Ce sont d’énormes entrepôts, hypersécurisés, qui abritent des milliers de serveurs informatiques qui tournent jours et nuits… qui stockent, reçoivent, envoient les milliards de milliards de données de nos activités numériques. Un email, un site internet, une photo envoyée par messagerie, un film en streaming, une réunion de travail à distance, rien n’est possible sans les DataCenters. Et comme tout bascule dans le numérique (économie, santé, éducation, culture, sport, loisirs) il y en a de plus en plus ! 250 Centres de données en France, surtout en région parisienne et à Marseille, qui est devenu la 5ème plateforme mondiale d’Internet grâce aux câbles sous-marins et aux data centers. Le revers de la médaille, c’est l’impact environnemental. Ils sont énergivores, parfois comparé à des « grille-pains climatisés ». « Grilles pains » parce que les serveurs chauffent beaucoup quand ils tournent et ils tournent en permanence. « Climatisés » parce qu’il faut impérativement les refroidir, beaucoup et en permanence. Au final, la facture climatique est salée. Cette réalité interroge la production effrénée de données qui va avec nos sociétés toujours plus numériques. Cela interroge aussi nos usages personnels ou professionnels de l’Internet. Cela pose aussi des défis énormes à la filière qui tente d’innover.
Alain Conrard. L’univers numérique, un univers immatériel ? Vraiment ?
Un immatériel très matériel. L’univers numérique semble opposer ses caractéristiques à celles, pesantes et palpables, de l’univers « réel » ? Pourtant, ces deux univers ne sont pas sans liens, loin de là. L’immatérialité impacte grandement le palpable : la transformation numérique transforme aussi – c’est le moins qu’on puisse dire – le monde matériel. Il faut mettre en question la perception de l’univers digital comme synonyme d’immatérialité. Car la croyance spontanée en l’immatérialité du monde numérique repose sur deux erreurs de perception. D’abord, parce que l’univers digital est tout sauf immatériel. En réalité, il s’agit d’une matérialité que l’on pourrait qualifier de « déplacée » hors du champ de la perception. On est loin de s’être débarrassé de la pesanteur des choses. En effet, cette immatérialité pèse en réalité très lourd. L’univers numérique existe grâce à une titanesque infrastructure technologique à échelle planétaire (câbles transocéaniques, méga-serveurs, data centers, satellites de communication, etc.). Sans cette gigantesque machinerie, l’IA, le big data et la croissance exponentielle des données et de leur traitement ne seraient tout simplement pas possibles. Sans compter les énormes flux financiers d’investissement ou le nombre d’êtres humains, de véhicules et de machines nécessaires pour assurer le bon fonctionnement et l’entretien de ces éléments.
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Pour cultiver la conscience de la titanesque matérialité du numérique virtuel…
Yves Faucoup.Chroniqueur social. Ce blog est personnel, la rédaction [de Médiapart] n’est pas à l’origine de ses contenus. La face cachée de la méthanisation.
