Qu'est-ce qui est maintenu aux bornes d'une pile ? Tension (Différence de potentiel)
Aux deux bornes de toute cellule électrochimique — qu'il s'agisse d'une AA alcaline, d'une 12V plomb-acide, ou d'une poche Li-ion — une différence de potentiel (tension) est maintenue. C'est la définition fondamentale d'une pile : un dispositif qui soutient un gradient de potentiel électrostatique entre ses bornes via forces électrochimiques internes.
Origine Électrochimique
À l'intérieur de la cellule, deux électrodes dissemblables (anode et cathode) contactent un électrolyte. Réactions redox à chaque surface électrode créent un potentiel électrochimique (différence niveau Fermi). À circuit ouvert, vitesses réaction s'équilibrent, établissant tension stable (Tension Circuit Ouvert, OCV) caractéristique de la chimie :
- Alcaline (Zn/MnO₂) : ~1,55 V
- Li-ion (Graphite/NMC) : ~3,6-3,7 V nominal (4,2 V max)
- Plomb-Acide (Pb/PbO₂) : ~2,1 V par cellule (12,6 V pour 6 cellules)
- NiMH : ~1,2 V
Tension vs Courant
La pile maintient la tension (énergie potentielle par unité charge). Elle ne maintient PAS le courant. Courant (I) circule seulement quand circuit externe connecte bornes, et sa magnitude déterminée par Loi d'Ohm : I = V / (R_interne + R_charge). Comme pile se décharge, réactifs s'épuisent, OCV chute, et résistance interne monte — toutes deux réduisant tension bornes sous charge.
Analogie : Château d'Eau
Tension = pression eau (différence hauteur). Courant = débit. Pile = tour + pompe maintenant hauteur. Tour plus haute (tension plus haute) peut pousser eau dans tuyau plus étroit (résistance plus haute). Tour maintient pression ; tuyau détermine débit.
Ainsi, une pile est une source de tension (approximativement), pas source de courant. Sa tension bornes est la quantité préservée ; courant est conséquence de la charge connectée.