LA NOTION D’ÉNERGIE…
De Thalès à Prigogine en passant par Galilée
Jean-Luc Dion
Éléments divers d’une conférence…
Septembre 2017
Je tâcherai ici de faire une vulgarisation du concept
d'énergie, en faisant ressortir l'effet déterminant sur l'évolution humaine de
son utilisation, tout particulièrement le fait que l'exploitation actuelle des
sources d'énergie comme le pétrole amènera inévitablement à court terme une
catastrophe humanitaire s'il ne se produit pas une prise de conscience majeure
à court terme...
Avec l’épuisement des ressources naturelles, l’explosion
démographique dans de nombreux pays, la dégradation et l’empoisonnement des sols,
des eaux et de l’air, la disparition accélérée de nombreuses espèces vivantes,
B. WARD & R. DUBOS, Nous n'avons qu'une Terre.
Coll. Regards sur le Monde, Paris, Denoël, 1972
—
Nous avons pris conscience assez récemment, et même un peu
tard sinon trop tard, que nous vivons sur une petite planète aux ressources
limitées et à l'équilibre fragile. Nous savons maintenant avec une grande
certitude que l’utilisation massive de sources d’énergie comme les combustibles
fossiles, pétrole, charbon, bois, gaz, bouleverse le climat sur la Terre.
La fonte accélérée des glaciers et du pergélisol dans le Grand Nord, les
ouragans plus fréquents et dévastateurs, en sont les signes les plus
dramatiques. Il est aussi évident que la multiplication des nouvelles
techniques et des produits de consommation engendre une pollution et une
dégradation à l’échelle planétaire de tous les milieux de vie.
—
On constate sans difficulté que ces graves problèmes se
rattachent à une fantastique augmentation de la consommation d’énergie,
principalement à partir de combustibles fossiles qui sont des ressources non
renouvelables. Une première question qui se pose immédiatement est :
est-il encore possible de freiner le réchauffement et les bouleversements
climatiques ?
—
On peut ensuite se demander si le concept de
« développement durable » tel que décrit actuellement a du sens. On
entend parfois dire « Le défi actuel consiste à offrir un réel
développement durable à l'humanité, ce qui nécessite d'assurer à tous les
humains une qualité de vie suffisante où l'accès à l'eau, à la nourriture et à
l'énergie en constituent les fondements. »
— En effet, l’expression « développement durable » est contradictoire si on l’entend dans le sens du développement ininterrompu de la consommation des ressources terrestres non renouvelables telles que le pétrole et la plupart des minerais dont nous tirons les métaux. Nous aurons l’occasion de revenir à cette importante question quand nous aurons défini les bases physiques du concept d’énergie.
Pourquoi Thalès ?
Thalès, considéré comme le premier philosophe grec, serait
né vers 624 avant notre ère à Milet (près de Balat dans l'actuelle Turquie) et
décédé vers l’an -547. On connaît très peu de choses de Thalès. Son occupation
première était celle d'un marchand, mais aussi considéré comme un mathématicien
et un scientifique…
Une autre légende, plus connue, concerne le voyage que Thalès fit en Égypte. On raconte que le pharaon d'Égypte, devant la renommée de Thalès, lui demanda une chose impossible. Il devait mesurer ce qu'aucun homme n'avait pu mesurer depuis près de 2000 ans: la hauteur de la grande pyramide de Gizeh. Devant ce défi de taille, Thalès se mit au travail.
Certains racontent qu'il se servit d'un bâton, d'autres
disent qu'il se servit de sa propre taille. Quoiqu'il en soit, la méthode qu'il
utilise est ingénieuse. En comparant la mesure de l'ombre faite par sa taille
(ou par le bâton) avec celle de la pyramide, il pourra trouver la hauteur de la
pyramide. Le raisonnement est fort simple. Si l'ombre de la pyramide est 45
fois celle de sa taille (ou du bâton), alors la pyramide sera 45 fois plus
grande que sa taille (ou son bâton). Par ce raisonnement, Thalès ébranle le
monde grec. Alors que seuls nos sens (particulièrement le toucher) pouvaient
nous maintenir en contact avec le monde extérieur avec certitude, il démontre
que le raisonnement rend accessible ce qui était jusqu'alors
inaccessible.