Les pouvoirs publics se lancent dans un programme démesuré en faveur de la méthanisation, sans que le grand public n’en soit informé et sans que les inconvénients et dangers ne soient mis en avant. Comment riverains, scientifiques, écologistes et paysans s’y opposent. Pour tenter de se montrer impliqué dans la transition écologique, le pouvoir cherche à développer la production de méthane (CH4), un gaz produit par des réactions chimiques provoquées par l’homme sur de la matière organique transformée. Des esprits peu informés se disent : c’est très bien, comme les panneaux photovoltaïques. Sauf que dans les deux cas, les autorités procèdent comme d’habitude : à l’arrache, et souvent en mentant par omission, quand il faudrait y aller avec réflexion, modération et réelle concertation locale. Le discours officiel pousse les agriculteurs à investir massivement dans la méthanisation, en leur faisant miroiter des royalties, plutôt que de faire en sorte qu’ils soient rémunérés correctement pour leurs productions agricoles. Le rendement énergétique est faible, les subventions de l’État très élevées. Quant aux riverains, ils n’ont que leurs yeux pour pleurer : odeurs pestilentielles, passages répétés de camions, perte de valeur de leur maison devenue quasiment invendable, coût des dégradations des routes à la charge des communes et départements (soit des contribuables). […] Daniel Chateigner montre, tableaux à l’appui, que 90 % des digestats (matière organique non dégradées) sont rejetés, que le lisier de porcs produit peu de méthane. Du coup, les méthaniseurs plantent du maïs et autres végétaux pour obtenir plus de méthane, ce qui est une aberration. Le rendement énergétique est extrêmement faible (4 %, contre 16 % pour l’éolien et 40 % pour l’hydraulique). Par ailleurs, le coût est considérable et suppose de fortes subventions. […]
Paul Rötig. Méthanisation agricole : Une opportunité d’avenir. 2024. EXTRAIT.Les atouts de la méthanisation. Tout d’abord, la méthanisation permet de produire de l’énergie. Le biogaz généré est utilisé pour produire de l’électricité, de la chaleur ou être épuré en biométhane et injecté dans le réseau de gaz. D’autre part, elle permet de valoriser les biodéchets agricoles et industriels. La méthanisation permet de traiter et valoriser les déchets organiques, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre (comparé aux anciennes méthodes d’enfouissement, incinération…). Pour finir, elle contribue à la production d’engrais organique. Le digestat issu de la méthanisation est un engrais de qualité qui peut retourner au sol, améliorant sa fertilité et sa structure.
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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier methanisation).
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Une collection documentaire à exploiter, comme proposé par exemple au document :
Pour commencer, il ne faut pas confondre « l’énergie libre » qui est une notion assez complexe de thermodynamique et « l’énergie libre » qui est une théorie conspirationniste répandue dans le grand public. Dans tout ce qui suit, le terme « énergie libre » fera donc référence à cette dernière théorie conspirationniste. « L’énergie libre » est un peu comme le mythe de la « voiture à eau » ou comme vous l’avez deviné celui du mouvement perpétuel remis au goût du jour. Selon les tenants de cette théorie, il y aurait un moyen de construire une machine qui permettrait de produire de l’électricité sans apport d’énergie extérieure et donc sans coût; parfois celle-ci produit beaucoup plus d’énergie que celle qui lui est fournie. La machine aurait déjà fonctionné, mais cette révolution serait empêchée par une conspiration d’intérêts économiques ou scientifiques. Le concept « d’énergie libre » est assez vague et évolue dans le temps; il peut concerner, par exemple, un générateur fonctionnant sur le mode du mouvement perpétuel ou la fusion à froid. Pour donner de la crédibilité à cette théorie, ses promoteurs font souvent référence au célèbre ingénieur Nikola Tesla qui a exposé certaines théories sur l’existence d’une énergie disponible en tous points de l’univers. Ce type de théorie a du succès. Elle répond à l’attrait du mystère et du sensationnel que contient toute idée de conspiration. Des forces supérieures (états, grandes entreprises, scientifiques, extraterrestres, etc.) agiraient dans l’ombre et maniganceraient des complots gigantesques. L’opposition aux puissants est toujours populaire. Elle confère un statut de victime et de héros à celui qui révèle et diffuse la théorie. Celui-ci devient un combattant courageux d’une force infiniment supérieure à lui, ce qui est très valorisant (David contre Goliath). Tout en créant un ennemi commun à combattre, ce type de théorie permet d’identifier les responsables de situations qui nous choquent (finance injuste et destructrice, entreprises cupides, destruction de l’environnement, etc.). En le faisant, nous nous exonérons de nos responsabilités et nions la complexité de la société et notre participation individuelle à ces systèmes. Il est tellement plus confortable de désigner un responsable extérieur à soi-même. Cette théorie répond aussi à un rêve d’enfant. Bricoler et inventer quelque chose qui change le monde. Qui n’a pas rêvé, avec quelques planches et des clous, de se construire une fusée et visiter les planètes ? Cette théorie nous permet également de ne pas modifier nos comportements. Pourquoi se priver, installer des capteurs solaires et des éoliennes si inesthétiques, si une solution simple, propre et illimitée existe déjà ?
