24 août 2023 · 19 min
Comment la chaleur a-t-elle dessiné la flèche du temps ?
Dans cet épisode, suivez la naissance de la thermodynamique, des machines de Carnot à l’entropie de Clausius et Boltzmann, puis à la flèche du temps.
Collections de cet épisode (7)
Un contenu original Tangente, adapté en podcast avec l’aide de l’IA et validé par notre rédaction. Comment ça marche ?
Transcription
Afficher la transcriptionMasquer la transcription
Transcription automatique
Intervenant 1
Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente.
Intervenant 2
Bonjour, bonjour Evelyne.
Intervenant 1
Aujourd'hui, on va parler d'un truc qui est vraiment, mais alors vraiment hallucinant.
Intervenant 2
Totalement, oui.
Intervenant 1
On va carrément relier une vieille machine à vapeur, tu sais, le genre de truc qui crachait de la suie au XIXe siècle, à la fin absolue de notre univers.
Intervenant 2
Rien que ça.
Intervenant 1
Rien que ça, oui. Et même à la nature du temps qui s'écoule, on plonge dans un mystère absolu, un concept qui défie notre intuition et qui remet en question la trame même de la réalité. C'est
Intervenant 2
vrai que c'est le genre de sujet qui donne un peu le vertige. Et notre point de départ pour cette exploration, c'est un article de fond passionnant qui s'intitule « La naissance de la thermodynamique ».
Intervenant 1
Un super article d'ailleurs.
Intervenant 2
Ah oui, excellent ! C'est un texte qui démontre de manière éclatante comment les concepts les plus abstraits, les plus vertigineux de la physique moderne, ils ont été forgés non pas en observant les étoiles, mais en essayant de résoudre des problèmes industriels extrêmement pragmatiques.
Intervenant 1
Ouais, vraiment les mains pleines de charbon quoi.
Intervenant 2
Et c'est exactement ça.
Intervenant 1
Bon, décortiquons tout ça. L'objectif de notre plongée aujourd'hui, c'est de comprendre par quelle logique implacable l'étude utilitaire de la chaleur a fini par bouleverser notre vision du cosmos. Je veux dire, comment on passe de la simple optimisation d'un piston à la preuve mathématique qu'il existe une flèche du temps.
Intervenant 2
C'est un grand écart qui paraît impossible.
Intervenant 1
C'est clair. Et c'est une histoire fascinante, pleine de rendez-vous manqués, d'éclairs de génie. Et d'ailleurs, pour bien saisir l'ironie de cette découverte, il faut remonter à la première machine à vapeur.
Intervenant 2
Et qui est beaucoup plus ancienne qu'on ne le pense.
Intervenant 1
Bah oui, parce qu'elle ne date pas du tout de la révolution industrielle. On parle du premier siècle de notre ère.
Intervenant 2
Oui, avec Héron d'Alexandrie.
Intervenant 1
C'est ça, qui s'était inspiré de Vitruve d'ailleurs. Il invente l'éolipile. C'est une sorte de sphère métallique qui tourne grâce à la vapeur. Mais le truc dingue, c'est que ça s'arrête là.
Intervenant 2
Oui, ça n'a eu aucune suite.
Intervenant 1
Personne n'en fait rien d'autre qu'une curiosité de salon. C'est quand même
Intervenant 2
fou. Cette cécité technologique, elle s'explique en fait par l'absence totale de cadre conceptuel. Sans une théorie de la chaleur, l'invention d'Héron n'était perçue que, je sais pas, un simple tour de magie pneumatique.
Intervenant 1
Un gadget, quoi.
Intervenant 2
Voilà. Et cette incapacité à voir le potentiel de la chaleur s'est prolongée incroyablement tard. Si on prend l'année 1776, par exemple, l'économiste Adam Smith publie La Richesse des
Intervenant 1
Nations. Le fameux bouquin.
Intervenant 2
Le grand classique, oui. C'est l'ouvrage qui est censé cartographier l'avenir de l'industrie et de la productivité humaine.
Intervenant 1
Et le con, je trouve, c'est qu'il travaille à ce moment-là dans la même université qu'un certain James Watts.
Intervenant 2
Et James Watt, c'est quand même celui qui est littéralement en train de perfectionner la machine à vapeur dans le bâtiment d'à côté.
Intervenant 1
C'est fou quand on y pense, ils sont voivins de bureau presque.
Intervenant 2
C'est ça, mais Adam Smith rédige son traité monumental sans consacrer une seule ligne à la vapeur.
