Le but de ce blog est d’initier un public le plus large possible aux concepts de la mécanique statistique, ou thermodynamique, dite hors-équilibre.

La nécessité de faire comprendre cette discipline au plus grand nombre m’est apparue lorsque j’ai réalisé que ses implications s’étendaient aux sciences humaines, un domaine qui a baigné mon enfance (mon père a été professeur de littérature comparée à la Sorbonne). Bien qu’éduqué par un père littéraire, j’ai été attiré par les sciences, à cause de leur rigueur et de la possibilité qu’elles offrent de vérification expérimentale. D’un autre coté, j’imagine que les littéraires, tout en enviant la rigueur des scientifiques, trouvent leurs concepts beaucoup trop étroits et limités.

Les chercheurs en sciences dites «sociales», en particulier les économistes, tentent souvent d’ajouter de la rigueur à leur discipline par l’emploi des mathématiques, mais découvrent que cela ne suffit pas: une liaison avec les sciences dites «dures» s’avère indispensable. Je me suis rendu compte que la thermodynamique hors-équilibre le permet.

Mon problème a alors été multiple:
1) Je ne me suis intéressé à cette branche de la physique que récemment (à la retraite), lorsque j’ai découvert son importance en biologie.
2) Si la thermodynamique est la première discipline que j’ai enseignée à l’université, elle n’a pas été mon domaine particulier de recherche.
3) Les physiciens jugent ses concepts comme étant parmi les plus difficiles de leur discipline.

Je me suis donc mis au travail, tentant de relier les connaissances concrètes de la thermodynamique aux concepts abstraits des sciences humaines. Il me reste à expliquer cette liaison en des termes compréhensibles à la fois par des littéraires et des scientifiques. C’est le rôle de ce blog.

Afin d’être compris par le plus grand nombre, j’évite autant que possible les mathématiques. Je propose aujourd’hui d’utiliser une technique largement employée en littérature: l’allégorie. Pour mieux faire comprendre le contenu des billets précédents, j’utiliserai celle d’un élevage de chevaux de course.

Les chevaux symbolisent les molécules d’un fluide. Initialement parqués dans un enclos fermé, ils forment l’équivalent d’un fluide proche de l’équilibre thermodynamique. La situation devient hors-équilibre lorsque les chevaux sont amenés au point de départ d’un champ de course. Les séquences qui suivent rappellerons au lecteur celles d’un moteur à explosions. Un coup de feu marque le départ de la course.

Au début, la pression est très forte. Les chevaux sont proches les uns des autres et leur flux important. En économie, c’est la phase dite d’expansion. Peu à peu, la distance entre les chevaux augmente. Les premières barrières apparaissent. Tous ne les franchissent pas.

L’intensité du flux diminue alors que les barrières augmentent. Les chevaux s’essouflent tandis que les jockeys essayent de maintenir la pression coûte que coûte. On reconnait la phase que les économistes qualifient de stagflation.

Puis c’est la ligne d’arrivée. En thermodynamique on parle de transition de phase. Les économistes parlent de crise. C’est plus particulièrement la crise pour ceux qui ont misés sur un mauvais cheval.

C’est aussi le bon moment de préparer la prochaine compétion: le retour du piston à son point de départ. La course est mise en sommeil. Certains chevaux seront revendus à un prix lié à leur performance. Les meilleurs seront utilisés pour la reproduction. C’est la sélection artificielle, mécanisme qui a permis à Darwin de comprendre la sélection naturelle.

La phase finale est celle du dressage. Sélection et dressage permettent d’optimiser les performances, c’est à dire la puissance dissipée. Encore de nos jours, on mesure la puissance des moteurs thermiques en «chevaux-vapeur». On se prépare pour la course suivante, qui est aussi celle du piston dont l’étincelle déclenchera le prochain départ. Et le cycle recommence, chaque fois le même, et pourtant toujours différent.