Comment répondre à ce type de théorie ?
La difficulté de « démonter » ces théories c’est que si l’on se place d’un point de vue scientifique, nous savons que nous n’avons pas tout découvert. Il est donc possible que dans le futur une nouvelle façon de produire de l’énergie émerge. Répondre simplement que « l’énergie libre » est impossible n’est pas suffisant, ni crédible. C’est plutôt au niveau de la théorie du complot et d’éléments très factuels qu’il faut répondre. Ce qui surprend toujours dans la théorie de « l’énergie libre » c’est que les machines présentées (il y a même des plans ou des vidéos) semblent souvent assez simples. Si vraiment un bon bricoleur peut construire une telle machine dans son garage on comprend mal comment cette révolution ne se serait pas répandue dans la société, ni qu’une autre personne quelque part sur terre n’aurait pas trouvé la même solution. Ce d’autant plus que l’invention existe depuis plus de 70 ans (avant l’électronique, etc.). La secte suisse Methernitha prétend d’ailleurs avoir construit depuis de nombreuses années une machine de ce type, la Thestatika. On voit bien ici le mélange entre croyance et technique. Aucune entité supérieure ne peut empêcher aujourd’hui la diffusion d’une information. Si cette théorie fonctionne, il suffit à quiconque qui la possède de la poster quelque part sur Internet, même anonymement. Partout dans le monde, des curieux ou des scientifiques (ils ne sont pas tous corrompus…) pourront alors reproduire l’expérience pour la valider (surtout si cela permet de produire de l’électricité gratuite !). D’ailleurs, un grand nombre de sites diffusent de l’information à ce sujet sans rencontrer de censure. Sur certains sites Internet, la théorie du complot va jusqu’à prétendre que le nom de Nikola Tesla aurait disparu des livres scolaires alors qu’une unité de mesure et une voiture électrique portent son nom en son honneur. Tesla était un inventeur touche à tout et génial. Il a aussi soutenu un grand nombre de théories dont certaines sont à l’heure actuelle considérées comme totalement fausses. Par exemple, il ne croyait pas à l’existence de l’électron, ni à la théorie de la relativité d’Einstein. Il pensait, par exemple, que les atomes étaient immuables et qu’ils ne pouvaient pas être divisés. On peut donc être un grand ingénieur sans être un grand physicien. De plus, tout scientifique, même génial, peut se tromper.
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Exercices pour l’esprit critique.
On pourra utiliser au choix un ou plusieurs des exemples ci-dessous. Pour chacun d’eux on a un document numéroté 1- qui présente « l’invention en question ». Les autres documents en font l’analyse… Enfin les documents généraux complètent ces analyses.