(…)
Thalès le philosophe
Il a été mentionné précédemment qu'en plus d'être
mathématicien et marchand, Thalès était un philosophe. En fait, la philosophie
de Thalès nous est parvenu par les écrits d'Aristote. Selon Aristote, Thalès
enseignait que "Tout est eau". Bien que cette philosophie nous
paraisse quelque peu simpliste, elle était révolutionnaire pour l'époque. En
effet, il ne faut pas oublier qu'à l'époque de Thalès, tous les phénomènes
étaient expliqués par la présence des dieux grecs. Il est donc un des premiers qui tente d'expliquer l'Univers sans
l'utilisation des dieux de l'Olympe.
http://www.math.uqam.ca/~boileau/Explorations2012/Projets/HistoireMaths/thalesdemilet.html
Thalès avait environ
quarante ans lors de l'éclipse du Soleil dont la prédiction lui a valu de
rester célèbre (585 av. J.-C.). Il possédait des connaissances en astronomie assez positives et assez avancées pour faire
des prévisions rationnelles. Il habitait la cité ionienne de Milet, port et
centre d'un commerce étendu aux deux bassins de la Méditerranée : il a
vraisemblablement développé ses connaissances en relation avec les techniques
de l'orientation maritime.
(…)La cosmologie de Thalès
tire aussi sans doute son origine des civilisations qui ont grandi en bordure
des fleuves ou estuaires. Elle fait naître la Terre et toutes choses de la Mer.
Si cette cosmologie a mérité d'être citée
par Aristote, et à sa suite par les manuels modernes, comme la
première parmi les philosophies, c'est parce qu'elle évacue le mythe.
Clémence RAMNOUX,
« THALÈS DE
MILET (-625
env.-env. -547) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 août 2017. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/thales-de-milet/
http://www.universalis.fr/encyclopedie/thales-de-milet/
Ératosthène
Ératosthène est un astronome, géographe, philosophe et
mathématicien grec du IIIᵉ siècle av. J.-
Date et lieu de naissance : 276 av. J.-C., Cyrène, Libye
Date et lieu de décès : 194 av. J.-C., Alexandrie, Égypte
Renommé pour : Première méthode de mesure de la circonférence de la
Terre; Crible d'Ératosthène.
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ratosth%C3%A8ne
Germaine Aujac, Ératosthène de Cyrène,
le pionnier de la géographie : sa mesure de la circonférence terrestre,
Paris, 2001
La
méthode utilisée par Ératosthène est décrite par Cléomède dans sa Théorie
circulaire des corps célestes.
Ératosthène
déduisit la circonférence de la Terre (ou méridien terrestre)
d'une manière purement géométrique. Il compara l'observation qu'il fit sur
l'ombre de deux objets situés en deux lieux, Syène (aujourd'hui Assouan)
et Alexandrie, considérés comme étant sur le même méridien, le 21 juin (solstice d'été)
au midi solaire local. C'est à ce moment précis de l'année que dans l'hémisphère nord le Soleil détient la
plus haute position au-dessus de l'horizon
« Galilée, né à Pise en 1564 et mort à Arcetri, près
de Florence, le 8 janvier 1642, était un mathématicien, géomètre, physicien et
astronome italien du XVIIᵉ siècle.
Particulièrement célèbre pour avoir soutenu que la Terre
tournait autour du Soleil, ce qui lui a valu un conflit avec la papauté… »
Galilée est contemporain de Giordano Bruno :
« Sensible aux découvertes de l'astronome Nicolas
Copernic, publiées en 1543, Giordano Bruno imagine un univers infini
dont Dieu serait l'âme. Il conçoit une pluralité de mondes analogues au nôtre
dans un univers qui n'aurait pas été créé mais aurait existé de toute éternité.
