La thermodynamique est souvent vue comme une science rébarbative. Elle détient pourtant les clés de la transition énergétique et écologique : ses lois conditionnent ce qu’il est possible ou non de faire – et quel est le coût énergétique à payer.
L’enjeu de transition écologique et énergétique de nos sociétés est désormais bien connu de nos contemporains : il va falloir exploiter différemment nos ressources – en particulier énergétiques – pour minimiser nos émissions de gaz à effet de serre et notre pression environnementale sur la planète.
À écouter certains, il suffirait de promouvoir l’innovation pour que nous puissions tous circuler en voiture électrique ou à hydrogène sans émettre de CO2. Mais est-ce vraiment aussi simple ?
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Cette citation, souvent attribuée au chimiste du XVIIIᵉ siècle Antoine Lavoisier, résume bien les principes de la thermodynamique, qui étudie les transformations de la matière et les conversions d’une forme d’énergie à une autre.
Nous fêtons en 2024 le 200e anniversaire d’une des œuvres fondatrice de cette discipline : « Réflexions sur la puissance motrice du feu », par Sadi Carnot. C’est lui qui a le premier compris que si l’énergie ne se perd pas (premier principe), elle se détériore de manière irrémédiable (second principe).
Autrement dit, la thermodynamique fixe le cadre de ce qui est physiquement possible ou non en matière d’énergie. C’est à cause d’elle que les voitures volantes promises par la science-fiction ne volent toujours pas au-dessus de nos têtes…
On y distingue deux grandes branches :
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la première décrit le rendement maximal pour chaque transformation de la matière ou conversion d’énergie. Elle est cruciale pour comprendre…
Auteur: Jean-Charles de Hemptinne, Professeur en thermodynamique, IFP Énergies nouvelles