Marcelin Berthelot. Le Feu, le calorique, la chaleur animale d’après Lavoisier. Revue des Deux Mondes tome 98, 1890. Extraits
D’après Stahl, le charbon et les corps combustibles sont changés par la combustion en chaleur et lumière ; et réciproquement, lorsqu’on chauffe les corps combustibles avec les chaux métalliques (c’est à dire avec nos oxydes), ils s’y fixent, en régénérant les métaux libres, tels que le plomb, l’étain, le fer. Le feu, ainsi fixé sur les corps, dont il concourt à augmenter le poids, et susceptible de s’en séparer en sens inverse par la combustion, était désigné sous le nom de phlogistique. […] Cette théorie, après avoir été regardée comme certaine pendant près d’un siècle, fut renversée de fond en comble par Lavoisier, qui montra que les changemens de poids et les fixations ou les pertes de matière accompagnant la combustion sont inverses de ce que l’on avait supposé jusque-là. Lorsque le charbon brûle, et semble disparaître, en réalité sa matière ne se dissipe point ; elle ne perd point son poids à l’état de chaleur, ou de phlogistique. Loin de là, c’est le charbon qui s’unit avec une seconde substance matérielle, l’oxygène, ignoré jusqu’au temps de Lavoisier ; et il forme ainsi un composé nouveau, l’acide carbonique, dont le poids est supérieur à celui du charbon primitif, en raison exacte du poids de l’oxygène fixé sur lui. Au contraire, lorsque la chaleur réduit une chaux métallique mêlée de charbon à l’état de métal libre et brillant, cette réduction n’est pas l’effet de la fixation d’une matière spéciale, telle que le prétendu phlogistique ; car le poids du métal est moindre que celui de la chaux métallique qui l’engendre. Mais la matière perdue par cette dernière reparaît, unie à la matière même du charbon, sous la forme d’un gaz nouveau, dont le poids représente exactement celui des élémens qui ont concouru à le produire. Telles étaient les découvertes de Lavoisier : elles changeaient complètement l’interprétation des phénomènes chimiques adoptée jusque-là et faisaient évanouir le système d’une chaleur pondérable, susceptible de se fixer sur les corps ou de les quitter, en en accroissant ou en en diminuant le poids.
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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier feu).
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Un travail d’exploration de l’histoire de la chimie : du phlogistique à l’oxygène.
LA TRIBUNE DES NATIONS. Pollution atmosphérique : une menace mondiale qui persiste malgré quelques progrès.(septembre 2025. Extraits). Alors que plus de 4,5 millions de décès prématurés chaque année sont attribués à la mauvaise qualité de l’air, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) alerte sur une tendance inquiétante : la pollution atmosphérique continue de s’aggraver dans de nombreuses régions du monde, notamment en raison des incendies de forêt. « La qualité de l’air ne connaît pas de frontières », rappelle Lorenzo Labrador, scientifique à l’OMM. La fumée générée par les feux records observés cette année dans la péninsule ibérique a déjà atteint l’Europe occidentale et peut se propager sur l’ensemble du continent. Une carte mondiale établie par l’agence montre des concentrations alarmantes de particules fines (PM2,5) en 2024, notamment au Chili, au Brésil, en Équateur, au Canada, en Afrique centrale et en Sibérie. Le lien entre changement climatique et intensification des saisons d’incendies est désormais établi : « elles tendent à être plus fortes et plus longues chaque année », précise M. Labrador. Tout n’est pas sombre pour autant. L’OMM observe une réduction des émissions dans certaines régions, en particulier dans l’est de la Chine et en Europe. « Lorsque des mesures concrètes sont prises, elles fonctionnent », souligne Paolo Laj, responsable du programme de la Veille de l’atmosphère globale. À Shanghai, l’ouverture d’espaces verts et la généralisation des véhicules électriques contribuent à une amélioration tangible de la qualité de l’air. Ces efforts prouvent que des politiques publiques ambitieuses peuvent produire des résultats mesurables. Malgré ces avancées, très peu de villes atteignent les seuils de qualité de l’air recommandés par l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Le smog reste un fléau, alimenté notamment par l’ozone troposphérique, dont les niveaux ne diminuent pas. Ce polluant secondaire est directement lié à l’ensoleillement, donc au réchauffement climatique. Ko Barrett, Secrétaire général adjoint de l’OMM, insiste : « Le changement climatique et la qualité de l’air ne peuvent être abordés séparément. » […]
This online platform uses data from the Copernicus Sentinel-5P satellite and shows the averaged methane concentrations across the globe — using weekly averaged maps. Cette plateforme en ligne utilise les données du satellite Copernicus Sentinel-5P et montre les concentrations moyennes de méthane à travers le monde, à l’aide de cartes moyennes hebdomadaires.
