Vous connaissez cette vielle blague de potache qui résume bien les trois matières scientifiques enseignées à l’école ? « Si ça se tortille, c’est de la biologie. Si ça pue, c’est de la chimie. Et si sa ne marche pas, c’est de la physique ».

Aujourd’hui nous verrons ce qu’est l’électricité ainsi que les variantes dont nous disposons pour l’utiliser.

Électricité

La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui lui permet d’interagir avec des champs électromagnétiques. Elle est inhérente aux protons (positivement chargés) des noyaux atomiques, mais on la rencontre plus couramment sous forme de charge négative portée par les électrons qui gravitent en halo autour des atomes et des ions, ou qui se déplacent à l’état libre.

Les phénomènes électriques relèvent du domaine de l’électricité statique, soit de celui du courant électrique. L’électricité statique recouvre l’accumulation de charges électriques immobiles (d’où son nom) dans la matière ou à sa surface, la formation de champs électriques autour et entre ces centre de charge, et enfin la décharge électrique (tel la foudre) qui se produit pour rétablir l’équilibre. Quand le bilan des charges accumulées par un matériau est négatif ou positif, on dit qu’il possède une polarité négative ou positive. Logiquement, les corps de polarités opposées s’attirent tandis que ceux de même polarité se repoussent.

A l’inverse, le courant électrique est la circulation constante de charges électriques dans des matériaux dits conducteurs. C’est une forme bien plus utile d’électricité, puisqu’elle est vitale à la plupart des techniques actuelles et permet  de réaliser les travaux les plus divers.

Bien que les électrons soient les seuls particules à se déplacer réellement dans un courant électrique, on peut aussi considérer leur mouvement comme un transfert de charges positives en sens opposé. D’ailleurs, par un concours de circonstances, le sens conventionnel du courant dans un circuit électrique est en réalité celui que suivraient théoriquement les charges positives : en clair, l’inverse du sens de circulation réel des électrons. Cette notion de “sens conventionnel” est essentielle pour bien comprendre quantité de phénomènes électriques.

Pour résumer : L’électricité est l’effet du déplacement de particules chargées, à l’intérieur d’un « conducteur », sous l’effet d’une différence de potentiel aux extrémités de ce conducteur (il existe une multitude de “conducteur”, l’eau, le vent, les métaux etc…).

Exemple d’une différence de potentiel en utilisant la chaleur :

Si vous faites chauffer votre maison l’hiver, et que vous ouvrez une fenêtre, il se produit une différence de potentiel : Il fait chaud dans votre maison mais froid dehors, de cette différence, la chaleur de votre maison sort (Chaleur > Froid / Gros potentiel > Petit potentiel).

C’est également ce qui se produit avec une batterie :

Une batterie possède deux bornes, une borne + et une borne –, quand vous branchez une batterie ou une pile à un appareil vous faites un pont entre le + et le – ce qui produit une différence de potentiel qui déplace les électrons de la batterie et fait fonctionner vos différents appareils.

L’électricité que vous utilisez chaque jour fonctionne sur ce principe de différence de potentiel.

Thomas Edison – Courant continu

Le courant continu ou CC (DC pour direct current en anglais) est un courant électrique dont l’intensité est indépendante du temps (constante).

Par extension, on nomme courant continu un courant périodique dont l’intensité est toujours assez proche de sa valeur moyenne ou dont la composante continue (sa valeur moyenne) est d’importance primordiale, ou encore un courant électrique qui circule continuellement (ou très majoritairement) dans le même sens.

Pour qualifier ces grandeurs électriques indépendantes du temps, telles que tension ou courant et des dispositifs fonctionnant en courant continu et tension continue, ou encore des grandeurs associées à ces dispositifs, on utilise les deux lettres CC (courant continu) ou DC Direct current.

