour les faire bouger était le contact avec deux métaux différents . Le contact avec des morceaux du même métal n’a rien fait. Puis, s’éloignant des cuisses de grenouilles, en 1794, Volta fit des expériences pour mesurer l’effet électrique de la mise en contact de différentes paires de métaux. Il a classé les métaux dans l’ordre de ce qu’il a appelé leur force électromotrice.
Liste des conducteurs de Volta, force électromotrice la plus élevée en premier
Plomb
Étain
Fer
Cuivre
Argent
Or
Graphite
Manganèse Minerai
C’était la première fois que quelqu’un énumérait les potentiels d’électrode. C’était la première série électrochimique. En langage moderne, nous dirions que plus les substances de cette liste sont éloignées les unes des autres, plus la tension qu’elles produiront lorsqu’elles seront mises en contact ou utilisées comme électrodes dans les piles et batteries électriques sera élevée. Par exemple, une cellule zinc-graphite produira une tension plus élevée qu’une cellule zinc-plomb. En 1797, Volta avait complètement prouvé sa « théorie du contact » de l’électricité. Il savait maintenant que la clé pour produire ce que nous appelons aujourd’hui une tension était deux métaux reliés par quelque chose d’humide, comme des cuisses de grenouilles. La connexion humide entre les métaux ne devait PAS être un animal. Relier les métaux en les plaçant dans une tasse d’acide dilué était un moyen très efficace de produire de l’électricité.
Il a formellement divisé les conducteurs électriques en ceux du premier type : c’étaient les métaux, le graphite et le charbon pur ; et le second type : ce sont des substances que nous appellerions maintenant des électrolytes, comme l’eau salée ou des acides dilués. Un courant électrique se produirait lorsqu’un circuit était construit en utilisant deux conducteurs du premier type combinés avec un du second type.
lternativement, la connexion des métaux avec du papier imbibé d’acide dilué ou d’eau salée a également fonctionné.
Volta a déclaré que dans le travail de Galvani, les cuisses de grenouilles avaient rempli deux fonctions :
- Ils conduisaient l’électricité en tant que conducteurs de seconde espèce .
- Ils agissaient comme un électroscope très sensible . (Un électroscope est un appareil utilisé pour détecter l’électricité.)
Volta a découvert qu’en connectant de plus en plus de paires de métaux connectés avec de la carte humide, il pouvait produire des tensions toujours plus élevées, conduisant à des courants électriques importants. Ainsi est née la batterie électrique.
Volta utilisait des disques alternés de zinc et d’argent reliés par une carte ou un chiffon imbibé d’eau salée.
En 1800, Volta décrit ses résultats dans une lettre à Joseph Banks, à la Royal Society de Londres.
Banks a montré la lettre à d’autres scientifiques et s’est arrangé pour que la description de Volta de sa découverte soit lue lors d’une réunion de la Société, puis publiée.
La batterie de Volta déclenche une vague de nouvelles découvertes scientifiques
La batterie inventée par Volta a donné aux chimistes une nouvelle méthode très puissante pour étudier les substances.
La beauté de son appareil était que presque n’importe qui pouvait en fabriquer un – des pièces d’argent et de cuivre étaient disponibles pour de nombreuses personnes, tout comme d’autres métaux tels que le fer, l’étain et le zinc.
Quelques semaines après l’invention de la batterie par Volta, William Nicholson et Anthony Carlisle ont construit et utilisé une batterie pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène.
En seulement six ans, Humphry Davy avait construit une batterie puissante. Avec lui, il a isolé de nouveaux éléments chimiques et en a déduit que les liaisons chimiques étaient de nature électrique.
Les découvertes de Davy sur les nouveaux éléments baryum, calcium, lithium, magnésium, potassium, sodium et strontium ont toutes été rendues possibles par l’invention de la batterie par Volta.
En 1820, grâce aux batteries de Volta, Hans Christian Oersted étudiait la relation entre l’électricité et le magnétisme.
En 1821, Michael Faraday avait produit un moteur électrique.
La batterie de Volta a produit une source stable de courant électrique pour la toute première fois. Tous les appareils électriques dépendent du courant électrique. Sans l’invention de Volta, il ne pourrait y avoir de technologie moderne. La batterie de Volta était une invention absolument cruciale dans le développement de notre civilisation basée sur la technologie.
La fin
En 1819, à l’âge de 74 ans, Volta décida qu’il était temps de raccrocher ses condensateurs, ses piles voltaïques, son électrophore et son travail administratif à l’université. Il se retira dans une maison de campagne près de sa ville natale de Côme, où il pouvait passer plus de temps avec sa femme, Maria Teresa. Ils ont eu trois fils, Zanino, Faminio et Luigi. Volta a vécu à Côme jusqu’à sa mort, âgée de 82 ans, le 5 mars 1827. En 1881, les scientifiques ont décidé que l’unité de potentiel électrique s’appellerait le volt pour reconnaître les grandes contributions de Volta à la science électrique.
Alessandro Volta – Pile électrique
Le physicien italien Alessandro Volta a fait un certain nombre de découvertes à la fin du 18e et au début du 19e siècle, essentielles pour le domaine alors tout nouveau et en pleine croissance de l’électricité. Son développement de la première pile électrique a précédé la batterie moderne et cela, parmi de nombreuses autres réalisations, a conduit ses collègues scientifiques à l’immortaliser en nommant l’unité de force électromagnétique, le volt, en son honneur.
Né Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta le 18 février 1745 à Côme, en Italie, Volta a été encouragé par sa famille à étudier le droit et par ses professeurs à entrer dans la prêtrise, mais il est devenu fasciné par l’électricité à l’adolescence et à 14 ans. avait décidé de poursuivre sa passion pour la physique.