This online platform uses data from the Copernicus Sentinel-5P satellite and shows the averaged carbon monoxide concentrations across the globe — using a 3-day moving average. Cette plateforme en ligne utilise les données du satellite Copernicus Sentinel-5P et affiche les concentrations moyennes de monoxyde de carbone à travers le monde, en utilisant une moyenne mobile sur 3 jours.
Giovanni Schneider. Assez des microplastiques dans nos eaux. (Extrait de la pétition)
Selon les estimations les plus récentes dans nos mers, il y aurait plus de 150 millions de tonnes de plastique et chaque année, plus de 8 millions de tonnes sont accumulées. Le plastique arrive dans les océans de la manière la plus inattendue, même dans les machines à laver. Chaque fois que nous faisons notre lessive, nous contribuons à polluer la mer de manière inconsciente. Les vêtements contenus dans le panier libèrent des centaines de milliers de microfibres synthétiques de moins de 5 millimètres de longueur, trop petites pour être retenues par les filtres des stations d’épuration. Ces microfibres sont ingérées par le plancton, entrant ainsi dans la chaîne alimentaire et atteignant même nos tables. Des traces de plastique ont été trouvées dans le sel de cuisine, dans l’eau de boisson qui coule de nos robinets et dans de nombreux autres produits alimentaires. […]
Même sur une courte période, la concentration en CO2 augmente rapidement. Depuis la fin des années 50, 1957 pour être exact, des mesures systématiques de la quantité de CO2 dans l’atmosphère ont pris place en divers endroits du globe, le premier d’entre eux et encore aujourd’hui le plus célèbre étant Manau Loa, sur l’île d’Hawaï. Pourquoi diantre être allé se mettre là-bas, si ce n’est pour faire du surf ? Tout simplement pour être sûr de ne pas être perturbé par une grosse source d’émission de CO2 telle qu’une ville, une région fortement industrialisée, etc. Les observatoires qui sont venus s’ajouter à Manau Loa sont également situés sur des îles perdues au milieu de l’océan (la France possède ainsi une station de mesure sur l’île d’Amsterdam) ou sur des bateaux. Depuis le début de ces mesures, les relevés ont montré que la concentration en gaz carbonique dans l’air augmentait un peu chaque année, et récemment d’autres mesures ont permis de voir que la quantité d’oxygène présente dans l’air diminuait de manière remarquablement symétrique (rassurez-vous, ça concerne des millionièmes, il en restera bien assez !). Pour une molécule de CO2 apparaissant dans l’atmosphère, il disparaît une molécule d’O2, ce qui accrédite très fortement l’idée que le CO2 injecté provient d’une combustion.
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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier ges).
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Une activité sur les gaz à effet de serre : élaboration d’une conférence destinée au grand public…
« L’espace et le temps continus sont une vision approximativeà grande échelle de la dynamique des quanta de gravité. » Carlo Rovelli. Par-delà le visible. 2014.
Carlo Rovelli et Nick Huggett. Peut-on tester la nature quantique de l’espace-temps ? Pour la science. 2024. Extrait
Notre connaissance du monde physique souffre d’une lacune importante : aucune de nos théories parmi les plus efficaces pour décrire nos observations et nos expériences n’inclut la nature quantique de la gravité. Toutefois, une grande majorité des physiciens s’accordent à penser que celle-ci est essentielle pour représenter correctement des situations extrêmes telles que l’Univers primordial et l’intérieur des trous noirs.
En attendant de résoudre le problème de la « gravité quantique », la gravité est décrite par une théorie classique, celle de la relativité générale d’Albert Einstein. Cette dernière a été éprouvée de nombreuses façons avec un succès spectaculaire. Elle a prédit des phénomènes, tous observés, tels que la déviation de la lumière, l’avance du périhélie de Mercure, les trous noirs et les ondes gravitationnelles. Elle stipule que la géométrie de l’espace-temps – la réunion de l’espace et du temps – est forgée par la gravité. Ainsi, lorsque nous parlons du comportement quantique de la gravité, nous parlons en réalité du comportement quantique de l’espace-temps.