Cette philosophie panthéiste inspirera Spinoza au siècle suivant... En
attendant, elle s'oppose de front à la théologie chrétienne… »
Le 17 février 1600, le philosophe Giordano Bruno est brûlé
vif à Rome, sur le Campo dei
Fiori, après avoir passé huit ans dans les geôles de l'Inquisition.
Avant de le faire mourir, ses bourreaux ont soin de lui arracher la langue pour
l'empêcher de proférer des « paroles
affreuses ».
Toutefois, la véracité de cette exécution est fortement
contestée…
»»» S’il est un exemple frappant de la
témérité avec laquelle, parfois, les historiens et les érudits acceptent
des faits douteux sur des témoignages suspects,
c’est la manière dont s’est formée la croyance à la mort tragique de Giordano
Bruno. À dire vrai, cette croyance est née un peu tard ; en
effet, si, comme on le croit vulgairement, le célèbre philosophe a péri à Rome
sur un bûcher, son supplice aurait eu lieu en 1600 ; or l’histoire de
cette mort tragique (dont personne ne semble avoir entendu parler à
cette époque) n’apparaît dans la seconde moitié du dix-septième siècle
qu’à l’état de récit incertain et invérifiable1. Puis voici qu’en 1701
elle prend de la consistance, à l’occasion de la publicité donnée par les Actes
littéraires à un document qui pourrait bien être apocryphe. (C’est une
lettre attribuée à Gaspard Schopp, lettre dont nous discuterons plus loin
l’authenticité.) Toutefois ce document, et l’histoire du supplice de Bruno qui
s’y trouve racontée tout au long, rencontrèrent encore des incrédules. Sans
parler d’un érudit Hagmius ou Haym, qui dans un
ouvrage sur les livres rares de l’Italie, rapporte que Bruno
n’aurait été brûlé... qu’en effigie, un critique d’une autorité
incontestable, Bayle déclare en 17022 que le récit
donné sur la foi de Gaspard Schopp a bien l’air d’une fausseté3. Le dictionnaire de
Moréri, comme celui de Bayle, ne parle du supplice de Bruno que sous toutes
réserves4. Comment ce
qui était douteux au temps de Bayle est-il devenu aujourd’hui l’objet d’une
croyance universelle ? Serait-ce que l’on aurait découvert un
document nouveau pour éclairer la question ? En aucune façon. On a sans
doute fait beaucoup de recherches ; on a trouvé des documents sur la vie
de Bruno, sur sa captivité à Venise5, que nous ne songeons
pas à contester ; mais en fait de témoignages sur son prétendu supplice,
on n’a trouvé absolument rien de nouveau ; on est toujours réduit
à la lettre qui porte le nom de Gaspard Schopp6.(…)
La légende tragique de Giordano Bruno
COMMENT
ELLE A ÉTÉ FORMÉE, SON ORIGINE SUSPECTE,
SON INVRAISEMBLANCE
Par Théophile DESDOUITS
http://www.biblisem.net/etudes/desdbrun.htm
www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Chaos/ThreeBody/ThreeBody.html
PRIGOGINE, ILYA (1917-2003)
Ilya Prigogine, physicien, chimiste et
philosophe belge a reçu le prix Nobel de chimie en 1977 pour ses contributions
à la thermodynamique des processus irréversibles et spécialement à la théorie
des structures dissipatives. Il a en particulier montré
que quand la matière s'éloigne de son état d'équilibre, celle-ci
peut s'organiser d'elle-même. De tels phénomènes se manifestent aussi bien en
en physique qu'en biologie ou dans les fluctuations climatiques. Apparaissent
alors des configurations nouvelles qui semblent contredire l'accroissement
perpétuel d'entropie que prédit la thermodynamique. Il a pu
être montré que cet « ordre né du chaos » se paie par une dépense
d'énergie fournie par le monde extérieur, mais ces systèmes ouverts, à toutes
les échelles, jouent un rôle important dans la structuration des formes de la
nature. (…)
http://www.universalis.fr/encyclopedie/ilya-prigogine/
L’énergie : un objet fondamental de la
physique
—
La physique décrit de façon
quantitative et conceptuelle les phénomène fondamentaux de l'univers.
