La croûte blanche sur une vieille pile AA n'est pas de l'acide
Ouvrez le compartiment à piles d'une télécommande restée longtemps dans un tiroir, et vous la trouverez peut-être : une croûte blanche, parfois bleutée, s'est formée autour de l'une des extrémités d'une pile. Presque tout le monde appelle ça de l'acide de pile.
Dans une pile alcaline ordinaire, AA ou AAA, c'est plutôt le contraire. Le liquide qu'elle contient est de l'hydroxyde de potassium, la potasse caustique. Ce liquide, l'électrolyte, est ce qui permet au courant de circuler entre les deux moitiés de la pile. L'hydroxyde de potassium est une base forte, l'opposé chimique d'un acide. Le manuel technique d'Energizer sur ses piles alcalines le désigne comme électrolyte, et Panasonic le décrit comme une solution fortement alcaline.
La croûte, c'est le liquide échappé, transformé en sel par l'air
Quand ce liquide s'échappe, il rencontre l'air, qui contient du dioxyde de carbone. Les deux réagissent et forment du carbonate de potassium, un sel blanc cristallin. La FAQ de Panasonic sur ses piles identifie précisément ce composé comme la poudre et les cristaux blancs qu'on trouve sur une pile alcaline qui a coulé. Le site de vulgarisation scientifique The Naked Scientists donne la même explication.
Ce sel reste alcalin. Panasonic le qualifie de substance alcaline puissante, soluble dans l'eau, qui peut provoquer des brûlures chimiques sur la peau. PowerStream, une entreprise du secteur des batteries, se montre moins alarmiste et décrit ce résidu transformé comme sans danger. Des deux points de vue, le plus prudent est celui des pages de sécurité des fabricants eux-mêmes, qui traitent la croûte comme une chose à manipuler avec précaution.
Une pile peut couler alors qu'elle est déjà vide
La plupart des appareils fonctionnent avec deux piles ou plus placées bout à bout, si bien que le courant les traverse l'une après l'autre. Deux piles n'ont jamais exactement la même charge, et l'une d'elles s'épuise toujours la première.
L'appareil ne s'arrête pas pour autant. Les piles encore chargées continuent de faire passer du courant à travers celle qui est vide. La FAQ d'Energizer sur les piles alcalines le formule ainsi : quand la pile la plus faible s'épuise, elle subit une « décharge forcée par les piles plus fortes jusqu'à des tensions très basses, voire négatives, ce qui augmente considérablement le risque de fuite ».
Le scénario habituel peut donc s'inverser. Ce n'est pas toujours la fuite qui a tué la pile. Parfois, la pile a coulé parce qu'on a continué à la faire travailler une fois vide. Les fabricants ne décrivent guère de mécanisme plus directement que celui-ci, même si aucune source ne dit quelle part des fuites commence ainsi.
Une pile seule peut, elle aussi, être poussée trop loin. Duracell note que certains appareils continuent de puiser du courant dans des piles épuisées, ce qui peut les faire couler. Panasonic met en garde contre les piles laissées longtemps dans un appareil qui n'est pas complètement éteint et consomme encore un faible courant. Elles finissent alors en décharge profonde, ce qui peut provoquer une fuite.
Mélanger piles neuves et usagées creuse l'écart
Tout ce qui rend inégales les piles d'un même appareil augmente le risque que l'une d'elles soit poussée au-delà du vide. Energizer indique que mélanger des piles neuves et usagées, des marques différentes ou des technologies différentes peut augmenter nettement le risque de fuite, parce que leurs capacités ne correspondent pas. Panasonic explique que l'écart entre une pile usagée et une pile neuve se creuse pendant l'utilisation, ce qui mène à la décharge profonde et à la fuite. La FAQ de Duracell recommande de ne pas mélanger piles anciennes et neuves, marques différentes ou types différents.
La liste des facteurs de risque qu'Energizer dresse pour les piles alcalines est courte et précise : tenter de les recharger, mélanger les technologies, mélanger piles neuves et usagées, les dommages physiques, une exposition prolongée à de hautes températures et la décharge profonde.
À l'intérieur, la pile fabrique lentement du gaz
Mais pourquoi une pile vidée se mettrait-elle à couler ? Le manuel d'Energizer indique que l'hydrogène est un sous-produit de la réaction chimique dans toutes les piles alcalines. En usage normal, la quantité est très faible. La recharge ou les courts-circuits en produisent beaucoup plus.
La décharge profonde joue aussi un rôle. Le même manuel conseille aux fabricants d'appareils de couper l'alimentation à 0,8 volt par pile, seuil auquel environ 95 % de la capacité utile a déjà été consommée. La raison avancée est le risque accru d'un dégagement gazeux interne excessif quand les piles alcalines sont déchargées à fond. Il s'agit d'une consigne de conception d'Energizer pour ses propres piles, non d'une tension à partir de laquelle une pile est connue pour couler.
Ce gaz doit bien aller quelque part. Le manuel d'Energizer décrit un joint en nylon qui sert de soupape de sécurité. Quand la pression l'ouvre, le liquide intérieur peut sortir avec le gaz. PowerStream décrit la même séquence : le zinc contenu dans la pile décompose lentement l'eau, l'hydrogène fait monter la pression, puis la soupape s'ouvre et expulse l'électrolyte.
C'est un mécanisme documenté parmi d'autres, pas l'explication de toutes les fuites. Panasonic cite aussi la chaleur, l'humidité, les courts-circuits, les chocs et une mauvaise mise en place parmi les causes possibles.
Des piles jamais utilisées peuvent aussi couler, mais plus rarement
Les fabricants décrivent les fuites en stockage normal comme peu fréquentes. La FAQ d'Energizer sur les piles alcalines affirme que celles-ci, en général, ne coulent pas dans des conditions normales de stockage et d'utilisation.