Antoine Tilloy. Et si la gravité n’était pas quantique ? Pour la science. 2018. Extrait
DES THÉORIES INCOMPATIBLES
Ainsi, à son niveau le plus fondamental, l’Univers semble régi par deux mécaniques distinctes, deux ensembles de lois a priori incompatibles tant les notions et objets de ces théories sont différents. Dans leurs domaines d’application respectifs, ces deux théories sont d’une efficacité redoutable. Mais relativité générale et physique quantique ne semblent pas pouvoir être utilisées simultanément, en tout cas pas sans modification. Que se passe-t-il, par exemple, dans une situation où les effets dus à la physique quantique sont importants, mais où la force gravitationnelle domine ? La réponse simple est que l’on ne sait pas. Le problème n’est pas que l’on ne sait pas effectuer les calculs, mais que l’on n’a même pas de cadre théorique approprié.
Jean-Pierre Luminet. L’univers holographique (2) : La gravité quantique façon théorie des cordes. 2016. Extrait
Jusqu’à présent, la théorie de gravité quantique la plus étudiée est la théorie des cordes, même si d’autres approches comme la Loop Quantum Gravity ou la géométrie non-commutative offrent de prometteuses alternatives. L’idée de départ de la théorie des cordes est que les constituants fondamentaux de la matière (les quarks, les leptons et les bosons) ne sont pas des particules ponctuelles sans dimension, mais des objets longilignes et vibrants de dimension 1. Ces « cordes », de taille extrêmement petite, peuvent avoir deux formes : ouvertes aux extrémités libres, ou fermées en anneau. Leurs modes de vibration et d’enroulement sont quantifiés, et peuvent être associés à des particules de masse et de spin donnés.
Les modes vibratoires de cordes ouvertes et fermées, montrés ici en deux dimensions, correspondent aux diverses particules élémentaires.
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Selon Carlo Rovelli : « De quoi le monde est-il fait ? D’un seul ingrédient : de champs quantiques covariants. »
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La relativité générale et la mécanique quantique sont les deux théories physiques les plus efficaces. Pourtant elles sont incompatibles, en particulier en ce qui concerne la représentation de l’espace-temps.
On trouvera ici une petite collection documentaire (très partielle), faisant l’économie des modélisations mathématiques (difficilement abordable…), à propos des multiples travaux sur la « gravitation quantique ».
Etienne Klein. La physique quantique et ses interprétations (Extraits)
Un siècle après la conférence de Max Planck [concernant le corps noir], les problèmes de fond posés par Bohr, Heisenberg, Einstein, Schrödinger ou Pauli restent d’actualité, mais on dispose pour les traiter de davantage de résultats et d’arguments. Plusieurs systèmes épistémologiques essaient d’intégrer ces nouvelles donnes. On pourrait évoquer la thèse du réel voilé de Bernard d’Espagnat, le solipsisme convivial de Hervé Zwirn, le réalisme physique de Michel Paty ; et, de façon plus diffuse, le réalisme ouvert, l’antiréalisme, l’empirisme, l’opérationnalisme, le phénoménalisme ; enfin, l’idéalisme, lui-même divisé en idéalisme radical et idéalisme modéré, les deux pouvant être plus ou moins kantiens… Ce pluralisme peut sembler encombrant, mais il a au moins l’avantage d’être plus fécond que les glaciations doctrinales ou les crispations idéologiques. Il faut simplement souhaiter que les partisans d’un réalisme fort n’érigent pas en dogme absolu le principe selon lequel le réel serait totalement intelligible et, pour faire bonne mesure, que les positivistes radicaux ne condamnent pas l’idée que cela a un sens de se préoccuper du réel, sous prétexte que cette idée serait bassement métaphysique.