Nikola Tesla – Courant Alternatif

Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA) est un courant électrique périodique qui change de sens deux fois par période et qui transporte des quantités d’électricité alternativement égales dans un sens et dans l’autre. Un courant alternatif a donc une composante continue (valeur moyenne) nulle.

Un courant alternatif est caractérisé par sa fréquence, mesurée en hertz (Hz). C’est le nombre de changement de sens (alternances) qu’effectue le courant électrique en une seconde. Un courant alternatif de 50 Hz effectue 50 alternances par seconde, c’est-à-dire qu’il change 100 fois de sens par seconde (50 alternances positives et 50 alternances négatives).

La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement pour la distribution commerciale de l’énergie électrique. La fréquence utilisée est le plus souvent de 50 Hz sauf, par exemple, en Amérique du Nord où la fréquence est de 60 Hz.

Tesla VS Edison

Brillant, bourreau de travail, le jeune savant Nikola Tesla avait tout pour réussir. Mais dans sa lutte pour imposer la nouvelle technologie du courant alternatif, il tombera sur plus fort que lui. Thomas Edison s’en tiendra au courant continu, reléguant Tesla dans un quasi-oubli. Avant que l’histoire ne finisse par lui donner raison.

Je ne connais que deux grands hommes sur cette terre et vous êtes l’un d’entre eux. Le second est ce jeune homme… » En ce jour de mai 1884, c’est muni de cette lettre de recommandation à l’intention de Thomas Edison que Nikola Tesla, jusque-là employé de la Compagnie Edison à Paris, s’apprête à s’embarquer pour les Etats-Unis. Le jeune savant a vingt-huit ans et déjà de prometteuses intuitions derrière lui. A New York, il doit travailler aux côtés d’Edison afin d’améliorer la qualité du réseau électrique de la ville. Dans les faits, cette collaboration ne durera que six mois à peine et se finira très mal…

Bien moins connu que Thomas Edison, Nikola Tesla est considéré aujourd’hui comme l’un des ingénieurs les plus créatifs de la fin du XIXe siècle. Ardent défenseur, avec George Westinghouse, du courant alternatif pour le transport et la distribution d’électricité, il s’opposa violemment à Thomas Edison qui, lui, ne jurait que par le courant continu. Au début des années 1890, la “guerre des courants” était à ce point violente que Thomas Edison n’hésita pas à financer Harold P. Brown, l’inventeur de la chaise électrique, afin de démontrer que le courant alternatif était bien plus dangereux que le courant continu. De fait, lors de la première utilisation de la chaise, en août 1890, les techniciens sous-estimèrent la tension nécessaire, blessant horriblement le condamné. “Ils auraient mieux fait d’utiliser une hache”, dut reconnaître George Westinghouse. Si le courant alternatif finit par l’emporter, il n’apporta aucune notoriété à Tesla. Contrairement à Edison, il mourut en janvier 1943, seul, sans le sou, et couvert de dettes, laissant derrière lui 300 brevets…