—
C'est une science qui
développe des théories en utilisant les mathématiques pour décrire et prévoir
l'évolution d'un système.
—
Elle est fondée sur des
hypothèses vérifiables.
— Ces hypothèses doivent être vérifiables par des mesures et des expériences reproductibles.
Thermodynamique. La thermodynamique correspond à une branche de la physique qui étudie le comportement thermique des corps, plus exactement les mouvements de chaleur. De façon plus générale, la thermodynamique s'intéresse à l'étude de l'énergie (en particulier l'énergie interne) et de ses transformations.
— Nous
avons pris conscience assez récemment, et même un peu tard sinon trop tard, que
nous vivons sur une petite planète aux ressources limitées et à l'équilibre
fragile. Nous savons maintenant avec une grande certitude que l’utilisation
massive de combustibles fossiles, pétrole, charbon, bois, gaz, bouleverse le
climat sur la Terre. La fonte accélérée des glaciers et du pergélisol dans le
Grand Nord, les ouragans plus fréquents et dévastateurs, en sont les signes les
plus dramatiques. Il est aussi évident que la multiplication des nouvelles
techniques et des produits de consommation engendre une pollution et une
dégradation à l’échelle planétaire de tous les milieux de vie.
— On
constate sans difficulté que ces graves problèmes se rattachent à une
fantastique augmentation de la consommation d’énergie, principalement à partir
de combustibles fossiles qui sont des ressources non renouvelables. Une
première question qui se pose immédiatement est : est-il encore possible
de freiner le réchauffement et les bouleversements climatiques ?
— On
peut ensuite se demander si le concept de « développement durable » a
du sens. On entend parfois dire « Le défi actuel consiste à offrir un réel
développement durable à l'humanité, ce qui nécessite d'assurer à tous les
humains une qualité de vie suffisante où l'accès à l'eau, à la nourriture et à
l'énergie en constituent les fondements. »
— En
effet, l’expression « développement durable » est contradictoire si
on l’entend dans le sens du développement ininterrompu de la consommation des
ressources terrestres non renouvelables telles que le pétrole et la plupart des
minerais dont nous tirons les métaux. Nous aurons l’occasion de revenir à cette
importante question quand nous aurons défini les bases physiques du concept
d’énergie.
« …la
majorité des propriétaires de véhicules verts ne regrettent pas leur choix. D’ailleurs,
84 % des personnes qui possèdent un véhicule électrique ou hybride opteront
pour une auto 100 % électrique lors de leur prochain achat, révèle un sondage
de l’Association des véhicules électriques du Québec (AVEQ).
De leur
côté, 39 % des Québécois qui sont propriétaires d’une auto conventionnelle,
interrogés par l’Observatoire de la consommation responsable du Québec pour les
besoins d’une enquête, ont répondu qu’ils envisagent l’achat d’un véhicule vert
lorsqu’il leur faudra remplacer leur auto.
Même si
l’engouement pour les véhicules électriques se confirme, les consommateurs
optent plutôt pour de gros moteurs à essence au moment de concrétiser leur
achat. Preuve en est qu’au Québec, en 2016, il s’est vendu 168 000 véhicules
utilitaires sport (VUS) comparativement à 5 100 véhicules verts. Quant aux
camionnettes, il s’en est écoulé 65 000 ! »
PROTÉGEZ-VOUS,
septembre 2017
Le
gaz naturel ne serait pas une énergie de transition viable
Un
expert du GIEC se prononce contre l’utilisation de cette ressource promue par
le gouvernement Couillard
Le Devoir, 6 septembre 2017 |Alexandre Shields
Il est faux
de prétendre que le gaz naturel peut être utilisé comme énergie de transition pour
lutter contre les changements climatiques. C’est ce qu’affirme le scientifique
Damon Matthews, qui a contribué à la rédaction des deux plus récents rapports
du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Le
gouvernement Couillard en fait pourtant la promotion, en plus d’y consacrer des
millions de dollars de fonds publics.
