Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (Royaume-Uni : , États-Unis : ; italien : [alesˈsandro dʒuˈzɛppe anˈtɔnjo anasˈtaːzjo ˈvɔlta] ; 18 février 1745 - 5 mars 1827), chimiste et physicien italien, est reconnu comme un pionnier dans les domaines de l'électricité et de l'énergie, reconnu pour l'invention de la batterie électrique et la découverte du méthane. En 1799, il développa la pile voltaïque, publiant ensuite les résultats de ses expériences dans une lettre en deux parties adressée au président de la Royal Society en 1800. Cette invention démontra de manière concluante la génération chimique de l'électricité, réfutant ainsi la théorie dominante selon laquelle l'électricité provenait exclusivement d'organismes biologiques. L'innovation de Volta a stimulé un enthousiasme scientifique considérable, incitant à de nouvelles expérimentations qui ont finalement contribué à l'émergence de l'électrochimie en tant que domaine distinct.
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (Royaume-Uni : , États-Unis : ; Italien : [alesˈsandrodʒuˈzɛppeanˈtɔnjoanasˈtaːzjoˈvɔlta]; 18 février 1745 - 5 mars 1827) était un chimiste et physicien italien qui fut un pionnier de l'électricité et de l'énergie, et est reconnu comme l'inventeur de la batterie électrique et le découvreur du méthane. Il a inventé la pile voltaïque en 1799 et a rapporté les résultats de ses expériences dans une lettre en deux parties au président de la Royal Society, publiée en 1800. Avec cette invention, Volta a prouvé que l'électricité pouvait être générée chimiquement et a démystifié la théorie répandue selon laquelle l'électricité était produite uniquement par des êtres vivants. L'invention de Volta a suscité un grand enthousiasme scientifique et a conduit d'autres à mener des expériences similaires, qui ont finalement conduit au développement du domaine de l'électrochimie.
L'invention de Volta a suscité l'admiration de Napoléon Bonaparte, ce qui a conduit à une invitation à l'Institut de France pour présenter sa découverte à ses membres. Tout au long de sa vie, Volta a maintenu une certaine proximité avec l'empereur, qui lui a décerné de nombreuses distinctions. Pendant près de quatre décennies, Volta a occupé la chaire de physique expérimentale à l'Université de Pavie, où il était très estimé par ses étudiants. Malgré ses réalisations professionnelles, Volta a montré une préférence pour la vie domestique, une tendance qui s'est accentuée au cours de ses dernières années alors qu'il se retirait de plus en plus de la vie publique pour donner la priorité à sa famille. Il est décédé en 1827, à la suite d'une série de maladies qui ont commencé en 1823. En reconnaissance de ses contributions, l'unité SI de potentiel électrique est désignée comme le volt.
Petite vie et mariage
Alessandro Volta est né le 18 février 1745 à Côme, une ville située au nord de l'Italie. Son père, Filippo Volta, appartenait à une lignée noble. Sa mère, Donna Maddalena, faisait partie de la famille Inzaghi. En 1794, Volta épousa Teresa Peregrini, une aristocratique également originaire de Côme, et ensemble ils élevèrent trois fils : Zanino, Flaminio et Luigi.
Carrière professionnelle
En 1774, il devient professeur de physique à l'École Royale de Côme. L'année suivante, il améliore et diffuse largement l'électrophore, un appareil conçu pour générer de l'électricité statique. Sa vaste promotion de cet appareil conduit souvent à son attribution erronée en tant qu'inventeur, bien qu'un appareil similaire fonctionnant sur le même principe ait été documenté en 1762 par l'expérimentateur suédois Johan Wilcke. En 1777, il entreprend un voyage à travers la Suisse, au cours duquel il noue une amitié avec le physicien et alpiniste H. B. de Saussure.
Entre 1776 et 1778, Volta consacre ses recherches à la chimie des gaz. Ses recherches ont conduit à la découverte du méthane, motivées par sa révision d'un article de Benjamin Franklin, des États-Unis, concernant « l'air inflammable ». En novembre 1776, il identifia du méthane dans les marais d'Angera sur le lac Majeur, et réussit à l'isoler en 1778. Il conçut et mena des expériences, notamment l'inflammation du méthane par une étincelle électrique dans un récipient scellé.
Volta a également étudié ce que l'on appelle désormais la capacité électrique, en concevant des méthodologies distinctes pour examiner à la fois la différence de potentiel électrique (V) et la charge (Q), et en vérifiant leur proportionnalité pour un objet spécifique. Ce principe est connu sous le nom de loi de capacité de Volta, et en reconnaissance de ce travail, l'unité de potentiel électrique a été nommée volt.
En 1779, il fut nommé professeur de physique expérimentale à l'Université de Pavie, poste qu'il occupa pendant près de quatre décennies. Les conférences de Volta attirèrent un si grand nombre d'étudiants que l'empereur Joseph II commanda par la suite la construction d'un nouveau « théâtre physique », connu aujourd'hui sous le nom d'« Aula Volta », basé sur un projet de Léopold Pollack. De plus, l'empereur a fourni à Volta des ressources financières importantes pour équiper le laboratoire de physique d'instruments, que Volta a achetés en Angleterre et en France. Le Musée d'histoire universitaire de l'Université de Pavie abrite actuellement 150 de ces instruments, utilisés par Alessandro Volta.
