SOURCES DE L^ÉNERGIE

SOURCES DE L*ËNERGIE.

D'où vient l'énergie qui, dans le canon, met le projectile en mouvement; vérification du principe de la conservation dans ce cas particulier. — Équivalent mécanique d'un kilogramme de poudre. — Action des rayons solaires. — Parallèle entre ces trois machines : le canon, la locomotive et l'animal; leurs rendements respectifs. — Encore l'ascension du mont Blanc. — Le problème de la liberté morale; cette liberté est-elle ou n'est-elle pas en contradiction avec le principe de la conservation de l'énergie? — Théorie de M. Boussinesq. — Le Déterminisme en Dynamique et en Philosophie. — Condamnation du mouvement perpétuel. — Circulation du charbon; son passé et son avenir; question de l'épuisement des houillères.

L'Artillerie a pour mission de détruire des obstacles éloignés : objets matériels ou corps de troupe. Toutes les questions qu'elle agite tendent plus ou moins directement à cette fin.

D'après ce qui a été dit dans les Chapitres précédents, nous pouvons préciser davantage cette définition et la formuler mathématiquement comme il suit : l'Artillerie a pour objet de JotTFBET. — Energie, \)

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produire de la force vive et de la faire parvenir en un point donné.

Le véhicule qui transporte cette force vive, Voutil, comme diraient les mécaniciens, n'est autre chose que le Projectile, et la machine qui la produit est le Canon, ou mieux la Pièce, appartenant à la grande catégorie des machines dites thermiques, c'est-à-dire qui produisent du travail mécanique en transformant de la chaleur.

On a vu, § 36, quelles sont les lois de la dissipation de Ténergie pendant son transport; ce n'est plus dès lors qu'une affaire d'analyse que de déterminer la fraction qui parviendra ù destination, ainsi que tous les autres éléments balistiques.

Quant à la production, elle se chiffre par des milliers de kilogrammètres pour les petits calibres et, dans une série de canons établie conformément aux principes de la similitude mécanique, elle croît comme le cube du calibre. Le nombre le plus élevé obtenu jusqu'à ce jour est celui de

12 772 000 kilogrammètres,

correspondant à un projectile de 917*^, lancé avec une vitesse de 523™ par le canon italien de cent tonnes modèle 1879, lequel pèse lui-même 101000*^^, est du prix de 400000'^'', et exige une charge de poudre de 25o*^*.

D'oii vient cette énergie si redoutable que nous mettons en œuvre par V intermédiaire du canon (*), et comment le

(') Dans liabelais, l'artilleur Gastcr répond ainsi à Pantagruel, qui lui avait fait la même question : « La pouldrc consommée, il advenoit que pour éviter vacuité, laquelle n'est tolérée en Nature (plustost seroit la machine de l'Univers, ciel, aer, terre, mer, reduicte à l'antique chaos, qu'il advinst vacuité en lieu du monde), la ballotte et dragée estoient impétueusement hors jcttées par la gueule du faulconneau, afm que l'aer penetrast en la chambre d'iceluy, laquelle aultrement restoit en vacuité, étant la pouldre par le feu tant soudain consommée. »

Ce Gaster, qui appliquait si bien le principe de l'Horreur du vide.

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principe de la conservation se vérifie-t-il en cette circonstance? Voilà une dernière et importante question qu'il nous reste à résoudre.

Comme celles du vent et d^ la chute d'eau dont il a été question ci-dessus (§16), et comme toutes les énergies et toutes les activités qui s'agitent à la surface de la Terre, cette énergie vient du Soleil, source abondante, mais non intarissable, ainsi qu'on vient de le voir.

De la chaleur que cet astre darde dans toutes les directions, la Terre, qui est pour lui un petit disque sous-tendant un angle de 17 secondes (*), n'intercepte qu'une fraction égale à l'unité divisée par un nombre supérieur à deux milliards. Cette parcelle, pourtant, équivaut à la somme de chaleur ([u'on obtiendrait en brûlant par jour cinq cent millions de tonnes de houille, ce qui représente environ deux mille fois la production annuelle de toutes les houillères du globe. C'est cette parcelle qui fait toute la vie de notre planète : les mouvements qui ont lieu dans son atmosphère ou à sa surface, l'existence végétale et animale, les luttes que nous livrons pour accroître notre bien-être ou pour nous entre-détruire, etc. , n'en sont que des effets, des utilisations ou des abus.

n'était pas seulement un savant théoricien : c'était aussi un praticien des plus habiles, car le même Rabelais nous apprend qu'il avait invente «< l'art et manière de faire les boullets arrière retourner contre les ennemis, en pareille furie et dangier qu'ilz seroient tires, et en propre parallèle. »

(') Cet angle est 110 fois plus petit que celui sous lequel nous voyons la Lune, et moitié de celui sous lequel nous apparaît la planète Vénus à ses époques de plus grand éclat. II est égal à celui sous lequel nous verrions une bille de billard (c^yOÔ) placée à 700 mètres de notre œil.

