Conférences. Trad. Krouclikoll., p

blement n'est jamais effectuée non plus par le moyen de la matière organisée, que celle-ci soit enfermée dans la vie végétale ou soumise à la volonté d'une créature animée ;

« 3. — La terre doit avoir été dans le passé, à une époque séparée de nous par un temps fini, et sera dans l'avenir, à une époque séparée de nous par un temps fini, impropre à l'habitation de l'homme tel qu'il est constitué à présent, à moins que des opérations n'aient eu lieu ou ne soient destinées à être accomplies, qui sont impossibles sous l'empire des lois auxquelles sont soumises les opérations connues qui ont lieu actuellement dans le monde matériel. »

Ce qu'on en a pu déduire sur l'origine et la fin de l'univers matériel, nous n'en dirons rien pour l'instant. Dans une conférence faite en 1854, à Kœnigsberg, par Helmholtz sur les transformations réciproques des forces naturelles, Ueber die Wechselwirkung der Natùrkràftej conférence qui est malheureusement moins connue que son opuscule célèbre de 1847, sur la conservation de la force 4 , « Ueber die Erhaltung der

1. Nous disons aujourd'hui « de l'énergie ». Avant que le vocabulaire fût encore complètement fixé, on employait assez souvent le mot « force » dans le sens où nous employons aujourd'hui le mot « énergie ». Ainsi 'qu'on l'a indiqué avec détails au chapitre II la première idée de l'énergie a été suggérée par l'énergie mécanique, et une quantité d'énergie de forme quelconque peut toujours être évaluée en travail : or le travail est une grandeur qui est un produit, dont la force n'est qu'un des facteurs; pour qu'il y ait travail réel accompli, il faut qu'il y ait une force dont le point d'application se déplace ; et le travail est le produit du déplacement par l'intensité de la force. Un travail ou une énergie est donc autre chose qu'une force. Mais le sens de ce dernier mot n'a été précisé et restreint qu'à une époque relativement récente, et, dans les écrits qui datent de cinquante ans, on trouve encore assez souvent les termes « la force » ou « die Kraft » employés pour « l'énergie ». — 11 nous est resté de l'époque où l'on confondait les mots force et énergie, l'expression force vive usitée encore aujourd'hui : la force vive est une énergie, c'est de l'énergie de mouvement; ce n'est pas une force.

Kraft », le célèbre physicien allemand admirait la pénétration de Thomson « qui, dans les équations de Carnot et de Clausius, avait su lire l'arrêt de mort de l'univers » ; mais, laissant de côté toute cette partie purement philosophique de l'œuvre de Thomson, il indiquait comme hors de conteste ce résultat mis en évidence par l'illustre physicien anglais : « de ce qu'aucune minime partie de force ne peut s'anéantir, on ne petit conclure qu'elle ne puisse rester stérile pour l'usage de l'homme ».

L'idée de la « dissipation » de l'énergie mécanique ou, d'une façon générale, de la dissipation des formes supérieures de l'énergie, est une idée bien plus accessible à l'esprit, non seulement que celle de Yentropie, mais peut-être même que celle des transformations équivalentes ou compensées.

Les contemporains et lés élèves de lord Kelvin se sont plu à développer cette idée de « dissipation », en parlant trop souvent, d'une façon générale, de dissipation d'énergie, sans dire explicitement qu'il s'agit de dissipation de V énergie de forme supérieure. Le terme de « dissipation de l'énergie » tout seul, qui est employé par Maxwell, par Tait, par Balfour Stewart, implique quelque contradiction avec le terme de conservation de V énergie, et si la contradiction n'est pas dans les principes, il faut éviter de la mettre dans les mots.

Le petit Traité de la chaleur de Clerk Maxwell, qui est un chef-d'œuvre d'exposition élémentaire, et qui a été traduit en 1891 par M. Mouret sur la huitième édition anglaise, porte comme sous-titre ; « Leçons élémentaires sur la thermométrie, la calorimétrie, la thermodynamique et la dissipation de V énergie » ( 1 ).

1 . J. Clerk Maxwell : La Chaleur, leçons élémentaires sur la thermométrie, la calorimétrie, la thermodynamique et la dissipation de l'énergie. Édition française, d'après la 8 e édition anglaise, traduction Mourut. Paris, Tignol, 1891.

Cette importance donnée, dans le titre même de l'ouvrage, à une idée encore si peu familière chez nous, et le fait que l'ouvrage élémentaire en était, en 1891, à sa huitième édition, nous est une révélation de ce qu'est, sur cette question, l'opinion anglaise. •

Balfour Stewart, aussi, parle de dissipation, et consacre à la « dissipation de l'énergie » presque un chapitre entier (sur six chapitres) de son livre sur la Conservation de Vénergie. Ce livre a eu trois éditions françaises, et il a contribué certainement à la vulgarisation en France du principe de la conservation : il a paru dans la Bibliothèque scientifique internationale. Les lecteurs dont ce livre a affermi la foi en la conservation de l'énergie se seraient-ils arrêtés au titre ? et ne soupçonneraient-ils pas le chapitre V, qui a pour titre : « Étude historique. Dissipation de l'énergie ? ».

