{"id":107,"date":"2006-06-08T15:20:06","date_gmt":"2006-06-08T14:20:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.francois-roddier.fr\/wordpress\/?p=107"},"modified":"2014-06-08T14:59:24","modified_gmt":"2014-06-08T13:59:24","slug":"9-evolution-vers-lordre-ou-le-desordre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/?p=107","title":{"rendered":"9 – \u00c9volution vers l\u2019ordre ou le d\u00e9sordre?"},"content":{"rendered":"

\"desordre\"<\/a>\u00c0 ce stade, le lecteur peut se demander pourquoi j\u2019ai consacr\u00e9 trois articles \u00e0 parler de thermodynamique sur un site politique. C\u2019est que les lois de la thermodynamique ne s\u2019appliquent pas seulement aux gaz mais \u00e0 tous les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques y compris \u2014comme nous allons le voir\u2014 \u00e0 la vie, c\u2019est-\u00e0-dire \u00e0 nous-m\u00eames. Peut-\u00eatre le lecteur a-t\u2019il d\u00e9j\u00e0 remarqu\u00e9 que les deux concepts cl\u00e9s de la thermodynamique, <i>\u00e9nergie<\/i> et <i>information<\/i> sont \u00e0 la base m\u00eame des r\u00e9volutions que traverse l\u2019humanit\u00e9. Apr\u00e8s la r\u00e9volution industrielle li\u00e9e \u00e0 l\u2019utilisation de <i>l\u2019\u00e9nergie<\/i>, l\u2019humanit\u00e9 est en train de traverser une nouvelle r\u00e9volution li\u00e9e \u00e0 l\u2019utilisation de <i>l\u2019information<\/i>.<\/p>\n

Il fallait-il sans doute s\u2019y attendre. La r\u00e9volution n\u00e9olithique n\u2019a-t\u2019elle pas \u00e9t\u00e9 elle aussi suivie d\u2019une r\u00e9volution de l\u2019information avec l\u2019invention de l\u2019\u00e9criture et de la monnaie? C\u2019est en effet le besoin de comptabiliser les \u00e9changes commerciaux qui a donn\u00e9 naissance \u00e0 ces inventions. La monnaie elle-m\u00eame peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme une mesure d\u2019entropie ou plut\u00f4t de son oppos\u00e9 appel\u00e9 <i>n\u00e9guentropie<\/i> (ou entropie n\u00e9gative). Le r\u00f4le de la monnaie est de maintenir la <i>r\u00e9versibilit\u00e9<\/i> des \u00e9changes. Tout ce qui se d\u00e9grade, perd de la valeur mon\u00e9taire (son entropie augmente). Inversement une chose pr\u00e9cieuse est g\u00e9n\u00e9ralement une chose rare donc de faible entropie. C\u2019est ainsi que le prix du p\u00e9trole augmente lorsque la probabilit\u00e9 d\u2019en trouver diminue (1).<\/p>\n

Nous assistons actuellement \u00e0 une fr\u00e9n\u00e9sie d\u2019\u00e9changes d\u2019information \u00e0 laquelle vous participez vous-m\u00eame en lisant ce blog. Chaque jour, une quantit\u00e9 croissante d\u2019information (la monnaie en est un cas particulier) traverse le globe \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re. Suivant toujours la loi de Moore <a href=\u00a0\u00bbhttp:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Loi_de_Moore\u00a0\u00bb>(2)<\/a>, la capacit\u00e9 d\u2019enregistrement des m\u00e9moires \u00e9lectroniques double tous les deux ans. Pourquoi cette fr\u00e9n\u00e9sie? Elle est d\u2019autant plus surprenante que tout accroissement de l\u2019information correspond \u00e0 une diminution d\u2019entropie ce qui parait contraire au second principe de la thermodynamique. Nous allons voir que, loin d\u2019\u00eatre contraire au second principe, cette fr\u00e9n\u00e9sie y est directement apparent\u00e9e.<\/p>\n