« On peut débattre du fait que le gaz
naturel est un peu mieux que d’autres carburants. Mais le fait est qu’il s’agit
d’une source d’énergie fossile. Et lorsque nous bâtissons une nouvelle
infrastructure pour y recourir, elle aura une durée de vie d’au moins 30 ou
40 ans. Donc, nous investissons dans une source d’énergie qui émettra du
CO2 et d’autres gaz à effet de serre pour au moins 30 ou 40 ans », a-t-il souligné mardi, en marge d’un point de presse organisé
par des organismes de recherche et des groupes environnementaux.
https://en.wikipedia.org/wiki/Athabasca_oil_sands#Steam-assisted_gravity_drainage
La centrale thermique de Bécancour
pourrait reprendre du service
Depuis 2008,
Hydro-Québec a versé près de 1,5 milliard de dollars à la société albertaine
en guise de dédommagement pour la suspension des livraisons d'électricité.
Estimant toutefois que des besoins énergétiques se feront
sentir à compter de 2018, Hydro-Québec Distribution a décidé de conclure des
protocoles d'ententes avec TransCanada (T.TRP) et Gaz Métro.
(…)
Dans des documents déposés auprès de la Régie de l'énergie
- qui doit donner son feu vert aux ententes - il
est prévu qu'Hydro-Québec Distribution verse au total 389 millions à
TransCanada et Gaz Métro.
Si la société d'État
devait ne pas avoir recours à la centrale de Bécancour, elle serait obligée
d'effectuer les paiements prévus. Ce scénario est toutefois peu probable,
selon M. Pouliot.
«Les besoins en puissance sont très élevés pour les
prochaines années, a-t-il dit. L'augmentation des besoins est estimée à 0,9%
par année jusqu'en 2023, ce qui donne 3000 MW de plus par rapport à l'hiver
2013-2014.»
Il n'a pas été possible de connaître tous les détails des
ententes avec TransCanada et Gaz Métro puisque certains montants qui se
trouvent dans la documentation ont été caviardés.
La société d'État demande entre autres à la Régie de
l'énergie d'amender l'entente d'une durée de 20 ans conclue avec l'entreprise
albertaine en 2003.
«Le distributeur pourra notamment compter sur des
livraisons d'électricité garantie de la centrale durant un maximum de 300 heures par hiver et pour un maximum de
deux appels par jour», peut-on lire dans un document.
Les documents déposés auprès du tribunal administratif
soulignent que l'entente doit entrer en vigueur le 1er juin 2016 pour
s'échelonner jusqu'en 2036, soit 10 ans de plus par rapport à l'entente
initiale conclue en 2003.
«Après 2026, il n'y a toutefois plus de coûts
pour la suspension des livraisons de la centrale de Bécancour, a souligné M.
Pouliot. La portion pour l'utilisation sur toute l'année prend fin tel que
prévu.»
En raison des surplus générés, les livraisons de cette
centrale située dans le Centre-du-Québec, dont la puissance est estimée à 570
mégawatts (MW), avaient été suspendues depuis 2008.
Jusqu'en 2014, Hydro-Québec versait environ 150 millions
par année à TransCanada en guise de dédommagement pour la suspension des
livraisons d'électricité.
«Depuis le 27 mai 2014, la Régie a approuvé des amendements
(...) qui permettent à Hydro-Québec Distribution d'obtenir une diminution
annuelle (des coûts) oscillant entre 13 et 14 millions», a rappelé M. Pouliot.
Par ailleurs, Hydro-Québec dit s'être entendue avec Gaz
Métro afin d'approvisionner la centrale de Bécancour en gaz naurel liquéfié
GNL, ce qui, à son avis, devrait générer des économies.
En échange, le distributeur de gaz naturel s'est engagé à
construire un réservoir de GNL ainsi qu'une unité de vaporisation à proximité
de la centrale de TransCanada.
À COMPLÉTER...
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