Il a quitté l’école tôt et n’a pas poursuivi d’études universitaires, mais Volta a commencé à travailler et à correspondre avec des scientifiques menant des recherches dans le domaine de l’électricité, notamment Abbott Nollet à Paris et Giambatista Beccaria à Turin. En 1769, il écrivit son premier article, une théorie sur les forces « d’attraction du feu électrique ».
Il a commencé à enseigner dans une école locale de Côme en 1774 tout en poursuivant ses expériences avec l’électricité et a réalisé plusieurs réalisations notables au cours de cette décennie, notamment l’amélioration et la vulgarisation de l’électrophore perpétuel, un objet qui produit des charges d’électricité statique et est capable de transférer des charges à d’autres objets. ; et isoler le gaz méthane, ce qu’il a fait après avoir observé des bulles remonter à la surface du marais dans les marécages. Il a également expérimenté l’explosion de gaz en interaction à l’intérieur d’une chambre fermée, produisant un dispositif expérimental connu sous le nom de pistolet voltaïque ; cela a été cité comme un prédécesseur de plusieurs technologies ultérieures, notamment le télégraphe et le moteur à combustion interne .Au cours de ces années, la réputation de Volta a commencé à croître rapidement dans les cercles universitaires en Europe. En 1778, il accepte un poste de professeur de physique à l’Université de Pavie où il commence à enseigner la physique expérimentale en 1779 et où il continuera à le faire pendant près de 40 ans. En 1780, il entreprit un voyage en France, en Suisse, en Allemagne, en Belgique, en Hollande et en Angleterre, passant un an à rencontrer et à travailler avec des collègues scientifiques. En 1785, il est élu recteur de l’Université de Pavie. En 1794, il se marie et aura trois fils.
Bien qu’il ait déjà acquis une renommée dans son domaine, la réalisation la plus célèbre de Volta n’est survenue qu’en 1800, lorsqu’il a révélé au monde la pile voltaïque. À cette époque, bien que l’électricité ait été découverte au milieu du siècle précédent et qu’elle était utilisée dans certains domaines, comme la médecine, de manière limitée, l’utilisation généralisée de l’électricité était encore impossible. Jusque-là, personne n’avait trouvé le moyen de fournir une source de courant continu.
En 1780, Volta s’était engagé dans un débat avec le médecin et scientifique italien Luigi Galvani qui allait inspirer son développement d’un appareil, qui résoudrait ce problème et scellerait sa place dans l’histoire. Galvani avait expérimenté des cuisses de grenouilles disséquées, encore attachées à leur moelle épinière et suspendues à des crochets en laiton ou en fer. Il a noté que lorsqu’elles étaient touchées avec un morceau d’un autre métal, les cuisses de grenouille se contractaient; il croyait avoir découvert une nouvelle forme d’électricité, générée par ces jambes. Il a appelé cela « l’électricité animale ».
Volta a réfuté cette théorie et a insisté sur le fait que les pattes des animaux ne produisaient pas d’électricité, mais y réagissaient seulement. Il croyait que les métaux utilisés dans les expériences de Galvani généraient le courant et entreprit de prouver que Galvani avait tort. L’argument diviserait la communauté scientifique en Italie pour les années à venir.
Volta a dévoilé le 20 mars 1800, par une lettre au président de la Royal Society de Londres, la toute première pile électrique. Il a construit l’appareil dans le but de montrer que la génération de courant électrique ne nécessitait aucun tissu animal. Au lieu de cela, son modèle comprenait une pile de plaquettes d’argent et de zinc alternées, avec des morceaux de tissu imbibé de saumure entre les deux. Lorsqu’un fil était connecté aux deux extrémités de la pile à la fois, un courant circulait. Différents types de métaux affectaient le volume de courant produit, et l’ajout de plus de plaquettes pouvait augmenter l’intensité. C’était essentiellement la première batterie au monde. Ce fut un succès instantané et a contribué à approfondir la recherche et le développement en électrochimie, en électromagnétisme et en applications pratiques pour l’électricité.
Impressionné par son travail, Napoléon accorde à Volta une pension en 1805 et le nomme Cavalier de la Légion d’Honneur. Il nomma Volta comte en 1810. Volta occupa plusieurs fonctions politiques en Italie de 1801 à 1812 et cessa d’enseigner en 1813.
L’empereur d’Autriche le nomma professeur de philosophie à Padoue en 1815 et en 1816 ses travaux furent publiés en cinq volumes à Florence. Il se retira dans le domaine familial de Camnago, près de Côme, en 1819 et mena une vie relativement calme et privée jusqu’à sa mort le 5 mars 1827. Le volt fut nommé en son honneur en 1881.
Alessandro Volta (1745-1827)
Le comte Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta était un physicien italien qui a inventé la pile électrique (1800), la première alimentation fiable et soutenue en courant. Sa pile voltaïque utilisait des plaques de deux métaux différents et un électrolyte, un certain nombre de disques alternés de zinc et d’argent, chacun séparé par du carton poreux imbibé de saumure. Auparavant, seule la décharge d’électricité statique était disponible, son appareil a donc permis de nouvelles utilisations de l’électricité. (Bientôt, avec l’électrolyse, William Nicholson a décomposé l’eau et Humphry Davy a isolé le potassium et d’autres métaux.) Volta a également inventé l’électrophore, le condensateur et l’électroscope. Il contribua à la météorologie, étudia les gaz et découvrit le méthane. Le volt, unité de mesure électrique, porte son nom.
https://www.futura-sciences.com/sciences/personnalites/physique-alessandro-volta-633/
https://www.techmeup.fr/7834/alessandro-volta-linventeur-de-la-premiere-pile-electrique-voltaique/
https://www.famousscientists.org/alessandro-volta/