Je cite quelques passages de ce chapitre:

a Thomson observa qu'il y avait entre ces deux lois (transformation de chaleur en travail, ou de travail en chaleur) une différence des plus importantes et des plus significatives; le travail se transforme en chaleur avec la plus grande facilité, mais il n'est pas de méthodes, au pouvoir de l'homme, permettant de transformer toute la chaleur en travail. Le phénomène n'est pas réciproque et il en résulte que l'énergie mécanique de l'univers se change chaque jour, de plus en plus, en chaleur. On voit aisément que, si le phénomène était réciproque, il ne serait pas impossible d'atteindre une forme de mouvement perpétuel. En effet, sans essayer de créer de l'énergie par une machine, il suffirait, pour obtenir un mouvement perpétuel, de trouver les moyens d'utiliser les vastes provisions de chaleur placées dans tous les corps qui nous entourent, et de les convertir en travail. »

Et plus loin :

« 11 y a, par conséquent, quoique dans un sens

strictement mécanique, conservation d'énergie ; et cependant, au point de vue de l'utilité et de Vintérêl des êtres vivants, Vénergie de l'univers est en voie de destruction. La chaleur universellement diffusée constitue ce que nous pouvons appeler l'amas des matériaux de rebut de l'univers ; et cet amas s'augmente d'année en année. A l'époque actuelle, il n'a pas une grande importance, mais qui peut assurer quil n arrivera pas un temps où nous aurons pratiquement conscience de son accroissement i » ?

On voit indiquée ici la distinction, qui marque un progrès bien net par rapport à la notion insuffisamment correcte de dissipation, entre Vénergie totale et l'énergie utile. Mais c'est à Maxwell, dans l'ouvrage précédemment cité, qu'on doit l'introduction de l'idée précise de Vénergie utilisable, « availabie energy » qui permettra d'énoncer le second principe, sous la forme de principe de la diminution de Vénergie utilisable. Voici ce qu'il dit, non pas en un passage ignoré de son livre, mais à la première page de ce livre élémentaire qui a eu, nous le répétons, huit éditions en Angleterre :

« La Thermodynamique repose sur la considération de l'énergie intrinsèque d'un système de corps, énergie qui est en rapport avec les températures et l'état physique des corps, aussi bien qu'avec leur forme, leur mouvement et leur position relative. Une partie seulement de cette énergie, cependant, est susceptible de produire un travail mécanique, et, bien que l'énergie elle-même soit indestructible, la partie utilisable tend à diminuer par l'action de certains procédés naturels, tels que la conduction et le rayonnement de la chaleur, le frottement et la viscosité. Ces phénomènes dans lesquels une partie de l'énergie est

1. BALFoon Stbwart : La Conservation de l'énergie. Pans, Germer Baillière, 4870, p. 157.

rendue inutilisable comme source de travail, sont classés sous le nom de phénomènes de dissipation de l'énergie et font l'objet de la division suivante du présent ouvrage ».

Il faut arriver à Tait pour voir employer, concurremment avec le terme de « dissipation de l'énergie » dont il continue à se servir, le terme nouveau de « dégradation de l'énergie ».

« La théorie de l'énergie, dit Tait, telle qu'elle est actuellement formulée, comprend sa conservation, sa transformation et sa dissipation ». Et voici comment il formule la loi de dissipation :

« 11 résulte de là que, puisque l'énergie est dans un état incessant de transformation, il y a déperdition constante d'énergie, sous la forme finale et sans valeur de chaleur uniformément diffusée, et qu'il en sera ainsi tant que les transformations auront lieu, jusqu'à ce que toute l'énergie de l'univers ait pris cette forme dernière de chaleur dispersée et inutile 1 . »

La notion de « valeur » de l'énergie est déjà indiquée. Elle est plus nettement développée dans le passage suivant, emprunté à une des Conférences sur les Progrès récents de la Physique :

« Bien entendu, il y a toujours la même quantité d'énergie dans une quantité donnée de chaleur emmagasinée dans un corps, à quelque température qu'il soit ; car une quantité de chaleur, à quelque température qu'on la prenne, représente toujours son équivalent de travail.

« Néanmoins, son utilité varie beaucoup suivant les conditions. Si vous avez cette chaleur dans un corps très chaud, vous pouvez en utiliser une grande partie. Au contraire, si vous l'avez dans un corps re-

1. P. G. Tait : Esquisse historique de la Théorie dynamique de la chaleur. Traduction Moigno et Alfred Le Cyre. Paris, Gauthier-Vil lars, 1870.

lativement froid, vous ne pouvez en utiliser que très peu. Nous sommes ainsi amenés à parler de la valeur d'une certaine quantité d'énergie calorifique.

