Alimentation électronique biologique
à base de pomme de terre ou de fruits
PRÉSENTATION
        A la lecture de ce titre, vous pourriez croire que la folie s’est emparée de la rédaction de votre magazine préféré ! Il n’en est rien. Tout appareil électrique, ou électronique, a besoin d’énergie pour fonctionner ; aussi faible soit-elle. Pour la plupart d’entre nous, alimentation électrique est synonyme de pile, batterie, bloc secteur, transformateur, etc. L’étude de la technologie interne d’une pile ou d’une batterie fait apparaître, entre autres, une solution chimique dans laquelle sont noyées deux électrodes de nature différente. Dans cet article, nous vous proposons par une expérience aussi ludique que surprenante, de lever le voile en vous expliquant la naissance de cette source d’énergie électrique, base indispensable de notre passion.
LES PRINCIPES
        Voyons la définition du dictionnaire à propos de l’électricité : « Forme d'énergie qui manifeste son action par des phénomènes mécaniques, calorifiques, lumineux, chimiques, etc., et qui sert à des usages domestiques ou industriels, et notamment comme source d'éclairage. » Cette lecture ne nous éclaire pas beaucoup plus, mais confirme les principes de base. 
         Commençons par un petit rappel historique. En 1800, parmi ses découvertes dans le domaine de l’électricité, le physicien italien Volta inventa la pile électrique. Elle fut constituée d’un empilement de rondelles de cuivre et de zinc séparées par du papier buvard imprégné d’acide sulfurique. A cette époque il n’existait pas encore de procédés capables de transformer l’énergie mécanique, ou thermique en électricité. En 1871, un électricien belge du nom de Gramme inventa la dynamo autrefois appelée « machine de Gramme ». Cette invention révolutionna notre environnement puisqu’elle permit la production industrielle d’électricité. 
       Après ce petit détour nostalgique dans le passé de nos aïeuls, revenons à notre pile. Les premières généraient une force électromotrice de 1 volt ; reliées en série, la tension augmentait, et raccordées en parallèle, le courant disponible devenait plus important. De nos jours, rien n’a changé sur ces principes ! Seule la technologie interne des piles diffère par ses constituants, métal, métalloïde et électrolytes, afin de fournir de bien meilleurs rendements. 
       Pour terminer ce paragraphe, retenez que la production du courant dans une pile est due à une réaction entre des ions (atomes ou groupe d’atomes) disposant d’électrons en plus ou en moins donnant respectivement naissance à une charge négative ou positive en tendant à revenir neutre. Nous ne pouvons pas nous attarder davantage sur la théorie, mais si le sujet vous passionne, nous vous invitons à consulter les nombreux ouvrages disponibles en librairie. 

LA PRATIQUE
        Comme Volta, nous allons réaliser des piles électriques. Pas question ici d’alimenter l’éclairage d’un hall de gare, ou même un petit baladeur, mais simplement de faire une expérience destinée à vous surprendre par la nature de son « électrolyte ».

L’ÉLECTROLYTE
        Elle peut être acide ou basique (salée) et décide de la tension disponible pour un élément de pile. Rappelons que le coefficient déterminant une solution se nomme le « pH ». 
     • Une solution acide => pH<7 (eau+acide citrique, eau+acide sulfurique, etc.) 
     • Une solution neutre => pH=7 (eau pure, eau distillée) 
     • Une solution basique => pH>7 (eau+sel, eau+bicarbonate de soude, etc.) 
Nous ne sommes pas si sérieux, sur la maquette nous avons utilisé une pomme de terre ! Et oui, vous avez bien lu, voyez la photo. Mais rien ne vous empêche de faire des essais avec une pomme, un citron, une orange, du coca cola, etc.

LES ELECTRODES
      Elles déterminent la polarité de notre pile. Nous ne parlons que des électrodes en métal. Le tableau ci-contre présente dans une liste, non exhaustive, les différentes électrodes avec leur polarité et la tension disponible en fonction de l’électrolyte. 
 
ELECTRODES ET ELECTROLYTE 
   POSITIF (+)        NEGATIF (-)        BASIQUE (Salée)         ACIDE 
   Argent                  Cuivre                   0,20 volt                       0,13 volt 
   Argent                  Aluminium            0,40 volt                       0,45 volt 
   Aluminium           Zinc                       0,25 volt                       0,35 volt 
   Cuivre                  Aluminium            0,57 volt                       0,72 volt 
   Zinc                      Magnesium           0,62 volt                       0,54 volt 
   Argent                  Zinc                       0,72 volt                       0,82 volt 
   Cuivre                  Zinc                       0,76 volt                       1,00 volt 
   Aluminium           Magnesium            0,78 volt                       0,82 volt 
   Argent                  Magnesium            1,24 volt                       1,23 volt 
   Cuivre                  Magnesium            1,40 volt                       1,48 volt 
 
        Les mesures ont été effectuées à l’aide d’un multimètre numérique, et les tensions baissent en fonction de l’altération de la solution électrolytique. Notez, au passage, les matériaux employés dans la pile de Volta, ils donnent bien 1 volt dans une solution acide. 
La photo présente une expérience pratique, car les éléments reliés en série génèrent une tension de plus de 2 volts. Celle-ci permet d’alimenter une petite horloge à cristaux liquides habituellement alimentée par une pile bouton de 1,5 volt. Avec de belles pommes de terre nouvelles bien juteuses, il est tout à fait envisageable de lire l’heure exacte durant plusieurs semaines. En fonction du modèle d’horloge utilisé, il faut peut-être ne raccorder que deux pommes de terre au lieu de trois. Enfin, sachez que notre montage ne fournit que quelques micro-ampères. 

CONCLUSION
        Nous espérons avoir suscité chez vous un certain intérêt pour ce genre d’expérimentations. Les matériaux ne se soudent pas tous à l’étain et au fer à souder. Ils se trouvent aisément dans le commerce sous diverses formes, et surtout chez les ferrailleurs. (zinc => plomberie, couverture, métaux galvanisés ; cuivre => électricité, plomberie ; argent => vieux bijoux, ancienne monnaie ; magnésium => drogueries, vieux flashs de photographes, brocantes).
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