La densité de courant : les ampères par section
La densité de courant J rapporte le courant à la section traversée : J = I/S. L'unité SI, l'A/m², est minuscule pour la pratique : l'électricien pense en A/mm² (10⁶ A/m²), l'électrochimiste en mA/cm² (10 A/m²). C'est J, et non le courant brut, qui décide de l'échauffement d'un conducteur — les pertes Joule volumiques valant ρJ².
Dimensionner un câble : la règle des A/mm²
Les conducteurs cuivre isolés se dimensionnent autour de 4 à 6 A/mm² en câblage domestique (un 2,5 mm² protégé à 16-20 A travaille vers 7 A/mm² au maximum réglementaire), 3 à 4 A/mm² pour les gros câbles peu ventilés, jusqu'à 10 et plus pour les fils courts bien refroidis. Les bobinages de transformateurs visent 2 à 4 A/mm², les pistes de circuits imprimés tolèrent 20 à 35 A/mm² grâce à leur excellent refroidissement plan.
Électrolyse et batteries : le mA/cm²
L'électrochimie règle ses réactions en densité de courant d'électrode : un dépôt galvanique de qualité se conduit à 1 à 5 A/dm² (10 à 50 mA/cm²), un électrolyseur industriel travaille à 200-600 mA/cm², une pile à combustible autour de 500 à 1 500 mA/cm². Trop de J brûle les dépôts et assèche les membranes ; trop peu gaspille la surface d'électrode — le compromis économique central de ces industries.
Les limites physiques
Au-delà des échauffements, J rencontre des plafonds physiques : l'électromigration ronge les interconnexions des puces au-delà d'environ 10⁶ A/cm² — les règles de dessin microélectroniques la limitent strictement —, tandis que les fusibles exploitent volontairement la fusion : leur élément calibré fond à une densité précise. Les supraconducteurs, eux, repoussent la limite à des milliers d'A/mm² tant que champ et température restent sous les valeurs critiques.