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chaleur

L'énergie alimente le moteur de notre civilisation

Publié le par Régis Vétillard

* L'armée d'armistice cesse d'exister ; Rivet ( des BMA) aurait rejoint Alger. Dans la nuit du 7 au 8 novembre 1942, les forces américaines ont débarqué au Maroc, à Oran. Vichy va devoir choisir son camp ! Un peu d'espoir et quelques sourires s'échangent entre français ; alors même que le boucher apprend à ses clients qu'ils n'auront plus que 90gr de viande par semaine.

Inévitablement, les allemands envahissent la zone libre. Weygand a été arrêté. Pétain devrait se replier sur l'Afrique du nord, puisque les accords d'armistice sont devenus inopérants Comment les valeurs de la révolution nationale pourraient-elles s'accorder avec la terreur des SS, sur tout notre territoire ?

En décembre 1942, l’école d'Uriage, qui faisait preuve d’un esprit opposé à la collaboration et s’était de facto placée en marge de la politique menée par le gouvernement de Vichy, est dissoute par Laval pour “menées antinationales”.

* Dans le journal, Lancelot se satisfait d'apprendre que ce 20 décembre 1942, pour le prix Goncourt, une seule voix s'est portée sur Les décombres de Lucien Rebatet . Et, les bonnes surprises viennent de la publication par Albert Camus de L’Etranger et Le Mythe de Sisyphe.

* Drieu la Rochelle passe en coup de vent ; il dit préférer la victoire des russes à celle des américains. Il aurait entendu sur Radio Alger qu'on lui promettait, ''à lui comme aux autres, le châtiment suprême''. Il regrette d'être tombé dans les excès de la politique ; et ce qui l'attriste, « c'est d'être mis dans le même sac que d'autres. »

 

* Entre mi-1942 et 43, Jules Guéron - chef du laboratoire de la direction de l'armement de la France Libre – affecté à Cambridge pour des des recherches sur la libération de l'énergie nucléaire dans la fission de l'uranium, tente - sans succès - de faire venir Joliot en Angleterre ; et s'occuper de la question de l'uranium.

Un an avant les Américains, Guéron va établir la valeur juste de la section de capture des neutrons lents par l'uranium 238, donnée cruciale pour la poursuite des recherches atomiques. Ceci, avant que le groupe de Cambridge soit transféré au Canada ( janvier 43).

En effet, les scientifiques nucléaires américains progressent sur la fission des atomes d’uranium et la réaction en chaîne, en particulier dans l’isotope U235, lorsque la matière est bombardée par des neutrons. On connaît l’efficacité des neutrons lents par rapport aux neutrons rapides pour obtenir une réaction en chaîne, et les méthodes possibles de séparation de l’U235 de l’U238 dans l’uranium naturel. ( Plus de 99% de l’uranium naturel est composé d’uranium 238, difficilement fissible).

 

L'homme aurait donc besoin d'augmenter indéfiniment ses moyens d'agir ( énergie = moyen d'action). Il y eut la maîtrise du feu, la force humaine ou animale pour transporter, construire, utilisation du vent, de la vapeur, de l'électricité …. Reprenons :

Une force qui se conserve sur un déplacement produit un ''travail''. Descartes en observant le choc de deux boules en conclut que c’est la quantité de mouvement ''masse*vitesse'' qui se conserve en se communiquant d’un objet à l’autre. Newton met en avant l'idée de force - la force comme cause: force d'inertie, force imprimée - plus que celle de sa conservation ; la force est la cause qui modifie la quantité de mouvement ( m.v)

En Allemagne - dans un contexte philosophique différent - un nouveau concept émerge : l'énergie.

Leibniz (1646-1716) pose un concept métaphysique, indissociable de la notion de force : l'action, « wirkung » La notion de « force » rejoint alors celle de '' puissance active '' à l’œuvre dans le monde.

C'est ensuite l'influence de la Naturphilosophie, de Schelling ( 1775-1854). La nature, est un sujet actif, gouvernée par 3 forces : la lumière, l'électricité et le magnétisme. L'Univers s'organise par transformation de forces. On appréhende la nature de façon globale et la force est le principe fondamental de tous les phénomènes ; cette force passe sans cesse d'une forme à une autre. Cette vision permet de chercher des analogies entre les phénomènes des différentes composantes de la physique.