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L’interprétation « orthodoxe », l’école de Copenhague (Bohr, Heisenberg, Born…). L’état d’un système quantique (particules, atomes…) est décrit par une fonction d’onde (ou vecteur d’état dans un espace mathématique de Hilbert approprié). L’équation de Schrödinger, qui permet d’établir la structure des fonctions d’onde, est parfaitement déterministe et donne une description complète du système. En mécanique classique les grandeurs physiques mesurables sont déterminées : durée, énergie, position, vitesse… Mais, en mécanique quantique ces grandeurs classiques ne sont pas déterminées. Au moment d’une « mesure », disons d’une interaction avec le système quantique, il y a « réduction » de la fonction d’onde. Alors les grandeurs classiques évoquées plus haut obtiennent certaines valeurs dont on ne peut prévoir que la probabilité.
Le réalisme d’Einstein. La physique doit traiter de l’intimité du réel, indépendamment de nous. C’est la position d’Einstein. Le hasard et les probabilités ne peuvent être érigés en principe. La mécanique quantique est donc selon lui incomplète, inachevée. Mais Einstein reconnait tout de même : “On doit admettre que ces nouvelles conceptions théoriques résultent, non pas d’un accès de fantaisie, mais de la force contraignante des faits d’expérience.” (Einstein. Fondements de la physique théorique. 1940).
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Tous les documents indiqués sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier epistemologie quantique).
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Petites collections documentaires pour cultiver la réflexion épistémologique à propos de la mécanique quantique…
Genius est une série télévisée de 2017 développée par Noah Pink et Ken Biller. La saison 1 est basée sur le roman Einstein, la vie d’un génie par Walter Isaacson publié en 2007, produite par Brian Grazer et Ron Howard, et diffusée sur National Geographic Channel.
ARNAUD SPIRE. Energie, sens et contresens. Dossier Sciences et philosophie. Extrait.PAS DE SYMÉTRIE ENTRE LE PASSÉ ET LE FUTUR
Ilya Prigogine a introduit dans La Nouvelle Alliance, métamorphose de la science, l’idée que le temps historique n’est pas réversible et que la nature a donc une histoire. Le physicien français contemporain Michel Paty est donc forcé d’admettre la métaphore prigoginienne de la flèche dès lors que l’on parle du temps en thermodynamique : « Le cours du temps du passé vers le futur avait été postulé au départ, par exemple quand Aristote définissait le temps comme le nombre du mouvement en rapport à l’avant et à l’après. » Mais l’uniformité du temps et la parfaite symétrie entre le passé et le futur supposées par la mécanique classique impliquaient la RÉVERSIBILITÉ des lois du mouvement : cet état de chose demeure d’ailleurs encore dans le cadre de la relativité générale. Mais elles sont généralement attribuées à l’entremise de la thermodynamique (rapport entre chaleur et travail) et de l’IRRÉVERSIBILITÉ qui en résulte. Tous les états et processus naturels sont irréversibles parce qu’inscrits dans un temps non circulaire. L’entropie qui mesure le degré, le désordre d’un système en physique et l’évolution en biologie sont d’ores et déjà des expressions scientifiquement avérées de l’irréversibilité.