« La « valeur » de l'énergie est la capacité qu'elle possède de se transformer en quelque chose de plus utile, c'est-à-dire de s'élever plus haut dans l'échelle, de l'énergie. Pour ce qui est de la chaleur, sa valeur dépend entièrement de la température à laquelle elle se trouve. Nous avons vu qu'une machine thermique, même parfaite, ne peut transformer en travail qu'une partie de la chaleur déployée. Nous avons tout le bénéfice de cette partie-là. mais l'autre partie de la chaleur mise enjeu n'est pas abandonnée à la chaudière : elle est dégradée, elle est tombée par toute la série des températures comprises entre celle de la chaudière et celle du condenseur, et elle ne peut plus être convertie en travail utile', quoiqu'elle soit encore équivalente à la même quantité de travail, que si elle avait été à une température supérieure. De plus, pour qu'une transformation puisse avoir lieu, il nous faudrait une nouvelle machine travaillant entre la température du condenseur et une température inférieure. Par conséquent, cette partie de la chaleur, quoique identique à l'autre au point de vue de l'équivalence à l'énergie mécanique, ne peut pas être utilisée, parce que nous n'avons aucun moyen de la transformer. Elle a, pour ainsi dire, perdu son rang : elle a perdu sa valeur. Il y a donc une tendance permanente à la dégradation de la plus grande partie de la chaleur employée, même dans une machine parfaite que nous ne pourrons jamais réaliser. »

Ce passage* est l'un des premiers, à ma connaissance, où ait été employé ce mot de dégradation et, comme nous avons eu déjà l'occasion de le dire, s'il y a quelque apparence de contradiction à proclamer

(ont à la fois que l'énergie se conserve et se dissipe. Ton conçoit mieux la réalité complexe que recouvre l'ensemble des deux principes de la science de l'énergie, quand on dit que, la quantité d'énergie totale restant invariable, cette énergie se dégrade et que, sans pourtant se perdre, elle passe de plus en plus à l'état d'énergie inutilisable et sans valeur. Et ce troisième aspect du principe nous parait êlre, décidément, celui sous lequel il est le plus aisément accessible, en dehors des spécialistes, aux intelligences cultivées.

§ 1. - LA PREMIÈRE IDÉE DE L'ÉNERGIE POTENTIELLE ET LE PREMIER EMPLOI OU MOT ÉNERGIE.

11 est peu de mots dans la science dont la fortune ait été aussi rapide que celle du mot «énergie». A peine introduit dans la langue scientifique, il est passé dans la langue courante. Mais, en dépit des affirmations de Rarikine, qui se félicitait que le mot ne prêtât à aucune ambiguïté, il est passé dans la langue courante avec un sens un peu différent de celui que les savants lui avaient donné tout au début. De là l'équivoque, maintes fois dénoncée, mais persistante, qui consiste à entendre l'expression de « conservation de l'énergie » en un sens impliquant la conservation de ce que Garnot appelait « puissance motrice ». Cette équivoque, les savants qui ont les premiers usé du mot « énergie » ne Font pas toujours évitée et, avant le moment où ils sont arrivés à la notion claire d* « énergie utilisable » , quelques-unes de leurs formules ont pu y donner prise.

Quoique l'introduction du mot « énergie » dans la science ne remonte pas à une époque très éloignée, bien peu d'ouvrages indiquent dans quelles circonstances, et avec quel sens, il fut employé pour la première fois. Il ne sera pas inutile de le rappeler.

Verdet, généralement bien informé, cite, dans ses leçons professées devant la Société chimique de Paris, en 1862, sur la « théorie mécanique de la chaleur » Rankine, comme Fauteur du mot « énergie* ». C'est à Rankine lui-même que nous demanderons une information plus exacte.

Dans le mémoire où il défend, devant la Société philosophique de Glasgow, son expression d'énergie potentielle contre les critiques de Sir John Herschel, Macquorn Rankine déclare qu'au commencement du siècle, « le mot énergie a été substitué par le docteur Thomas Young à celui de vis viva* pour désigner la capacité de produire du travail due à la vitesse acquise; et l'emploi du même mot, à une époque toute récente, a été étendu par sir William Thomson à une capacité, de quelque nature qu'elle soit, de produire du travail, — to capacity of any sort for performing work. — 11 n'est pas douteux, ajoute Rankine, que le mot énergie ne soit tout spécialement adapté à cet objet; non seulement, sa signification est parfaitement d'accord avec l'étymologie : âve^ta; mais le mot énergie n'a jamais été, dans des écrits scientifiques proprement dits, employé en différents sens, et ainsi tout danger d'ambiguïté est évité. IL m'est apparu, par conséquent, que ce qui restait à faire, était de doter le substantif énergie d'adjectifs appropriés pour distinguer entre l'énergie d'activité et l'énergie de configuration. Le couple d'adjectifs antithétiques bien connu : « actuelle » et « potentielle », .m'a semblé exactement approprié à ce but; et, en conséquence, j'ai proposé les expressions « énergie actuelle» et « énergie potentielle» dans le mémoire auquel j'ai renvoyé.