Selon eux, ce qui change la donne, c'est la chaleur, l'humidité et le temps. Panasonic désigne la température élevée et la forte humidité comme les principaux facteurs de fuite des piles inutilisées, et cite aussi les courts-circuits accidentels et les chocs. Le manuel d'Energizer ajoute que des passages répétés entre chaleur et froid extrêmes font se dilater et se contracter les pièces et peuvent, à la longue, rompre le joint. Panasonic note également qu'une pile déchargée à fond puis laissée longtemps sans servir peut couler plus tard.
La chimie ne s'arrête jamais complètement. Panasonic explique que les composants d'une pile évoluent peu à peu même quand elle ne sert pas. The Naked Scientists indique que les piles continuent de réagir lentement même lorsque rien n'y est branché, et que des réactions secondaires peuvent finir par les faire céder. Aucune des sources n'affirme que toute pile stockée qui coule a suivi une séquence particulière. Energizer recommande de ranger les piles à température ambiante, dans une humidité modérée, et précise que le réfrigérateur n'est ni nécessaire ni conseillé.
Toutes les piles ne laissent pas couler la même chose
Les piles alcalines, les AA et AAA courantes, contiennent de l'hydroxyde de potassium, et leur croûte est du carbonate de potassium.
Les piles zinc-carbone, vendues en France sous le nom de piles salines, sont différentes. Panasonic décrit leur électrolyte comme une solution légèrement acide de chlorure de zinc ou de chlorure d'ammonium : ici, le liquide qui s'échappe penche réellement du côté acide. Energizer indique que ces piles, elles aussi, deviennent plus susceptibles de couler quand elles subissent une décharge forcée.
Les piles rechargeables NiMH, au nickel-métal hydrure, ne sont pas à l'abri des fuites. Le manuel d'Energizer sur ses piles au lithium leur attribue une résistance aux fuites « bonne », la même note que celle des piles alcalines. Panasonic avertit qu'une pile NiMH déchargée à fond libère de l'hydrogène. Les conseils de nettoyage de Duracell rangent les fuites des NiMH avec celles des alcalines.
Les piles AA au lithium reposent sur une autre chimie. La FAQ d'Energizer sur le lithium affirme que ses piles au lithium « ne coulent pas comme les piles alcalines », et son manuel leur attribue une résistance aux fuites « supérieure ». La même FAQ précise que des piles ayant subi des traitements extrêmes peuvent dégazer et voir leur capuchon supérieur se décolorer. Ce sont les déclarations d'un fabricant sur ses propres produits.
C'est avec les batteries de voiture que le mot « acide » trouve enfin sa place. Une batterie au plomb contient de l'acide sulfurique. Même là, la croûte sur les bornes n'est pas de l'acide liquide, mais des sels formés avec l'aide de cet acide. Jalopnik, un site d'actualité automobile, décrit le dépôt vert bleuté sur la borne positive comme du sulfate de cuivre.
Pourquoi nettoyer une fuite de pile AA au vinaigre, et non au bicarbonate
C'est la chimie qui décide du nettoyage : un acide doux neutralise ce qui est alcalin. Pour nettoyer les contacts d'un appareil après une fuite de pile alcaline, NiCd ou NiMH, la FAQ de Duracell propose du vinaigre ou du jus de citron dilué moitié-moitié avec de l'eau, ou de l'acide borique dans de l'eau, appliqué avec une brosse à dents ou un coton-tige. Elle recommande de porter des gants de ménage et des lunettes, de travailler dans un endroit bien aéré et de laisser l'appareil sécher complètement avant d'y remettre des piles. Ce conseil vaut pour l'appareil seulement, pas pour la peau ni pour les yeux.
Le conseil bien connu du bicarbonate de soude concerne les batteries de voiture. Le bicarbonate est une base douce, c'est pourquoi Jalopnik le recommande contre la corrosion acide des bornes. Face à une fuite alcaline, il n'a rien à neutraliser.
Sur la sécurité, les fabricants ne prennent pas de détours : pour la peau et les yeux, c'est de l'eau, tout simplement. Energizer qualifie le liquide d'une pile alcaline qui a coulé d'extrêmement caustique et recommande d'éviter tout contact avec la peau nue. En cas de contact avec la peau, Energizer conseille de rincer abondamment à l'eau pendant 15 minutes. Si le liquide atteint les yeux, Panasonic recommande de ne pas les frotter, de rincer abondamment à l'eau propre et de consulter rapidement un médecin, et met en garde contre un risque de brûlure chimique ou de cécité. Duracell recommande de consulter un médecin si des produits chimiques de pile atteignent les yeux.
La croûte dit ce qui a coulé, pas toujours pourquoi
La croûte blanche au fond de la télécommande raconte donc clairement une partie de son histoire. Si la pile était alcaline, le liquide qu'elle contenait était une base, non un acide, et l'air l'a transformé en sel. Elle en dit moins sur la façon dont ce liquide est sorti. Un mécanisme bien documenté est la fuite après la mort de la pile : ses voisines ou l'appareil ont continué à faire passer du courant à travers elle, du gaz s'est accumulé, et un joint conçu pour céder sous la pression a cédé. La chaleur, l'humidité, l'âge, un court-circuit ou un choc peuvent aussi provoquer une fuite, et la croûte seule ne montre pas lequel de ces cas s'est produit.
C'est aussi pour cela que les conseils des fabricants sont si simples. Duracell recommande de retirer les piles dès qu'elles sont vides, et Energizer, Panasonic et Duracell déconseillent tous de mélanger piles anciennes et neuves.
