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Roger BALIAN
la source froide, comme l’eau qui met en mouvement une roue de moulin. Cependant, quelques années plus tard, CARNOT comprit que le travail produit était soustrait à ce flux de chaleur, et prit ainsi conscience de l’équivalence entre travail et
chaleur. Malheureusement, après sa mort lors de l’épidémie de choléra de 1832, la
majeure partie de ses meubles et de ses papiers fut détruite par mesure d’hygiène,
bien que l’on se soit interrogé plus tard sur la véritable cause de son décès. Ses
écrits où il avait pressenti le premier principe ne furent découverts et publiés qu’un
demi-siècle plus tard.
L’établissement définitif de l’équivalence entre travail et chaleur, l’énoncé du premier principe et l’introduction de la notion d’énergie ont requis la convergence
d’idées issues de domaines divers. En témoigne la variété des préoccupations de
la dizaine de savants qui, plus ou moins en parallèle, ont clarifié ces questions entre
1840 et 1850. Julius Robert VON MAYER (1814-1878), médecin allemand de la marine,
auteur d’expériences quantitatives sur le métabolisme humain, énonça en 1842
le principe d’équivalence ; il comprit aussi en 1845 que l’assimilation chlorophyllienne réalise une transformation d’énergie lumineuse en énergie chimique. L’équivalence du travail et de la chaleur fut établie avec plus de précision par James
Prescott JOULE, riche brasseur anglais (1815-1889), physicien amateur, grâce à ses
célèbres expériences de 1843-1847 où une chute de poids échauffe l’eau d’un calorimètre grâce au frottement dans l’eau d’une roue à ailettes entraînée par un poids.
Le concept d’énergie fut introduit en toute généralité en 1847 par Hermann VON
HELMHOLTZ, médecin prussien (1821-1892) qui se consacra très tôt à la physique et
apporta des contributions majeures à la plupart des branches de celle-ci. C’est lui
qui émit l’idée que les transformations de la matière traduisent des changements
de nature de l’énergie, et que la valeur totale de celle-ci reste conservée. Un apport
de chaleur ou de travail à un système aboutit à un accroissement équivalent de son
énergie interne.
HELMOLTZ avait été précédé par Ludvig COLDING, penseur danois (1815-1888) animé
par des motivations métaphysiques, qui imaginait déjà en 1843 l’énergie comme
l’essence des choses, une entité sous-jacente à la matière. On peut considérer
comme héritiers de COLDING les énergétistes tels que Wilhelm OSTWALD, chimiste
allemand (1853-1932) célèbre pour ses travaux sur l’électrolyse et la catalyse,
tenants d’une philosophie teintée de mysticisme largement répandue vers la fin
du XIX
e siècle. Leur conception de l’énergie, substance continue, incréée et indestructible, devait freiner le développement de la théorie cinétique et de l’atomisme,
dont les partisans comme BOLTZMANN estimaient au contraire que la réalité ultime
était faite de particules et non d’énergie.
Parmi ceux qui ont contribué à l’établissement du premier principe, on trouve également des ingénieurs ayant participé aux progrès des machines à vapeur, RANKINE
dont nous avons parlé, Marc SEGUIN (Annonay 1786-1875) et Gustave HIRN (Colmar
1815-1890). On trouve enfin un chimiste allemand, Justus VON LIEBIG (1803-1873),
et un électrochimiste anglais, William R. GROVE (1811-1896), inventeur en 1839
Roger BALIAN
la source froide, comme l’eau qui met en mouvement une roue de moulin. Cependant, quelques années plus tard, CARNOT comprit que le travail produit était soustrait à ce flux de chaleur, et prit ainsi conscience de l’équivalence entre travail et
chaleur. Malheureusement, après sa mort lors de l’épidémie de choléra de 1832, la
majeure partie de ses meubles et de ses papiers fut détruite par mesure d’hygiène,
bien que l’on se soit interrogé plus tard sur la véritable cause de son décès. Ses
écrits où il avait pressenti le premier principe ne furent découverts et publiés qu’un
demi-siècle plus tard.
L’établissement définitif de l’équivalence entre travail et chaleur, l’énoncé du premier principe et l’introduction de la notion d’énergie ont requis la convergence
d’idées issues de domaines divers. En témoigne la variété des préoccupations de
la dizaine de savants qui, plus ou moins en parallèle, ont clarifié ces questions entre
1840 et 1850. Julius Robert VON MAYER (1814-1878), médecin allemand de la marine,
auteur d’expériences quantitatives sur le métabolisme humain, énonça en 1842
le principe d’équivalence ; il comprit aussi en 1845 que l’assimilation chlorophyllienne réalise une transformation d’énergie lumineuse en énergie chimique. L’équivalence du travail et de la chaleur fut établie avec plus de précision par James
Prescott JOULE, riche brasseur anglais (1815-1889), physicien amateur, grâce à ses
célèbres expériences de 1843-1847 où une chute de poids échauffe l’eau d’un calorimètre grâce au frottement dans l’eau d’une roue à ailettes entraînée par un poids.
Le concept d’énergie fut introduit en toute généralité en 1847 par Hermann VON
HELMHOLTZ, médecin prussien (1821-1892) qui se consacra très tôt à la physique et
apporta des contributions majeures à la plupart des branches de celle-ci. C’est lui
qui émit l’idée que les transformations de la matière traduisent des changements
de nature de l’énergie, et que la valeur totale de celle-ci reste conservée. Un apport
de chaleur ou de travail à un système aboutit à un accroissement équivalent de son
énergie interne.
HELMOLTZ avait été précédé par Ludvig COLDING, penseur danois (1815-1888) animé
par des motivations métaphysiques, qui imaginait déjà en 1843 l’énergie comme
l’essence des choses, une entité sous-jacente à la matière. On peut considérer
comme héritiers de COLDING les énergétistes tels que Wilhelm OSTWALD, chimiste
allemand (1853-1932) célèbre pour ses travaux sur l’électrolyse et la catalyse,
tenants d’une philosophie teintée de mysticisme largement répandue vers la fin
du XIX
e siècle. Leur conception de l’énergie, substance continue, incréée et indestructible, devait freiner le développement de la théorie cinétique et de l’atomisme,
dont les partisans comme BOLTZMANN estimaient au contraire que la réalité ultime
était faite de particules et non d’énergie.
Parmi ceux qui ont contribué à l’établissement du premier principe, on trouve également des ingénieurs ayant participé aux progrès des machines à vapeur, RANKINE
dont nous avons parlé, Marc SEGUIN (Annonay 1786-1875) et Gustave HIRN (Colmar
1815-1890). On trouve enfin un chimiste allemand, Justus VON LIEBIG (1803-1873),
et un électrochimiste anglais, William R. GROVE (1811-1896), inventeur en 1839