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Bien peu nombreux en effet sont les cas oii l'énergie a une autre origine. On peut citer :

— Les éruptions volcaniques et les tremblements de terre, dus à la chaleur et à la pression centrales ;

— Le mouvement des marées, dont l'énergie a sa source dans la rotation diurne, ainsi qu'il a été expliqué § 39; en sorte que, si l'on arrivait à utiliser en grand, au moyen de turbines ou autrement, la force motrice qui réside dans le flux et le reflux, on verrait cette rotation se ralentir et le jour s'allonger;

— Peut-être encore l'électricité et le magnétisme terrestres, que M. Babinet attribue aux frottements de la croûte sur le noyau interne tournant moins rapidement. Mais d'autres, restituant cette production d'électricité à l'influence solaire, l'attribuent aux frottements des courâTnts alizés sur la surface de la mer, et le développement de celte idée leur fournit une explication très plausible de l'aurore boréale, de la boussole, etc. (*).

Pour revenir à la question qui fait l'objet de ce Chapitre, voici comment la puissance renfermée dans la poudre se rattache à la source commune.

Les rayons solaires, surtout ceux qui fournissent certaines bandes de l'arc-en-ciel, sont doués d'une remarquable activité chimique, une des mille formes de l'énergie qu'ils nous

(•) Voir Mayer, Des conséquences et des inconséquences de la théorie mécanique de la chaleur, {Bévue des Cours scientifiques, du 22 jauvicr 1870.)

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apportent. C'est une forme spéciale, d'une nature très élevée, due probablement (Thomson) à la température excessivement haute de la source : nous avons vu en effet (§38) que la valeur de transformation de l'énergie calorifique augmente rapidement avec cette température.

Sous leur influence (*), les feuilles vertes des plantes décomposent l'acide carbonique de l'atmosphère, repoussent l'oxygène et fixent le carbone dans les tissus du végétal : en s'adjoignant quelques parcelles de deux ou trois autres corps simples, toujours les mêmes, il y devient la corolle éclatante (*) et parfumée, le fruit savoureux, le bois qui nous sert à tant d'usages, etc. Et ce n'est pas sur une petite échelle que se fait cette opération : un hectare de forêt, dans de bonnes circonstances locales, enlève à l'atmosphère, chaque année, environ 36oo kilogrammes de carbone, dont la moitié en bois exportable, et l'autre moitié en débris ou en feuilles qui se transforment en terreau sur le sol.

Ce sont ces mêmes rayons chimiques qui impressionnent la plaque photographique, et c'est précisément parce qu'ils ne sont plus dans les feuilles, puisqu'ils y ont déjà été transformés en travail, que celles-ci ne viennent pas en photographie, ce qui est l'imperfection la plus grave et la plus irrémédiable de l'art créé par Daguerre.

Les atomes de l'oxygène et du carbone, séparés par le tra-

( ' ) Au point de vue de ce genre d'activité, les couleurs du spectre se placeraient dans l'ordre suivant : jaune, orangé, rouge, violet, indigo, bleu, vert. {Voir le Compte rendu de la vingtième réunion des délégués des Sociétés savantes, dans la Journal officiel du 12 avril 1882.)

(') « Vous cherchez le secret de la photographie des couleurs? Demandez-le aux fleurs : elles le savent et le pratiquent à favir. » (Eugène Noël, la Vie des fleurs, grand in-8, Hetzel.)

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vail dont il s*agit, s'uniront de nouveau à la première occasion pour reformer l'acide carbonique, à raison de l'équilibre plus stable qu'ils trouvent dans cette combinaison. Cette tendance constitue une énorme provision d'énergie potentielle, ainsi qu'il a été expliqué au § 17.

Or nous mettons en présence dans le canon, et en grand nombre, des molécules de carbone représentées par le charbon de la poudre, et des molécules d'oxygène représentées par le salpêtre. En lançant une étincelle dans le mélange, nous provoquons la reconstitution de la combinaison stable, et les molécules se jettent les unes sur les autres, transformant en force vive leur énergie de position. Ces collisions ont pour effet d'augmenter l'amplitude et la rapidité des vibrations moléculaires, c'est-à-dire d'accroître la distance moyenne des molécules et le volume total; en d'autres termes, la force vive des chocs est elle-même transformée en chaleur. Mais l'augmentation de volume se traduit par une pression sur la paroi, pression qu'on appelle la force élastique du gaz et qui déplace la partie mobile de cette paroi : le projectile. A son tour, la chaleur est ainsi transformée en mouvement sensible par le canon, remplissant le rôle d'une véritable machine.

On a trouvé, par l'expérience directe, que l'énergie amassée dans un kilogramme de poudre est de 3oo ooo kilogrammèlres : c'est le nombre admis par les Anglais Noble et Abel (exactement 807 4oo) ; il est intermédiaire entre celui trouvé en Allemagne par MM. Bunsen et Schishkoff (268 000) et