Électrochimie - Présentation générale

Science moderne, l’électrochimie a offert à l’industrie de transformation de la matière, depuis plus d’un siècle, un grand nombre de procédés irremplaçables.

Par définition, un procédé électrochimique de transformation de la matière se distingue d’un procédé chimique par le fait que, au lieu de réactifs chimiques, c’est le courant électrique qui est utilisé pour obtenir la transformation. Le terme d’électrolyse, signifiant étymologiquement décomposition par l’électricité, a été introduit pour caractériser ce type de transformation chimique. L’opération s’effectue dans une cellule d’électrolyse, dans laquelle est placée la substance à transformer, en général dissoute dans un liquide pouvant être traversé par le courant et qu’on appelle électrolyte, et dans laquelle aboutit le circuit électrique permettant l’entrée et la sortie du courant au moyen de deux électrodes au contact de l’électrolyte.

Le fait d’éviter la mise en œuvre de réactifs chimiques (hormis ceux servant à la constitution de l’électrolyte) constitue a priori sur le plan industriel un avantage indéniable du point de vue de la commodité de fonctionnement, de la sécurité (pas de transport et de stockage de produits chimiques en dehors de celui à transformer et de ses produits de transformation), voire de l’économie (dans la mesure où seule la consommation d’énergie électrique, et non ses moyens de transport par lignes électriques, est à prendre en compte). En revanche, les processus et la technologie des réacteurs électrolytiques présentent une plus grande complexité, dont il peut résulter, d’une part, un coût d’investissement plus élevé que celui des réacteurs chimiques et, d’autre part, des difficultés à faire fonctionner en continu un tel réacteur dans certains cas.

À l’inverse de l’électrolyse « forcée » (en imposant le passage du courant électrique) qui consomme de l’énergie électrique pour produire une transformation chimique, des transformations électrolytiques spontanées dans une cellule constituée de manière adéquate sont productrices d’énergie électrique. Ces cellules constituent des sources de courant et/ou de tension électriques : on les a appelées couramment « piles » électriques ou « accumulateurs » de courant, mais on les regroupe aujourd’hui sous l’appellation de « générateurs électrochimiques » ou encore plus usuellement de « batteries » électrochimiques (avec une distinction entre batteries primaires, non rechargeables, et batteries secondaires, rechargeables).