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Roger BALIAN
parties du système et de leurs interactions mutuelles. Son caractère essentiel est
de rester constante au cours du temps lorsque le système est isolé.
L’assimilation du concept d’énergie suppose une longue familiarisation avec ses
divers aspects et avec les phénomènes où il intervient. C’est pourquoi son élaboration, au cours des siècles passés, a été longue et tortueuse, comme en témoigne
la date tardive à laquelle le mot « énergie » est apparu dans le sens que nous lui
connaissons : 1850 en Angleterre, 1875 en France. Les nombreux épisodes de cette
histoire sont éclairants : ils exhibent en particulier comment des pratiques d’ingénieurs ont inspiré la science fondamentale, et comment celle-ci a initié en retour
de nouvelles percées technologiques. Nous en donnons en annexe un aperçu que
pourra consulter le lecteur intéressé.
Dans la première partie, nous rappellerons les principes physiques fondamentaux
associés au concept d’énergie : premier principe et deuxième principe de la thermodynamique, dynamique des processus irréversibles, hiérarchie des interactions
élémentaires. Nous examinerons dans la seconde partie leurs conséquences sur
les questions d’énergétique, en comparant les formes courantes de l’énergie du
point de vue de leur concentration, de leur dégradation et de leur stockage. Nous
insisterons sur les valeurs caractéristiques des grandeurs en jeu.
2.1. CONSÉQUENCES ÉNERGÉTIQUES
DES PRINCIPES FONDAMENTAUX
Aujourd’hui, on n’attend plus guère de progrès conceptuels suggérés par l’énergétique, mais à l’inverse celle-ci continuera toujours à reposer sur les données scientifiques. Nous passons ici en revue quatre catégories d’idées sur lesquelles s’appuient
toutes les applications pratiques de l’énergie : le premier et le deuxième principe,
la thermodynamique hors d’équilibre et la classification issue de la microphysique.
Comme tous les autres grands principes de la physique, ces acquis de la science
fournissent des contraintes qui limitent les activités humaines.
2.1.1. PREMIER PRINCIPE
L’énergie d’un système isolé reste constante au cours du temps. Il ne peut se
créer ni se détruire d’énergie, et il est impropre de parler comme on le fait couramment de « production » ou de « consommation » d’énergie. Dans tous les cas, il
s’agit de changement de forme, ou de transfert d’un système à un autre.
TRANSFORMATIONS DE L’ÉNERGIE
La vie courante en offre de nombreux exemples. « Consommer » de l’énergie électrique pour faire fonctionner un téléviseur signifie la transformer en énergie lumi-
Roger BALIAN
parties du système et de leurs interactions mutuelles. Son caractère essentiel est
de rester constante au cours du temps lorsque le système est isolé.
L’assimilation du concept d’énergie suppose une longue familiarisation avec ses
divers aspects et avec les phénomènes où il intervient. C’est pourquoi son élaboration, au cours des siècles passés, a été longue et tortueuse, comme en témoigne
la date tardive à laquelle le mot « énergie » est apparu dans le sens que nous lui
connaissons : 1850 en Angleterre, 1875 en France. Les nombreux épisodes de cette
histoire sont éclairants : ils exhibent en particulier comment des pratiques d’ingénieurs ont inspiré la science fondamentale, et comment celle-ci a initié en retour
de nouvelles percées technologiques. Nous en donnons en annexe un aperçu que
pourra consulter le lecteur intéressé.
Dans la première partie, nous rappellerons les principes physiques fondamentaux
associés au concept d’énergie : premier principe et deuxième principe de la thermodynamique, dynamique des processus irréversibles, hiérarchie des interactions
élémentaires. Nous examinerons dans la seconde partie leurs conséquences sur
les questions d’énergétique, en comparant les formes courantes de l’énergie du
point de vue de leur concentration, de leur dégradation et de leur stockage. Nous
insisterons sur les valeurs caractéristiques des grandeurs en jeu.
2.1. CONSÉQUENCES ÉNERGÉTIQUES
DES PRINCIPES FONDAMENTAUX
Aujourd’hui, on n’attend plus guère de progrès conceptuels suggérés par l’énergétique, mais à l’inverse celle-ci continuera toujours à reposer sur les données scientifiques. Nous passons ici en revue quatre catégories d’idées sur lesquelles s’appuient
toutes les applications pratiques de l’énergie : le premier et le deuxième principe,
la thermodynamique hors d’équilibre et la classification issue de la microphysique.
Comme tous les autres grands principes de la physique, ces acquis de la science
fournissent des contraintes qui limitent les activités humaines.
2.1.1. PREMIER PRINCIPE
L’énergie d’un système isolé reste constante au cours du temps. Il ne peut se
créer ni se détruire d’énergie, et il est impropre de parler comme on le fait couramment de « production » ou de « consommation » d’énergie. Dans tous les cas, il
s’agit de changement de forme, ou de transfert d’un système à un autre.
TRANSFORMATIONS DE L’ÉNERGIE
La vie courante en offre de nombreux exemples. « Consommer » de l’énergie électrique pour faire fonctionner un téléviseur signifie la transformer en énergie lumi-