En cette année 1884, alors qu’il navigue vers les Etats-Unis, Tesla n’a cependant aucune raison de douter de son avenir. Tout ou presque, jusqu’ici, lui a réussi. Né en 1856 dans l’actuelle Croatie, ce fils d’un pope orthodoxe se distingue très tôt par sa mémoire phénoménale, ses très grandes aptitudes intellectuelles et son don de visualisation qui lui permet de se passer de maquettes et de schémas en exécutant tout cela dans sa propre tête. De son père, qui aurait aimé qu’il marche sur ses traces, il obtient d’effectuer des études d’ingénieur. Entré en 1875 à l’Ecole polytechnique de Graz, en Autriche, où il étudie la mécanique, la physique et les mathématiques, il en sort trois ans plus tard et trouve un poste d’assistant ingénieur à Marburg. En 1881, il est à Budapest, ingénieur à l’Office central du télégraphe puis, très vite, ingénieur en chef de la compagnie téléphonique. C’est l’année suivante, en 1882, alors qu’il est de passage à Paris, que Nikola Tesla est recruté par la société électrique Edison. Fondée un an plus tôt par Charles Batchelor, l’un des plus proches associés de Thomas Edison, la firme installe alors en France les dynamos et les lampes à incandescence mises au point par le célèbre inventeur américain. D’emblée, l’ingénieur croate se distingue par sa puissance de travail – il commence ses journées à 10 heures et les termine à 5 heures du matin – et ses excellentes connaissances en mathématiques et en physique, qui le distinguent de ses collègues français, venus pour la plupart de l’industrie du télégraphe et dépourvus de formation universitaire. Ceux-ci apprécient, d’ailleurs, moyennement cet homme curieux qui se passionne pour la mythologie hindoue, affirme sans rire que l’homme pourra un jour voler dans les airs et envoyer des fusées dans l’espace et qui, chaque matin avant de rejoindre son poste à l’usine d’Ivry, fait invariablement 27 longueurs à la piscine. Charles Batchelor, en revanche, est impressionné par la créativité de son ingénieur au point de l’envoyer un peu partout pour améliorer ou réparer les équipements installés par Edison. C’est à l’occasion de l’une de ces missions, à Strasbourg alors allemande, que Tesla conçoit un moteur à induction utilisant le courant alternatif et permettant de transporter l’électricité sur de plus longues distances et à des tensions plus élevées. Trop novatrice, cette technique ne suscite, cependant, guère d’intérêt. La société électrique Edison n’est pas prête à remettre en cause tout son système. Quant aux conférences qu’organise Tesla, à Paris en 1883 et 1884, pour promouvoir son idée, elles n’attirent qu’un public clairsemé. Persuadé que Tesla a l’envergure d’un grand savant, Charles Batchelor décide cependant de le recommander à Thomas Edison…

« Voici donc notre ingénieur parisien qui travaille toute la nuit ! “ C’est par ces mots que Thomas Edison accueille Nikola Tesla à son arrivée à New York en juin 1884. Edison est alors une célébrité outre-Atlantique. Agé de trente-sept ans, autodidacte mais inventeur génial, il a connu des débuts très difficiles, accumulant les échecs et dormant souvent dans la rue avant de prendre son envol au début des années 1870. La gloire lui est venue en 1878 lorsqu’il a inventé l’ampoule à incandescence, une révolution dans l’histoire de l’éclairage. Désormais riche et considéré, il est devenu un homme d’affaires avisé dont la compagnie a entrepris d’installer des usines électriques complètes aux Etats-Unis et en Europe. Doté d’un ego à toute épreuve, c’est, comme Tesla, un bourreau de travail estimant que le sommeil est une perte de temps. « Vous dormez trop “, osera-t-il lancer un jour au président des Etats-Unis, Coolidge, lors d’une réception à la Maison-Blanche…

A New York, cette ville qu’il trouve “vulgaire” et « en retard d’un siècle sur l’Europe », l’ingénieur croate se voit confier la mission d’aider Thomas Edison à améliorer la qualité du réseau électrique de la ville. Celui-ci, fondé sur le courant continu, connaît alors des “ratés” à répétition. Accidents, pannes, incendies… Les problèmes sont innombrables. Techniquement peu fiable, le réseau s’avère en outre très coûteux. En raison des chutes de tension, l’énergie ne peut être acheminée sur de longues distances, nécessitant l’installation d’une centrale tous les deux ou trois kilomètres. Enfin, comme il est impossible de modifier la tension, l’électricité doit être produite directement à la tension utilisée par les clients, ce qui nécessite un circuit de distribution différent pour chaque type d’appareils – éclairage public ou domestique, moteurs d’usine…