Volta et Galvani
Luigi Galvani, un physicien italien, a identifié un phénomène qu'il a appelé « électricité animale » en connectant deux métaux différents en série avec une cuisse de grenouille. Volta a reconnu que la patte de grenouille fonctionnait à la fois comme conducteur électrique (maintenant connu sous le nom d'électrolyte) et comme détecteur de courant. Il en a déduit que la cuisse de grenouille n'était pas essentielle au courant électrique, qui provenait de l'interaction de deux métaux distincts. Par conséquent, il a remplacé le composant biologique par du papier imbibé de saumure et a utilisé des méthodes alternatives, dérivées de ses recherches antérieures, pour détecter le flux électrique. Cette approche expérimentale l'a conduit à la découverte de la série électrochimique et à la formulation d'une loi stipulant que la force électromotrice (fem) d'une cellule galvanique, comprenant deux électrodes métalliques séparées par un électrolyte, est égale à la différence de potentiel entre ces électrodes (ce qui implique que des électrodes identiques dans un électrolyte commun produisent une force électromotrice nette nulle). Ce principe est souvent appelé la loi de Volta de la série électrochimique.
En 1800, à la suite d'un différend scientifique concernant la réponse galvanique proposée par Galvani, Volta a conçu la pile voltaïque, une première forme de batterie électrique capable de générer un courant électrique continu. Volta avait déjà établi que le zinc et le cuivre constituaient la combinaison de métaux différents la plus efficace pour la production d'électricité. Ses premières expériences consistaient à connecter des cellules individuelles en série, chacune étant constituée d'un gobelet à vin rempli de saumure contenant deux électrodes distinctes. La conception ultérieure de la pile voltaïque a remplacé ces gobelets par du carton imbibé de saumure.
Première conception de batterie
Lors de la présentation de son invention de la pile voltaïque, Volta a reconnu les contributions significatives de William Nicholson, Tiberius Cavallo et Abraham Bennet.
La batterie de Volta est reconnue comme l'une des premières cellules électrochimiques. Sa construction fait intervenir deux électrodes distinctes : l’une composée de zinc et l’autre de cuivre. L'électrolyte utilisé est généralement soit une solution aqueuse d'acide sulfurique, soit une saumure saline. L'électrolyte est présent sous forme d'ions 2 H+ et SO2−§89§. Le zinc métallique, positionné plus haut que le cuivre et l'hydrogène dans la série électrochimique, subit une oxydation pour former des cations zinc (Zn2+), libérant des électrons qui migrent vers l'électrode de cuivre. Les ions hydrogène chargés positivement (protons) acquièrent ensuite des électrons de l'électrode de cuivre, entraînant la formation de bulles d'hydrogène gazeux (H§1415§). Par conséquent, la tige de zinc fait office d’électrode négative, tandis que la tige de cuivre sert d’électrode positive. La cellule possède donc deux bornes, et un courant électrique sera généré lors de leur connexion. Les réactions chimiques pertinentes au sein de cette cellule voltaïque sont :
- À l'électrode de zinc :
- Zn → Zn2+ + 2e−
- À l'électrode de cuivre (réduction de l'hydrogène) :
- 2H+ + 2e− → H§78§
Le cuivre métallique lui-même ne participe pas à une réaction chimique ; au lieu de cela, il agit comme un catalyseur pour la formation d’hydrogène gazeux et sert d’électrode pour le transfert d’électrons. De même, l'anion sulfate (SO2−4) reste chimiquement inerte, migrant vers l'anode de zinc pour neutraliser la charge des cations de zinc nouvellement formés. Néanmoins, cette conception particulière de cellule présente plusieurs inconvénients. Sa manipulation présente des risques pour la sécurité, car l'acide sulfurique, même sous forme diluée, est corrosif et dangereux. De plus, la puissance de sortie de la cellule diminue avec le temps en raison de l’accumulation d’hydrogène gazeux. Ce gaz n'est pas libéré mais s'accumule à la surface de l'électrode de cuivre, créant une barrière isolante entre le métal et la solution électrolytique.
Vie ultérieure et retraite
En 1809, Volta fut intronisée membre associé de l'Institut royal des Pays-Bas. Commémorant ses réalisations scientifiques, Napoléon Bonaparte a conféré à Volta le titre de comte en 1810.
Volta a pris sa retraite en 1819 dans sa propriété de Camnago, une frazione à Côme, en Italie, qui a depuis été rebaptisée "Camnago Volta" en son honneur. Il y décède le 5 mars 1827, peu après son 82e anniversaire. Ses restes sont enterrés à Camnago Volta.
