Pourquoi deux espèces d’électricité ? Pourquoi deux sens du courant électrique ? L’histoire de l’électricité nous aide à comprendre.

Gérard Borvon

Tout professeur de sciences physiques, avançant dans son cours d’électricité, s’est un jour trouvé devant le problème du sens du courant électrique.
L’idée d’un "courant électrique" se déplaçant dans un circuit conducteur du pôle (+) du générateur vers son pôle (–) est déjà bien ancrée dans l’esprit des élèves quand il faut leur expliquer, qu’en réalité, le courant électrique, à l’intérieur d’un fil métallique, est un "courant d’électrons" circulant en sens inverse.

A partir de ce jour les apprentis électriciens ont la désagréable surprise de constater qu’ils auront à retenir qu’il existe un sens réel de circulation du "courant" et un sens "conventionnel".

Le prestige de la "Physique" ne sort pas grandi de ce manque de rigueur. Une explication s’impose. Faudra-t-il évoquer un choix ancien résultant d’un hasardeux "pile ou face" ou une "erreur" de cause inconnue ?

L’article que nous avons publié en Janvier 1994 dans le n° 760 du Bulletin de l’Union des Physiciens sous le titre " De Dufay à Ampère. Des deux espèces d’électricité aux deux sens du courant électrique " cherche à montrer, au contraire, que loin de décisions hâtives, une recherche obstinée de la réalité du phénomène se mène depuis le début du 18ème siècle.

Nous rencontrerons d’abord trois auteurs.

Nous rencontrerons d’abord trois auteurs, et leurs textes, dont l’apport est essentiel.

D’abord l’Anglais Stephen Gray qui découvre le phénomène de conduction à la fin de sa vie. Puis le Français Charles-François de Cisternay Dufay qui, le premier, comprend qu’il existe deux espèces d’électricité mais meurt trop jeune pour bien défendre sa théorie. Pour finir, l’Américain Benjamin Franklin qui introduira des concepts et un vocabulaire que nous utilisons encore aujourd’hui, mais aussi une proposition malheureuse dont il était loin d’imaginer les conséquences.

Stephen Gray découvre la conduction (Les Merveilles de la Science, Louis Figuier)

Nous sortirons de cette première période avec la vision d’un monde des "électriciens" très divisé

D’un côté ceux qui, avec Franklin, ne croient pas à l’existence de deux espèces d’électricité. De l’autre ceux qui, à la suite de Dufay, y croient fermement et imaginent donc l’existence de deux courants électriques se déplaçant en sens inverse l’un de l’autre dans les conducteurs.

Volta et sa découverte de la pile, Davy et l’électrolyse, Oersted, Ampère et l’électromagnétisme, ne changent rien à l’affaire. Vers 1900, suivant que l’on est d’un côté ou l’autre du Channel, on enseignera une théorie différente. Celle d’un fluide, et donc d’un courant, unique en Angleterre. Celle de deux espèces d’électricité et de deux courants en France.

La pile de Volta (Les Merveilles de la Science, Louis Figuier)

Il sera paradoxal de constater que Ampère, qui a défini le "sens conventionnel" du courant, est un partisan de la théorie des deux fluides et que, en tant qu’inspecteur de l’Instruction publique, il est l’un de ceux qui aura ancré cette théorie dans la science française.

Il faut attendre les alentours de 1900...

Il faut attendre les alentours de 1900 et la découverte de la structure de l’atome, celle du noyau, celle de l’électron, pour qu’une nouvelle vision du courant électrique s’impose : il existe bien deux espèces d’électricité. On peut même définir deux courants électriques en sens inverse dans l’électrolyse des solutions salines ou celle des sels fondus.

Par contre dans un conducteur métallique les charges positives sont fixes et seuls les électrons portant les charges négatives peuvent se déplacer dans un sens qui est inverse de celui choisi comme "conventionnel" par Ampère. Mais il est trop tard pour revenir en arrière et la science électrique conserve depuis plus d’un siècle cette "cicatrice" héritée du passé.

A travers l’article que nous proposons à votre lecture c’est donc à un voyage à travers textes et témoignages que nous vous invitons

C’est aussi la possibilité de proposer des expériences inédites comme celle, peu connue, par laquelle Gray a découvert ses premiers conducteurs ou encore celle qui a amené Dufay à découvrir l’existence de deux espèces d’électricité.

BORVON, Gérard. De Dufay à Ampère. Des deux espèces d’électricité aux deux sens du courant électrique.

Bulletin de l’Union des Physiciens, Janvier 1994, p. 27-60 (avec l’autorisation de l’UDPPC)