Étienne Klein. De quoi l’énergie est-elle le nom ? 2017. Extraits. Les bons mots de l’énergie
De fait, l’énergie n’a pu devenir un concept central de la physique qu’un siècle et demi plus tard, à partir du moment où il fut établi qu’elle obéit à une implacable loi de conservation. Qu’est-ce à dire ? Lorsque deux systèmes interagissent, ils échangent de l’énergie : au cours de l’interaction, la somme des variations d’énergie dans le premier système se trouve toujours être l’opposée de la somme des variations d’énergie dans le second, de sorte que l’énergie globale est conservée. Mais nos façons de dire l’énergie, notamment lorsque nous débattons de la « transition énergétique », ne rendent guère justice aux découvertes des physiciens. Par exemple, dès lors que l’énergie d’un système isolé demeure constante, il devient trompeur de parler de « production d’énergie », car cette expression laisse entendre que l’énergie pourrait émerger du néant, surgir de rien. En réalité, il ne s’agit jamais que d’un changement de la forme que prend l’énergie, ou d’un transfert d’énergie d’un système à un autre, jamais d’une création ex nihilo. Un exemple ? « Produire » de l’électricité dans une centrale nucléaire signifie transformer l’énergie libérée par les réactions de fission de l’uranium 235 en énergie électrique d’une part, en chaleur d’autre part. L’énergie présente à la fin du processus est exactement la même qu’au début. Contrairement à ce qu’on proclame, on n’en a donc pas produit du tout.
Pour mieux comprendre comment les choses se passent, il faut faire appel à un autre concept, plus subtil, celui d’entropie. Il s’agit d’une grandeur qui caractérise la capacité d’un système physique à subir des transformations spontanées : plus grande est la valeur de l’entropie, plus faible est la capacité du système à se transformer. En évoluant, un système augmente son entropie, c’est-à-dire affaiblit sa tendance à évoluer : plus il a changé, moins il a tendance à continuer à changer, jusqu’à ce que, son entropie étant devenue maximale, il demeure dans un état d’équilibre. C’est là tout le sens du second principe de la thermodynamique.
L’entropie mesure en fait la « qualité » de l’énergie disponible au sein du système. Au cours de ses transformations, l’énergie devient de moins en moins utilisable. Une énergie de bonne qualité est une énergie ordonnée, c’est-à-dire d’entropie faible. C’est par exemple celle de la chute d’eau qui, grâce à son mouvement d’ensemble descendant, est facilement récupérable (on peut l’utiliser pour faire tourner une turbine). Au bas de la chute, les molécules d’eau ont perdu l’ordonnancement vertical, dû à la pesanteur, qu’elles avaient lors de la chute. Leur énergie s’est désordonnée et a donc perdu de sa qualité. En fait, elle s’est en partie transformée en chaleur, notion ici ambiguë car perd de son sens à l’échelle microscopique : elle n’est que la partie désordonnée de l’énergie mécanique totale.
De la même façon, on ne devrait pas parler de « consommation d’énergie ». Car consommer la totalité d’un kilojoule d’énergie, ce n’est nullement le faire disparaître : c’est prendre un kilojoule d’énergie sous une forme de faible entropie (par exemple de l’électricité) et le convertir en une quantité exactement égale d’énergie sous une autre forme, possédant en général une entropie beaucoup plus élevée (de l’air chaud ou de l’eau chaude par exemple). En bref, consommer de l’énergie, ce n’est pas consommer de l’énergie, c’est créer de l’entropie. On ne devrait pas non plus dire qu’il existe des énergies à proprement parler « renouvelables », car ce n’est jamais l’énergie elle-même qui se renouvelle, seulement le processus physique dont on l’extrait (par exemple le vent ou l’émission de lumière par le Soleil)…
Suis-je en train de « pinailler » ? Sans doute, mais dans le but d’illustrer le fait que si l’on dit mal les choses, on risque de mal les penser. Or, la nature ne se laissera jamais duper par nos jeux de langage. […]
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Il y a urgence à travailler les concepts et le langage approprié ! Comme l’indique Etienne Klein, nous ne consommons pas de l’énergie ; nous la transformons, et ce faisant nous créons de l’entropie, c’est-à-dire du désordre. Il faut encore préciser que lorsque nous créons des structures (de l’organisation, de « l’ordre »), nous provoquons une désorganisation (un « désordre ») encore plus grand dans l’environnement… C’est le second principe de la thermodynamique, cette branche fondamentale des sciences physiques qu’il faudrait introduire dans l’enseignement, dès le collège et le lycée…
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