Il nous faut d\u2019abord remarquer que le second principe n\u2019interdit \u00e0 l\u2019entropie de diminuer que dans un syst\u00e8me <i>isol\u00e9<\/i> c\u2019est-\u00e0-dire sans apport d\u2019\u00e9nergie. Si vous mettez des gla\u00e7ons et de l\u2019eau chaude dans une bouteille Thermos, vous obtenez de l\u2019eau froide. C\u2019est une transformation irr\u00e9versible durant laquelle l\u2019entropie augmente. Si vous y mettez de l\u2019eau froide vous ne verrez jamais appara\u00eetre des gla\u00e7ons et de l\u2019eau chaude. L\u2019entropie ne pourra pas diminuer. Par contre, si vous mettez de l\u2019eau froide dans votre r\u00e9frig\u00e9rateur et que <i>vous le branchez sur une prise \u00e9lectrique<\/i>, vous verrez appara\u00eetre des gla\u00e7ons \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur et un d\u00e9gagement de chaleur \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur (en g\u00e9n\u00e9ral par derri\u00e8re). L\u2019entropie a diminu\u00e9 provisoirement gr\u00e2ce \u00e0 un apport <i>ext\u00e9rieur<\/i> d\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique. Ce n\u2019est que provisoire car la chaleur produite derri\u00e8re votre r\u00e9frig\u00e9rateur va se dissiper dans l\u2019atmosph\u00e8re et vos gla\u00e7ons vont fondre dans votre boisson achevant de dissiper toute l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique que vous avez consomm\u00e9e. Au total, l\u2019entropie aura d\u00e9finitivement augment\u00e9.<\/p>\n

Il nous reste maintenant \u00e0 comprendre pourquoi nous fabriquons tant de r\u00e9frig\u00e9rateurs et autres machines thermiques. Une r\u00e9ponse \u00e9tonnante est que c\u2019est la cons\u00e9quence d\u2019un principe encore plus g\u00e9n\u00e9ral que le second principe, appel\u00e9 principe de production maximale d\u2019entropie (Maximum Entropy Production ou MEP) <a href=\u00a0\u00bbhttp:\/\/www.entropylaw.com\/entropyproduction.html\u00a0\u00bb>(3)<\/a>. Ce principe n\u2019a \u00e9t\u00e9 \u00e9tabli qu\u2019assez r\u00e9cemment, plus d\u2019un si\u00e8cle apr\u00e8s Boltzmann, gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019\u00e9tude des syst\u00e8mes thermodynamiques hors \u00e9quilibre. Il stipule que l\u2019univers \u00e9volue de fa\u00e7on \u00e0 <i>maximiser son taux de production d\u2019entropie <\/i>(4). Nous commen\u00e7ons seulement \u00e0 en r\u00e9aliser l\u2019\u00e9tendue des cons\u00e9quences. Il explique en particulier la vie, donc nous-m\u00eames et par exemple le fait que, gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019invention du r\u00e9frig\u00e9rateur, nous consommons davantage d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 donc <i>nous dissipons davantage d\u2019\u00e9nergie ou nous produisons davantage d\u2019entropie<\/i> que nous ne le faisions autrefois.<\/p>\n

Apr\u00e8s les travaux de Boltzmann, l\u2019entropie a d\u2019abord \u00e9t\u00e9 consid\u00e9r\u00e9e comme une mesure du d\u00e9sordre. Si on met en vrac des pions blancs et des pions noirs dans une m\u00eame bo\u00eete on dit qu\u2019ils sont en d\u00e9sordre. Si on les s\u00e9pare dans deux boites diff\u00e9rentes on dit qu\u2019on met de l\u2019ordre. Il en est de m\u00eame pour les mol\u00e9cules. Si on m\u00e9lange deux gaz diff\u00e9rents, l\u2019op\u00e9ration est irr\u00e9versible et l\u2019entropie augmente. Cette augmentation d\u2019entropie correspond bien au passage d\u2019un \u00e9tat ordonn\u00e9 vers un \u00e9tat d\u00e9sordonn\u00e9. Notons que la notion d\u2019ordre est li\u00e9e \u00e0 celle d\u2019information. Vous pouvez soit ranger vos outils en mettant de l\u2019ordre soit les laisser en d\u00e9sordre et <i>m\u00e9moriser l\u2019information <\/i>sur leur emplacement. Si vous perdez cette information l\u2019entropie augmentera et il vous faudra d\u00e9penser de l\u2019\u00e9nergie pour les retrouver.<\/p>\n

