I. — LES DÉNIVELLATIONS GÉNÉRATRICES DE L'ÉNERQIE

Les physiciens mesurent les forces et l'énergie, mais ne les définissent pas. Pour eux la force est simplement la cause d'un mouvement et ils en évaluent la grandeur par l'accélération qu'elle produit. Quand une force déplace son point d'application sur une certaine longueur, elle fournit un travail déterminé. Ce travail mécanique étant l'unité avec laquelle se mesurent toutes les formes d'énergie, l'effet a fini par se con* fondre avec la cause et, pour beaucoup de physiciens, travail et énergie sont devenus synonymes, comme nous l'avons indiqué déjà.

Les forces font partie des éléments irréductibles de l'univers. N'étant comme le temps et l'espace compa^ râbles à rien, on ne peut les définir. Nous essaierons seulement ici de mettre en évidence une condition générale de leurs manifestations.

Toutes les forces de la nature sont engendrées par des perturbations d'équilibre de l'éther ou de la matière et disparaissent quand les équilibres troublés sont rétablis. La lumière, par exemple, qui prend naissance avec les vibrations de l'éther, cesse avec elles.

Deux corps chargés de chaleur, d'électricité, de mouYement, etc., ne peuvent, quelle que soit la différence de grandeur de ces corps, agir Tun sur Tautre et produire de Ténergie que quand les éléments dont ils sont chargés ne sont pas en équilibre.

De ce défaut d'équilibre résulte ce qu'on appelle la tension ou encore le potentiel. Pour la chaleur, la tension est représentée par la différence de température; pour l'électricité, par la force électromotrice; pour l'énergie de mouyement, par la vitesse ; pour la pesanteur, par la hauteur de chute, etc.

Cette rupture d'équilibre provoque une sorte d'écoulement d'énergie. Il se fait du point où la tension est la plus haute vers celui où elle est la plus basse, et continue jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli, c'està-dire jusqu*à ce qu'il y ait égalité de niveau entre les corps en relation.

On peut donc considérer comme des générateurs d'énergie : un liquide passant d'un niveau supérieur à un autre inférieur; de la chaleur qui va d'un corps chaud à un corps froid; de l'électricité qui s'écoule d'un corps à haut potentiel vers un corps à bas potentiel ; du mouvement transmis d'un corps animé de vitesse à un autre animé d'une vitesse moindre, etc.

La production d'énergie est liée, comme on le voit, à l'état des corps en présence. Il n'y a d'échange entre eux que s'ils ne sont pas en équilibre, c'està-dire possèdent des tensions différentes. Un des corps mis en présence perd alors quelque chose qu'il cède à l'autre, jusqu'à égalisation de leurs tensions. Pour qu'ils puissent engendrer ensuite une nouvelle quantité d'énergie, il faudrait les mettre en présence d'un troisième corps qui ne soit pas en équilibre avec eux.

D'une façon générale, ce que les substances se cèdent ainsi pendant ces échanges, ce sont des formes

du mouvement. Tous les modes d'énergie sont connus et mesurés par ces mouvements.

Suivant les milieux où se manifestent les perturbations d'équilibre, et suivant leur forme, ils prennent les noms de chaleur, électricité, lumière, etc.

Les perturbations d'équilibre génératrices des forces sont elles-mêmes la conséquence d'autres perturbations. Elles se succèdent en se substituant, et c'est pourquoi une forme quelconque d'énergie n'apparaît qu'aux dépensd'une autre qui s'annule en même temps.

Prenant ces données comme point de départ, on formulerait de la façon suivante le principe de la conservation de l'énergie : dans un système clos, un équilibre ne peut être détruit sans être remplacé par une autre forme d'équilibre équivalente. Les choses se passent comme si tous les éléments de l'univers étaient en relation, de façon à constituer une sorte de système articulé.

Rien n'indique, du reste, que l'univers soit un système clos et le fait de l'énergie se dégradant toujours en se transformant, c'est-à-dire devenant de moins en moins utilisable, semble montrer que les ressorts de notre système articulé, supposé, ne peuvent fonctionner sans perdre quelque chose.

