{"id":1357547,"date":"2021-05-09T22:37:57","date_gmt":"2021-05-09T21:37:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pressenza.com\/?p=1357547"},"modified":"2021-05-09T22:37:57","modified_gmt":"2021-05-09T21:37:57","slug":"alice-11-ans-si-le-mouvement-perpetuel-nexiste-pas-comment-les-atomes-peuvent-ils-bouger-en-permanence","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pressenza.com\/fr\/2021\/05\/alice-11-ans-si-le-mouvement-perpetuel-nexiste-pas-comment-les-atomes-peuvent-ils-bouger-en-permanence\/","title":{"rendered":"Alice, 11 ans : \u00ab Si le mouvement perp\u00e9tuel n\u2019existe pas, comment les atomes peuvent-ils bouger en permanence ? \u00bb"},"content":{"rendered":"
<\/figcaption>Daniel Bloch<\/a>, Universit\u00e9 Sorbonne Paris Nord<\/a><\/em><\/figure>\n

Tout bouge tout le temps, et pourtant le mouvement perp\u00e9tuel est interdit par les lois de la physique. Je vais pr\u00e9senter ici quelques id\u00e9es simples, valables aussi bien pour le monde infiniment grand des plan\u00e8tes, que pour celui infiniment petit des atomes.<\/p>\n

En montagne, d\u00e9valer une pente et remonter la suivante sans effort, c\u2019est un jeu pour un skieur ou un cycliste. Mais le jeu se termine car des frottements (ceux de la neige ou de la route) freinent le d\u00e9placement.<\/p>\n

Seul le monde astronomique para\u00eet suivre un mouvement immuable, comme la Terre qui tourne autour du Soleil avec une r\u00e9gularit\u00e9 remarquable. Cette r\u00e9gularit\u00e9 est en fait l\u00e9g\u00e8rement alt\u00e9r\u00e9e, notamment par le voisinage des autres plan\u00e8tes ou corps c\u00e9lestes.<\/p>\n

L\u2019id\u00e9al du mouvement perp\u00e9tuel est plus terre-\u00e0-terre que la contemplation astronomique : avec du mouvement, on peut extraire du \u00ab travail \u00bb. Ainsi, le flux de la rivi\u00e8re actionne le moulin \u00e0 eau, et la turbine produit l\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Pour obtenir ce travail, il faut fournir de l\u2019\u00e9nergie. Ainsi, pour arriver en haut de la pente \u00e0 v\u00e9lo, il a fallu stocker de l\u2019\u00e9nergie. C\u2019est cette \u00e9nergie stock\u00e9e, qui peut se convertir, de fa\u00e7on plus utile que les frottements, quand on prend de la vitesse, en gagnant de l\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique au fur et \u00e0 mesure de la descente.<\/p>\n

L\u2019\u00e9l\u00e9ment essentiel, c\u2019est qu\u2019il y a eu conversion d\u2019une forme d\u2019\u00e9nergie en une autre forme, mais il n\u2019y a pas eu cr\u00e9ation de travail ou d\u2019\u00e9nergie sans contrepartie. Cette loi fondamentale de conservation de l\u2019\u00e9nergie ruine l\u2019espoir de fabriquer une machine \u00e0 mouvement perp\u00e9tuel.<\/p>\n

Cette loi de conservation est aussi appel\u00e9e \u00ab premier principe de la thermodynamique \u00bb, du nom de la science des machines \u00e0 vapeur du XIXe<\/sup> si\u00e8cle. La vapeur peut faire tourner une turbine \u00e9lectrique, et l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 peut chauffer un liquide qui devient vapeur, mais il n\u2019y aura cependant jamais de gain net dans cette conversion d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

\u00c0 l\u2019\u00e9chelle microscopique, on sait que le monde est constitu\u00e9 d\u2019atomes, populairement d\u00e9crits un peu facilement comme un mod\u00e8le plan\u00e9taire, avec un cort\u00e8ge d\u2019\u00e9lectrons qui tournent autour d\u2019un noyau. Cependant, \u00e9lectrons et noyau \u00e9tant charg\u00e9s, le mouvement classique de ces particules imposerait, une d\u00e9perdition d\u2019\u00e9nergie par rayonnement (c\u2019est un peu comme une antenne de radio ou de t\u00e9l\u00e9phonie, qui rayonne de l\u2019\u00e9nergie). Ceci a oblig\u00e9 \u00e0 inventer la \u00ab m\u00e9canique quantique \u00bb, o\u00f9 l\u2019\u00e9lectron (ou les autres particules) n\u2019est pas caract\u00e9ris\u00e9 par une localisation et une vitesse connue. En \u00e9tant \u00e0 la fois ici et ailleurs, la particule quantique bouge, sans que ceci ne soit vraiment un mouvement, qui co\u00fbte de l\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

Ainsi, tout bouge \u00e0 l\u2019\u00e9chelle microscopique, mais sans perte d\u2019\u00e9nergie. M\u00eame pour des objets moins petits, et m\u00eame pour une pierre qui serait parfaitement isol\u00e9e, il peut exister une fluctuation globale de position, outre la bougeotte interne des atomes individuels. C\u2019est une fluctuation infime, mais dont les effets peuvent \u00eatre d\u00e9tectables. Il s\u2019agit d\u2019abord de fluctuations thermiques parce que l\u2019objet, m\u00eame isol\u00e9, est encore \u00e0 la temp\u00e9rature environnante. Si on abaisse la temp\u00e9rature jusqu\u2019au z\u00e9ro absolu (le gel complet de tout mouvement), il subsiste des fluctuations quantiques, que les chercheurs savent m\u00eame d\u00e9tecter. On attribue une \u00e9nergie \u00e0 ces fluctuations du vide quantique (ce vide se r\u00e9v\u00e8le plein de fluctuations). Cependant, extraire ou utiliser cette \u00e9nergie est probablement aussi impossible que le mouvement perp\u00e9tuel.<\/p>\n

Diane Rottner, CC BY-NC-ND<\/a><\/span><\/figcaption>Daniel Bloch<\/a>, Directeur de recherche au CNRS, physicien, sp\u00e9cialiste d\u2019optique, lasers et nanotechnologies, Universit\u00e9 Sorbonne Paris Nord<\/a><\/em><\/figure>\n

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Cet article est republi\u00e9 \u00e0 partir de The Conversation<\/a> sous licence Creative Commons. Lire l\u2019article original<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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