Les phénomènes de chaleur, de puissance mécanique, d'électricité pourraient être la même puissance naturelle qui sous ses diverses formes reste constante en quantité.

J.P. Joule ( 1818-1889) va déterminer quantitativement l'équivalence entre la chaleur et le travail.

En 1847, Helmholtz propose la '' loi de conservation des forces '', il réfute l'idée du calorique, puisque la chaleur peut être engendrée. La chaleur exprimerait une quantité de force vive du mouvement et une quantité de tension de l'état intérieur de la substance.

C’est en 1850 que William Thomson ( = Lord Kelvin - 1824-1907) propose de substituer « energy » à « force » et ce n'est qu'après 1875, que le mot ''énergie'' est repris dans la littérature scientifique française.

 

Au XVIIIe siècle, la température devient une grandeur mesurable. Mais, quelle est la nature de la chaleur ? Est-ce une matière ? Un ''principe '' ( un peu comme le ''feu en puissance'' d'Aristote).

Tout corps susceptible de combustion contiendrait du phlogistique ; et quand il brûle le phlogistique s'échappe, devient feu ( lumière + chaleur).

Une autre théorie fait l'hypothèse que la chaleur serait une sorte de fluide, nommée calorique. Il faudrait également différencier la chaleur ( une quantité) de la température ( une intensité)

 

Dès 1770, avec James Watt et les premières machines à vapeur, en l’absence du concept d’énergie, on considérait généralement la chaleur, à côté de la lumière, de l’électricité et du magnétisme, comme l’un des quatre « fluides impondérables », appelé phlogistique puis calorique.

Lavoisier va imaginer le '' calorimètre '' permettant de contrôler les échanges de chaleur...

 

Anne-Laure de Sallembier se souvient très bien d'un débat entre Poincaré et Duhem, que lui avait rapportée J.B. de Vassy. Pierre Duhem (1861-1916), monarchiste et catholique, était un physicien, spécialiste de '' Thermodynamique ''. J.B. avait été assez séduit par la tentative de Duhem, d' unifier les sciences physiques et chimiques au sein d’une thermodynamique généralisée. Duhem était en opposition au projet de réduction mécaniste des atomistes comme Boltzmann.

A la source de ses propres travaux scientifiques, Duhem plaçait « l'une des plus grandes découvertes qu'aient jamais enfantées la philosophie naturelle » : la théorie de la chaleur de Sadi Carnot (1796-1832), présentée en 1824 dans ses ''Réflexions'', et que les institutions scientifiques ont ignorées...

Avant de revenir à Duhem ; rappelons-nous l'apport de S. Carnot.

S. Carnot, se passionne pour les machines à vapeur et leur rendement. Il considère que le travail moteur n'est produit dans une machine que par une « chute de calorique » d'un corps chaud à un corps froid ( comme le travail d'une chute d'eau...). Il en conclut les conditions de température et l'écart pour un rendement maximal...

A sa suite, en 1834, l'ingénieur Emile Clapeyron formule le second principe de la thermodynamique... Enfin, Joules vers 1843, affirme que la chaleur n'est pas une substance, et qu'une machine thermique est un dispositif de conversion entre chaleur et travail.

James Joule (1818-1889) a démontré que la chaleur, le travail mécanique et l'électricité sont des formes d'énergies interchangeables ; et d'une transformation à l'autre, la quantité totale d'énergie demeure égale.

Le berlinois Rudolf Clausius (1850) réunit les concepts de chaleur et de travail en un même concept, celui d'énergie.

Le XIXe siècle sera le siècle de la machine thermique décrite avec ces concepts de - énergie et - entropie.

L'énergie va se présenter sous des formes multiples : mécanique, chimique, chaleur, électrique, radiative, entre lesquelles elle peut se transformer .

Boltzmann donne une explication statistique à la deuxième loi de la thermodynamique ; elle est fondamentale, car elle impose, en une seule phrase, l'existence d'une flèche du temps, alors que toutes les équations de la physique permettent en principe d'avancer ou de reculer dans le temps.

« L'énergie disponible est le principal enjeu de la lutte pour l'existence et de l'évolution du monde. » Ludwig Boltzmann (1844-1906)

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