Cette notion essentielle de perturbation d'équilibre, comme origine de l'énergie, peut être mise en évidence par quelques exemples.

Plaçons au même niveau deux réservoirs pleins d'eau reliés par un tube. Étant en équilibre, ils ne pourront produire aucune énergie. Élevons un des réservoirs au-dessus de l'autre, l'équilibre de leur contenu est aussitôt troublé, une partie du liquide s'écoule du réservoir le plus élevé dans l'autre, jusqu'à ce que l'équilibre soit de nouveau rétabli. Pendant la durée de cette rupture, et seulement pendant sa durée, l'eau pourra [effectuer un travail, soulever un piston, par exemple.

Il en est de même pour la chaleur, rélectricité ou toute autre énergie. Deux corps chauds t la même température représentent deux réservoirs au même niveau, ou deux poids égaux sur les plateaux d'une balance, et il n'en résulte aucune manifestation d'énergie. Si, au contraire, la température de Tun des corps est moins élevée que celle de l'autre, il y aura perturbation d'équilibre et production d'énergie jusqu'à ce que les deux corps soient au même niveau calorifique.

De même encore pour l'électricité* Il ne peut y avoir production d'énergie électrique que par une rupture d'équilibre. Quelle que soit la quantité d'électricité dont on charge un corps, il ne produira pas d'énergie s'il est en relation avec un autre au même potentiel, c'est-à-dire au même niveau électrique.

Nos instruments de mesure, thermomètres, galvanomètres, manomètres, etc., indiquent simplement des différences de niveau énergétiques, auxquelles on donne les noms de température, pression, voltage, etc., existant entre une source d'énergie et un zéro arbitraire pris comme repère. Si le réservoir d'un thermomètre était à la température de la source à mesurer, c'est-à-dire en équilibre avec elle, il est évident que sa colonne resterait immobile. Ce qu'un voltmètre mesure, c'est également une différence de nlTeau entre une source d'électricité et lui ; nos instruments, comme nos sens, ne sont sensibles qu'à des différences.

Ainsi donc, sans une dénivellation d'éther ou de matière, il n'y a aucune manifestation possible d'énergie. Si le soleil possède dans toute sa masse une température uniforme de 6.000 degrés et qu'il puisse y exister des êtres capables de supporter cette chaleur, elle ne représenterait pour eux aucune énergie. N'ayant pas de corps froids à leur disposition, ils ne pourraient obtenir aucune chute de chaleur,

condition' indispensable de la production d'énergie thermique.

Admettons maintenant qu'au lieu de se trouver à une température uniforme de 6.000 degrés, ces êtres imaginaires vivent dans un monde de glace à la température uniforme de zéro, mais possèdent dans des puits profonds une provision illimitée d'air liquide. Contrairement à ceux plongés dans un milieu à 6.000 degrés, ils trouveraient dans les blocs de glace une source considérable d'énergie. En plongeant, en efiet, ces derniers dans l'air liquide à — ISO"", ils obtiendraient une dénivellation de température considérable. Au contact de la glace qui est pour l'air liquide un corps très chaud, ce dernier entrerait aussitôt en ébuUition, et sa vapeur pourrait être employée à faire fonctionner des moteurs. Les habitants de ce monde remplaceraient donc le charbon de nos machines à vapeur par des blocs de glace qu'ils considéreraient, avec plus de raison certainement que nous ne le faisonà pour la houille, comme des réservoirs d'énergie.

Avec cette glace et cet air liquide, il leur serait très facile de produire les températures les plus élevées. La.tension de la vapeur obtenue pourrait faire fonctionner des dynamos avec lesquelles on obtient des courants électriques capables de fondre et volatiliser tous les métaux.