Une hostilité vicérale

Travaillant d’arrache-pied avec Thomas Edison, Nikola Tesla ne tarde par à lui suggérer une solution : adopter le courant alternatif, cette technologie sur laquelle il travaille depuis 1882 et qui, à ses yeux, résoudrait tous les problèmes du réseau new-yorkais. Las ! Thomas Edison refuse catégoriquement. « Les idées de Tesla sont brillantes mais strictement inexploitables en pratique », aurait lancé l’inventeur américain à quelques-uns de ses plus proches collaborateurs. Cette hostilité viscérale au courant alternatif est loin d’être surprenante. Adopter la solution proposée par Tesla obligerait en effet la compagnie Edison à revoir totalement son système industriel et son fondateur à renoncer aux redevances qu’il perçoit sur ses brevets ! Fondé sur un système de distribution à 5 câbles – contre 3 pour le continu -, le courant alternatif entraînerait, en outre, une consommation de fil de cuivre beaucoup plus importante, donc une hausse sensible des coûts d’installation. C’est d’ailleurs cette raison qui avait poussé Charles Batchelor à ne pas s’intéresser au moteur à induction mis au point par Tesla lors de son séjour à Strasbourg. Enfin, complexe, la mise en oeuvre d’un système de distribution utilisant le courant alternatif nécessite des connaissances très pointues en physique et en mathématiques. Des connaissances que Thomas Edison n’a pas. Pour Edison, Nikola Tesla pourrait ainsi se révéler un dangereux concurrent…

En cet été 1884, Edison refuse donc d’adopter la solution de Tesla. Il l’autorise cependant à travailler sur l’amélioration de ses dynamos, lui promettant même une récompense de 50.000 dollars s’il parvient à mettre au point un système fiable ! Pour ce grand émotif en quête de reconnaissance, c’est plus qu’il n’en faut pour relever le défi. Il s’y emploie des mois durant, travaillant presque toutes les nuits sur ce projet dont il attend beaucoup, pour lui comme pour la compagnie Edison. La désillusion n’en est que plus brutale : lorsqu’à la fin de l’année 1884, il se présente à nouveau devant Thomas Edison pour lui présenter les améliorations apportées aux dynamos – et lui réclamer au passage sa récompense – c’est pour s’entendre dire… qu’il s’agissait d’une plaisanterie. « Vous qui êtes à présent un vrai Américain, vous devriez savoir ce que c’est qu’une plaisanterie américaine “, lui lance Edison sur un ton enjoué, lui proposant, en guise de récompense, une augmentation de 10 dollars par semaine ! Scandalisé, Tesla quitte aussitôt la compagnie pour fonder sa propre entreprise, la Tesla Electric Light Company. Il en démissionnera deux ans plus tard sous la pression de ses investisseurs financiers, y laissant toutes ses économies et la jouissance de ses brevets. Devenu terrassier dans les rues de New York, il sera peu après « récupéré » par George Westinghouse qui en fera son principal allié dans la “guerre des courants” et le courant alternatif deviendra plus tard, le courant que vous consommez tous aujourd’hui.

Source et extrait :

Wikipédia

Les échos

— Mon petit mot —

Nikola Tesla est une personne que j’admire au plus profond de moi, en pensant à lui je pense comme à quelqu’un qui m’est très proche et en chaque chose qu’il a fait et que je découvre je continu éternellement d’être émerveillé de son génie et de la trace qu’il a laissé en tant que personne sur Terre.

Grace à lui en grande partie, vous profitez aujourd’hui d’éclairage, de machine à laver, de radio, de téléphone, d’ordinateur et de tout ce qui fait un confort électrique dans votre vie, je trouve cela magique !

C’est l’homme qui a éclairé le monde !

Ce que je veux dire, c’est qu’il a permis que tout cela soit possible, donc pour le remercier, faites le connaitre à vos amis, à vos proches afin qu’un jour peut-être son oeuvre charitable soit reconnu de tous !

A notre Tesla

Merci 😉

Ma playlist de méditation que vous pouvez entendre aussi en cérémonie :