<br \/><br \/>
\n<table width=\u00a0\u00bb450″ >
\n<tr align=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb>
\n<td width=\u00a0\u00bb225″>
\n<img src=\u00a0\u00bbordre.jpg\u00a0\u00bb alt=\u00a0\u00bbordre\u00a0\u00bb\/>
\n<\/td>
\n<td width=\u00a0\u00bb225″>
\n<img src=\u00a0\u00bbdesordre.jpg\u00a0\u00bb alt=\u00a0\u00bbordre\u00a0\u00bb \/>
\n<\/td>
\n<\/tr>
\n<tr align=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb>
\n<td width=\u00a0\u00bb225″>
\nOrdre = entropie faible
\n<\/td>
\n<td width=\u00a0\u00bb225″>
\nD\u00e9sordre = entropie \u00e9lev\u00e9e
\n<\/td>
\n<\/tr>
\n<\/table>
\n<br \/>
\nLa thermodynamique classique de Clausius et de Boltzmann explique tr\u00e8s bien le comportement des syst\u00e8mes \u00e0 l\u2019\u00e9quilibre (qui n\u2019\u00e9voluent pas) ou tr\u00e8s proches de l\u2019\u00e9quilibre (qui \u00e9voluent lentement de fa\u00e7on quasi-r\u00e9versible). Dans ce cas on observe toujours une tendance vers le d\u00e9sordre. Lorsque deux pi\u00e8ces m\u00e9caniques frottent l\u2019une contre l\u2019autre, le mouvement m\u00e9canique ordonn\u00e9 des mol\u00e9cules se transforme en un mouvement d\u00e9sordonn\u00e9 qui se manifeste par une \u00e9l\u00e9vation de la temp\u00e9rature. Malheureusement, la thermodynamique classique n\u2019explique pas que lorsqu\u2019on cr\u00e9e un d\u00e9s\u00e9quilibre important dans un fluide, il peut y avoir apparition spontann\u00e9e de mouvements <i>ordonn\u00e9s<\/i>.<\/p>\n

Les exemples classiques en sont le mouvement convectif de l\u2019eau dans une casserole que l\u2019on met sur le feu, l\u2019apparition de tourbillons dans le sillage d\u2019une voiture, la houle sur l\u2019oc\u00e9an, les cyclones dans l\u2019atmosph\u00e8re, etc\u2026 La thermodynamique classique s\u2019applique mal \u00e0 ces syst\u00e8mes car ce ne sont pas des syst\u00e8mes isol\u00e9s. Ce sont des syst\u00e8mes dits ouverts qui sont travers\u00e9s par des flux importants d\u2019\u00e9nergie. Le second principe ne s\u2019applique alors qu\u2019\u00e0 l\u2019entropie totale de l\u2019univers consid\u00e9r\u00e9 comme syst\u00e8me isol\u00e9. Cette entropie est la somme de l\u2019entropie du syst\u00e8me et de celle du milieu ext\u00e9rieur. De tels syst\u00e8mes peuvent exister parce que la diminution d\u2019entropie interne au syst\u00e8me li\u00e9e \u00e0 la cr\u00e9ation d\u2019ordre est largement compens\u00e9e par la forte augmentation d\u2019entropie de son environnement. Ces ph\u00e9nom\u00e8nes ne sont donc pas en contradiction avec le second principe, mais la thermodynamique classique ne les pr\u00e9voit pas.<\/p>\n

 
\nDans nos prochains articles nous verrons comment le principe de production maximale d\u2019entropie explique l\u2019apparition spontann\u00e9e d\u2019ordre, y compris l\u2019apparition de la vie, et pourquoi l\u2019\u00e9volution nous pousse \u00e0 consommer toujours davantage d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

(1) Sur la monnaie en tant que mesure d\u2019entropie voir:
\nValery Chalidze, Entropy Demystified, Potential Order, Life and Money (Universal Publishers, 2000).
\nNicholas Georgescu-Roegen, The Entropy Law and the Economic Process (iUniverse, 1999).<\/p>\n

(2) Voir: http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Loi_de_Moore<\/p>\n

(3) Voir: http:\/\/www.entropylaw.com\/entropyproduction.html<\/p>\n

(4) Le principe de production maximale d\u2019entropie est en fait un th\u00e9or\u00e8me de m\u00e9canique statistique: Dewar, R.C., Maximum entropy production and the fluctuation theorem, J. Phys. A: Math. Gen. 38 (2005) L371-L381.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u00c0 ce stade, le lecteur peut se demander pourquoi j\u2019ai consacr\u00e9 trois articles \u00e0 parler de thermodynamique sur un site politique. C\u2019est que les lois de la thermodynamique ne s\u2019appliquent pas seulement aux gaz mais \u00e0 tous les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques y compris \u2014comme nous allons le voir\u2014 \u00e0 la vie, c\u2019est-\u00e0-dire \u00e0 nous-m\u00eames. Peut-\u00eatre le … Continuer la lecture de 9 – \u00c9volution vers l\u2019ordre ou le d\u00e9sordre?<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["post-107","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/107","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=107"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/107\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":116,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/107\/revisions\/116"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=107"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=107"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=107"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}