Héritage
L'héritage durable de Volta est commémoré par le mémorial Tempio Voltiano, situé dans les jardins publics au bord du lac. De plus, un musée dédié à son honneur présente certains des appareils expérimentaux utilisés par Volta. À côté, la Villa Olmo héberge la Fondation Voltian, une entité dédiée à l'avancement des efforts scientifiques. C'est dans les environs de Côme que Volta a mené ses études expérimentales pionnières et développé ses premières inventions.
L'ancien campus de l'Université de Pavie abrite l'Aula Volta, une salle de classe commandée par l'empereur Joseph II à Leopoldo Pollack en 1787 spécifiquement pour les conférences d'Alessandro Volta. De plus, le Musée d'Histoire de l'Université abrite de nombreux instruments scientifiques ayant appartenu à Volta.
Pour commémorer le centenaire de la mort de Volta, la Conférence de Côme, un rassemblement international de physique, a été convoquée au lac de Côme en 1927.
Le portrait de Volta, accompagné d'une représentation de sa pile voltaïque, figurait sur le billet italien de 10 000 lires émis entre 1990 et 1997.
Fin 2017, Nvidia a introduit Volta, une nouvelle microarchitecture GPU conçue pour les applications de postes de travail.
L'espèce d'anguille électrique Electrophorus voltai, identifiée en 2019 comme le producteur naturel de bioélectricité le plus puissant, a reçu son nom en l'honneur de Volta.
Croyances religieuses
Volta, élevé dans la foi catholique, a maintenu ses convictions religieuses tout au long de sa vie. Malgré l'espoir de sa famille qu'il devienne membre du clergé, son échec à être ordonné a conduit à des accusations occasionnelles d'irreligiosité et à des spéculations concernant son incrédulité potentielle, certains soulignant qu'il « n'a pas rejoint l'Église » ou « a ignoré l'appel de l'Église ». Cependant, il a dissipé ces doutes par une déclaration de foi formelle, déclarant :
Je ne comprends pas comment quelqu'un pourrait remettre en question la sincérité et la fermeté de mon adhésion à la religion romaine, catholique et apostolique – la foi dans laquelle je suis né, j'ai grandi et j'ai toujours professé, tant extérieurement qu'intérieurement. Même si, malheureusement et fréquemment, je n'ai pas réussi à accomplir les actes vertueux caractéristiques d'un chrétien catholique et que j'ai commis de nombreux péchés, je n'ai, par la grâce particulière de Dieu, jamais, à ma connaissance, faibli dans ma foi. Je reconnais cette foi comme un pur don divin, une grâce surnaturelle ; Pourtant, j’ai également utilisé avec diligence des moyens humains pour affirmer ma croyance et surmonter les doutes occasionnels. J'ai méticuleusement examiné les fondements de la religion, les arguments de ses partisans et de ses détracteurs, ainsi que les raisons pour et contre. Je peux affirmer que le résultat de cette étude est d’imprégner la religion d’un tel degré de probabilité, même pour une raison purement naturelle, que tout esprit non corrompu par le péché et la passion, tout esprit intrinsèquement noble, doit l’embrasser et l’accepter. Que cette confession, qui m'a été demandée et volontairement fournie, écrite et signée de ma main, avec autorisation pour que vous la présentiez à qui vous voudrez - car je n'ai pas honte de l'Évangile - produise des résultats bénéfiques !
Publications
- De vi attractiva ignis electrici, ac phaenomenis inde pendentibus [La force attractive d'un feu électrique et les phénomènes qui en résultent] (en latin). Novo Comi : Typis Octavii Staurenghi. 1769. OCLC 1419897.Collections moins connues
- Lettres sur l'électricité animale (1900) (Lettres sur l'électricité animale, Leipzig : W. Engelmann, éditeur ; accessible via les bibliothèques WorldCat).
- Enquêtes sur le galvanisme, 1796-1800 (Études sur le galvanisme, accessibles via les bibliothèques WorldCat).
- Del modo di render sensibilissima la più debole elettricità sia naturale, sia artificiale (De la méthode permettant de rendre très sensible l'électricité naturelle ou artificielle la plus faible par Alessandro Volta, professeur de philosophie expérimentale à Côme, etc. Présenté à la Royal Society, le 14 mars 1782 ; conservé dans les bibliothèques WorldCat).
Effet Armstrong
- Effet Armstrong
- Électrophore
- Historique de la batterie
- Histoire du moteur à combustion interne
- Batterie citron
- Cœur battant de Mercure
- Effet thermoélectrique
- Volta (cratère lunaire)
- Prix Volta
Références
Herbermann, Charles, éd. (1913). "Alessandro Volta". Dans l'Encyclopédie catholique. New York : Compagnie Robert Appleton.
- Herbermann, Charles, éd. (1913). "Alessandro Volta" . Encyclopédie catholique. New York : Robert Appleton Company.
- Chisholm, Hugh, éd. (1911). "Volta, Alessandro" . Encyclopædia Britannica. Vol. 28 (11e éd.). La Presse de l'Universite de Cambridge. p. 198.Source : Archives de l'Académie TORIma