Intervenant 1
Ah ouais ?
Intervenant 2
Zéro. Il théorise la division du travail manuel, la force animale, mais il passe totalement à côté de la force motrice qui va redessiner la civilisation moderne.
Intervenant 1
Donc en gros, la machine à vapeur se développait de manière super empirique.
Intervenant 2
Oui, par essais et erreurs.
Intervenant 1
Dans l'angle mort des plus grands penseurs de l'époque.
Intervenant 2
Il manquait vraiment un pont entre l'ingénierie brute et la science pure.
Intervenant 1
Exactement. Et ce pont, il va être construit par une famille française au destin assez incroyable, la famille Carnot.
Intervenant 2
Ah, les Carnot. A la fin du XVIIIe siècle, on a d'abord le père, Lazare Carnot. C'est un mathématicien de génie, mais c'est aussi une figure politique d'une rigidité de fer.
Intervenant 1
Il était membre de la Convention nationale, non ?
Intervenant 2
Tout à fait, il a même voté la mort de Louis XVI.
Intervenant 1
Ah ouais, c'est pas n'importe qui.
Intervenant 2
Non, c'était un homme de pouvoir. Et son obsession, en tant qu'ingénieur militaire, c'était l'efficacité maximale. Il étudiait comment transmettre l'énergie des roues à aube, tu sais, dans les moulins, sans aucune perte, sans aucun choc inutile.
Intervenant 1
D'accord. Et cette obsession de l'efficacité un peu géométrique, ben Lazare l'a transmise à son fils ?
Intervenant 2
Qui l'a prénommé Sadi,
Intervenant 1
oui. En hommage au poète persan Saadid Shiraz, d'ailleurs. Et le truc, c'est que Sadi Carnot hérite de cette fascination pour les machines, mais il va appliquer la logique des flux d'eau de son père à un tout autre domaine.
Intervenant 2
Le feu.
Intervenant 1
Le feu, voilà. En 1824, il publie Réflexions sur la puissance motrice du feu. Et c'est vraiment le texte fondateur.
Intervenant 2
C'est le point de bascule.
Intervenant 1
Pourtant, quand on lit ce texte aujourd'hui, on réalise que Sadi Carnot partait d'un postulat complètement faux.
Intervenant 2
C'est le grand paradoxe de son travail, oui.
Intervenant 1
Il adhérait à la théorie dominante de l'époque qui disait que la chaleur, c'était une substance réelle. Un jour de fluide invisible et indestructible qu'on appelait le calorique.
Intervenant 2
Et l'analogie qu'il utilisait est d'ailleurs révélatrice. Il imaginait ce fameux fluide calorique agissant sur une machine à vapeur, exactement comme l'eau agit sur la roue d'une moulin.
Intervenant 1
Ouais, c'est ça. En gros, dans un moulin, l'eau tombe de haut en bas, elle fait tourner la roue par son simple poids, et puis elle ressort intacte en
Intervenant 2
bas. La quantité d'eau ne change pas.
Intervenant 1
Voilà. Et du coup, Carnot se disait que la chaleur entrait dans le moteur, générait du mouvement juste par sa chute du chaud vers le froid, et ressortait de l'autre côté en quantité identique.
Intervenant 2
Et l'ironie de l'histoire des sciences ici, c'est que cette métaphore hydraulique, bien qu'elle soit entièrement basée sur une chimère physique, parce que le calorique n'existe pas, elle l'a quand même conduit à une vérité absolue.
Intervenant 1
Ah ouais ?
Intervenant 2
Oui. Le trait de génie de Carnot, c'est de comprendre que la chaleur seule ne produit rien. Un moteur ne fonctionne que grâce au différentiel.
Intervenant 1
D'accord, au passage de la chaleur.
Intervenant 2
C'est ça, au passage de cette chaleur, d'une source chaude vers une source froide. Pas de pente thermique, pas de mouvement.
Intervenant 1
La chaleur doit tomber pour travailler.
Intervenant 2
Exactement.
Intervenant 1
C'est une superfugurance. Et ça nous amène directement à la question de la conservation.
La suite de la transcription est réservée aux abonnés.
S’abonnerÀ écouter ensuite
Des épisodes qui partagent une playlist, une figure ou un domaine avec celui-ci.
8 juin 2026 · 17 min
11 juin 2025 · 19 min
11 juin 2025 · 17 min
11 juin 2025 · 21 min
21 nov. 2023 · 17 min
20 nov. 2023 · 18 min