2 - LES MULTIPLES VISAGES DE L’ÉNERGIE
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d’énergie électrique nécessite le dégagement dans le réacteur d’une quantité de
chaleur de 3 MWh ; en notant que cette quantité de chaleur pourrait être fournie
en brûlant 3 × 0,086 tonnes de pétrole, on comptabilise pour l’électronucléaire
1 MWh = 0,26 tep. De même, le rendement moyen des centrales à géothermie
étant de 10%, on adopte 1 MWh = 0,86 tep pour l’énergie électrique issue de la
géothermie. Mais pour toutes les autres sources d’énergie électrique (hydraulique,
éolienne, photovoltaïque), on ne tient pas compte du rendement, de sorte que l’on
prend 1 MWh = 0,086 tep. L’emploi de ces facteurs de conversion différents, sans
compter le fait qu’ils ont changé au cours du temps, nuit à la comparaison entre les
diverses formes d’énergie et à la clarté du débat sur les problèmes énergétiques.
En ce qui concerne la puissance, ou le flux d’énergie, la situation est plus favorable car c’est l’unité légale, le watt et ses multiples (kW, MW, GW ou TW) qui est
le plus couramment utilisée. Les économistes emploient cependant aussi la tep par
an, qui équivaut à 1,4 kW thermique.
2.1.2. DEUXIÈME PRINCIPE
L’entropie thermodynamique est une grandeur additive que l’on peut associer à
chaque état voisin de l’équilibre d’un système. Le deuxième principe peut s’énoncer
en exprimant que, pour tout processus spontané, l’entropie d’un système isolé est,
dans l’état final, supérieure (ou égale) à sa valeur dans l’état initial. A l’échelle microscopique, cette propriété traduit une augmentation du désordre. De manière
équivalente, elle signifie que l’évolution transfère une information macroscopique
sur l’état initial du système vers des degrés de liberté microscopiques inaccessibles, de sorte qu’elle entraîne une perte d’information. Ces interprétations sont
précisées par l’expression S = k ln W de l’entropie, qui la relie au nombre W de
configurations microscopiques équivalentes en ce qui concerne l’état macroscopique considéré.
Dans le système SI, l’unité d’entropie est le joule par kelvin, en raison du choix
comme unité de température absolue du kelvin, qui est défini en précisant que la
température du point triple de l’eau est 273,16 K. La constante de BOLTZMANN k,
qui figure dans l’expression microscopique ci-dessus de l’entropie, vaut alors
1,38 ×10
–23 JK
–1 . Il aurait scientifiquement été plus satisfaisant de mesurer les températures en unité d’énergie ; l’entropie aurait alors été une grandeur sans dimension, ce qui est plus conforme à son interprétation microscopique comme mesure
du désordre ou du manque d’information. Plus précisément, l’entropie s’identifie
à une information manquante si l’on fixe son facteur multiplicatif en la redéfinissant selon S = log 2 W, ce qui fournit S = 1 pour l’alternative binaire W = 2. Elle se
mesure alors en bits, de sorte que le joule par kelvin équivaut à 1,044 ×10
23 bits ;
ce choix d’unité n’est évidemment pas adapté aux objets macroscopiques, dont le
désordre à l’échelle microscopique est gigantesque.
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d’énergie électrique nécessite le dégagement dans le réacteur d’une quantité de
chaleur de 3 MWh ; en notant que cette quantité de chaleur pourrait être fournie
en brûlant 3 × 0,086 tonnes de pétrole, on comptabilise pour l’électronucléaire
1 MWh = 0,26 tep. De même, le rendement moyen des centrales à géothermie
étant de 10%, on adopte 1 MWh = 0,86 tep pour l’énergie électrique issue de la
géothermie. Mais pour toutes les autres sources d’énergie électrique (hydraulique,
éolienne, photovoltaïque), on ne tient pas compte du rendement, de sorte que l’on
prend 1 MWh = 0,086 tep. L’emploi de ces facteurs de conversion différents, sans
compter le fait qu’ils ont changé au cours du temps, nuit à la comparaison entre les
diverses formes d’énergie et à la clarté du débat sur les problèmes énergétiques.
En ce qui concerne la puissance, ou le flux d’énergie, la situation est plus favorable car c’est l’unité légale, le watt et ses multiples (kW, MW, GW ou TW) qui est
le plus couramment utilisée. Les économistes emploient cependant aussi la tep par
an, qui équivaut à 1,4 kW thermique.
2.1.2. DEUXIÈME PRINCIPE
L’entropie thermodynamique est une grandeur additive que l’on peut associer à
chaque état voisin de l’équilibre d’un système. Le deuxième principe peut s’énoncer
en exprimant que, pour tout processus spontané, l’entropie d’un système isolé est,
dans l’état final, supérieure (ou égale) à sa valeur dans l’état initial. A l’échelle microscopique, cette propriété traduit une augmentation du désordre. De manière
équivalente, elle signifie que l’évolution transfère une information macroscopique
sur l’état initial du système vers des degrés de liberté microscopiques inaccessibles, de sorte qu’elle entraîne une perte d’information. Ces interprétations sont
précisées par l’expression S = k ln W de l’entropie, qui la relie au nombre W de
configurations microscopiques équivalentes en ce qui concerne l’état macroscopique considéré.
Dans le système SI, l’unité d’entropie est le joule par kelvin, en raison du choix
comme unité de température absolue du kelvin, qui est défini en précisant que la
température du point triple de l’eau est 273,16 K. La constante de BOLTZMANN k,
qui figure dans l’expression microscopique ci-dessus de l’entropie, vaut alors
1,38 ×10
–23 JK
–1 . Il aurait scientifiquement été plus satisfaisant de mesurer les températures en unité d’énergie ; l’entropie aurait alors été une grandeur sans dimension, ce qui est plus conforme à son interprétation microscopique comme mesure
du désordre ou du manque d’information. Plus précisément, l’entropie s’identifie
à une information manquante si l’on fixe son facteur multiplicatif en la redéfinissant selon S = log 2 W, ce qui fournit S = 1 pour l’alternative binaire W = 2. Elle se
mesure alors en bits, de sorte que le joule par kelvin équivaut à 1,044 ×10
23 bits ;
ce choix d’unité n’est évidemment pas adapté aux objets macroscopiques, dont le
désordre à l’échelle microscopique est gigantesque.