Oscillations chimiques

Computer simulation of the Belousov–Zhabotinsky reaction. https://en.wikipedia.org/wiki/Belousov%E2%80%93Zhabotinsky_reaction

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https://fr.wikiversity.org/wiki/Notions_de_thermodynamique_des_processus_irr%C3%A9versibles/Processus_irr%C3%A9versibles

Les systèmes loin de l’équilibre peuvent conduire à des structures dissipatives. La théorie des bifurcations et la stabilité structurale permettent de développer une théorie de l’auto-organisation. En thermodynamique des systèmes hors équilibre, l’apparition d’une structure décrite par la théorie des systèmes dissipatifs :

– la turbulence et la convection (l’exemple classique étant les Cellules de Bénard) en mécanique des fluides,

– en cosmologie, la formation des structures (étoiles, galaxies),

– la percolation (la percolation est un processus physique critique qui décrit pour un système, une transition d’un état vers un autre).

– les systèmes à réaction-diffusion comme la réaction de Belousov-Zhabotinsky. […]

Une réaction de Belousov-Zhabotinsky est une réaction oscillante observée en 1950 par le chimiste russe Boris Belousov. En mélangeant cinq composés courants dans l’eau, à température ambiante, on n’atteint pas directement l’état d’équilibre ; la solution oscille entre deux états, avec une grande régularité et ce, pendant près d’une centaine de cycles, jusqu’à épuisement d’un des réactifs. Classiquement, cette réaction oscillante est réalisée dans une boîte de Petri où apparaissent en surface des ondes de concentration dont l’évolution est périodique.

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https://fiscomp.if.ufrgs.br/index.php/Belousov-Zhabotinsky

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Ilya Prigogine, Temps à devenir. 1994.

« On a découvert que lorsque vous allez loin de l’équilibre, par exemple en considérant une réaction chimique que vous empêchez d’arriver à l’équilibre, se produisent des phénomènes extraordinaires que personne n’aurait cru possibles ; par exemple, des horloges chimiques. […] il se produit, loin de l’équilibre, dans d’importantes classes de réactions chimiques, des phénomènes rythmiques. Tout devient bleu, puis tout devient rouge, puis tout devient bleu, c’est-à-dire qu’une cohérence naît, qui n’existe que loin de l’équilibre. […] Donc, loin de l’équilibre, se produisent des phénomènes ordonnés qui n’existent pas près de l’équilibre. Si vous chauffez un liquide par en-dessous, il se produit des tourbillons dans lesquels des milliards de milliards de molécules se suivent l’une l’autre. De même, un être vivant, vous le savez bien, est un ensemble de rythmes, tels le rythme cardiaque, le rythme hormonal, le rythme des ondes cérébrales, de division cellulaire, etc. Tous ces rythmes ne sont possibles que parce que l’être vivant est loin de l’équilibre. Le non-équilibre, ce n’est pas du tout les tasses qui se cassent ; le non-équilibre, c’est la voie la plus extraordinaire que la nature ait inventée pour coordonner les phénomènes, pour rendre possibles des phénomènes complexes. Donc, loin d’être simplement un effet du hasard, les phénomènes de non-équilibre sont notre accès vers la complexité. Et des concepts comme l’auto-organisation loin de l’équilibre, ou de structure dissipative, sont aujourd’hui des lieux communs qui sont appliqués dans des domaines nombreux, non seulement de la physique, mais de la sociologie, de l’économie, et jusqu’à l’anthropologie et la linguistique. […] »

Ilya Prigogine (1917 – 2003). Nobel Prize in Chemistry 1977 for his contributions to non-equilibrium thermodynamics, particularly the theory of dissipative structures.

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