Ce qui vient d'être dit des ruptures d'équilibre, comme condition de production d'énergie, s'applique à toutes ses formes, y compris celle possédée par les corps en mouvement. Elle ne peut nattre que par la rencontre de corps n'ayant pas la même vitesse et ne pouvant, par conséquent, se mettre en équilibre. Si la balle du chasseur tue l'animal qui fuit devant lui, c'est parce que leurs deux vitesses sont différentes. Si elles étaient égales, la balle serait évidemment satns effet. Les égalités de vitesse rendent

impossible la manifestation de l'énergie cinétique. La locomotive, malgré sa masse, ne peut rien sur le moucheron qui voRige devant elle avec la même rapidité.

Les effets des masses douées d'énergie cinétique sur les corps qu'elles rencontrent, résultent uniquement de rinertie de la matière qui Tempèche de prendre instantanément la vitesse des éléments agissant sur elle. Des corps privés d'inertie, c'est-à-dire de résistance au mouvement, prendraient simplement la vitesse des masses qui les frappent et ne seraient pas détruits par elles.

L'énergie cinétique représente donc en dernière analyse du mouvement qui passe ou tend à passer d'un corps à un autre. 11 en est de même d'ailleurs pour rénergie thermique. Elle se manifeste par des nàouvements moléculaires transmis d'un corps chaud aux éléments d'un corps froid dont les mouvements ont moins de vitesse. C'est toujours du mouvement qui se transmet pour s'égaliser avec un autre mouvement et se mettre en équilibre avec lui.

Dans les perturbations d'équilibre que nous avons invoquées aQn d'interpréter l'origine de l'énergie, la notion de quantité n'est pas intervenue encore. Peu importe la quantité de chaleur, d'électricité, de mouvement on de pesanteur que les corps mis en présence possèdent. Ils n'agiront les uns sur les autres que si le mouvement, l'électricité, la chaleur dont ils sont chargés ont des tensions différentes. Qu'on mette 1 kilogramme ou 100 kilogrammes sur chacun des plateaux d'une balance, elle restera immobile tant qu'il n'y aura pas une différence entre les deux poids. Toutes les manifestations énergétiques subissent la mémo loi. Les corps mis en présence ne peuvent, je le répèle, se céder quelque chose que s'ils sont à des tensions différentes.

Des différences de tension, c'est-à-dire d'équilibre.

sont la condition première de toute manifestation d'énergie ; mais la grandeur de ^ette énergie résulte évidemment des masses mises en jeu par les différences de tension. Il est évident qu'un poid$ de 100 kilogrammes, tombant de 100 mètres, possédera plus d'énergie qu'un poids de 1 kilogramme tombant de la même hauteur.

La grandeur de l'énergie est toujours, comme nous l'avons expliqué, le produit de deux facteurs : la quantité et la tension. La tension représente une différence de niveau. Qu'elle s'applique à des masses très grandes ou très petites, elle est la condition fondamentale de la production de l'énergie.

On voit, en définitive, que toutes les formes d'énergie sont des effets transitoires résultant de rupture d'équilibre entre plusieurs grandeurs : poids, chaleur, électricité, vitesse. C'est donc bien à tort qu'on parle de l'énergie comme d'une sorte d'entité ayant une existence réelle analogue à celle de la matière.

Les considérations que je viens d'exposer permettent d'imaginer un monde dont les physiciens accepteraient le second principe de la thermodynamique, mais rejetteraient le premier, c'est-à-dire celui de la conservation de l'énergie.

Supposons un univers à température invariable où la seule source connue d'énergie soit celle des chutes d'eau provenant de lacs immenses situés au sommet des montagnes, comme on en rencontre d'ailleurs dans diverses régions terrestres. Les savants de ce monde auraient sans doute découvert assez vite la possibité de convertir en chaleur, lumière, électricité, l'énergie de ces chutes d'eau; mais ils auraient constaté expérimentalement aussi qu'on ne pourrait, sans perte énorme, remonter l'eau à son niveau primitif, avec les forces produites par son écoulement. Ils seraient amenés ainsi à croire que l'énergie est une chose qui s'use et se perd, et que celle de leur monde se

trouvera épuisée quand toute Teau des lacs sera des-' cendue dans les plaines.