En 2022 est paru le livre « Toute la physique sans les équations » d’Antoine Moreau, Docteur en mécanique de l’École Centrale de Lyon (1999-2002) ; voir également sa conférence « De l’énergie à la loi de Murphy » et son site web de vulgarisation : http://www.e-scio.net/.
Antoine Moreau – http://cloud.ip.univ-bpclermont.fr/~moreau/
Commandé sur Amazon.fr, ce livre m’a été livré le 02 décembre 2022. Lors de la lecture des premiers chapitres, j’ai été fasciné par ce livre, avec beaucoup de moments d’Eurêka ! C’est justement le type de livre que j’ai toujours recherché pour mieux comprendre les concepts scientifiques.
« Kudos » pour l’auteur qui transmet son savoir, sans chercher à utiliser un « style pédant » comme font beaucoup d’auteurs. Il est tellement bien écrit que j’ai décidé d’en faire un résumé en grandes lignes. En effet, c’est ma méthode pour bien retenir le contenu d’un livre ou d’un sujet intéressant comme le réchauffement climatique. J’utiliserai la fameuse technique suivante : pour vérifier que l’on a bien compris un concept, il faut pouvoir le réexpliquer selon ses propres termes.
Pour ceux qui cherchent à mieux comprendre les bases de la physique, je vous recommande vivement ce livre, car rien ne vaut la version originale de l’auteur, qui mérite ce coup de pub de ma part. D’ailleurs, voici la première phrase du livre : »Le livre que vous tenez entre les mains est celui que j’ai toujours eu envie d’écrire, et si j’ai mis du temps, c’est qu’il représente un triple pari :
- C’est possible d’enseigner les fondamentaux sans aucune équation.
- C’est possible de tout raconter, sans négliger une partie de la physique.
- C’est possible de relever les deux précédents paris, en ennuyant le moins possible le lecteur !
Chapitre 1 : Énergie
L’énergie est le concept le plus central de toute la physique. Tout d’abord, une idée simple à retenir : la quantité d’énergie est TOUJOURS CONSERVÉE. C’est-à-dire, qu’il y en a toujours autant et qu’elle ne disparaît jamais dans la nature ! Ce concept est tellement puissant qu’il traverse toutes les disciplines de la physique.
L’énergie se conserve
L’exemple de la pétanque : lorsqu’on lance une boule de pétanque, cette dernière en mouvement, par sa vitesse, possède maintenant une énergie de mouvement appelée énergie cinétique. Son importance dépend de la masse et de la vitesse à laquelle, la boule a été lancée.
On dépense de l’énergie quand on ramasse à la main une boule de pétanque. Cette énergie dépensée qui n’a pas disparu, est maintenant « stockée » dans la boule ramassée et tenue dans notre main, sous forme « d’énergie potentielle » (ou énergie « gravitationnelle« , car liée au poids).
Lorsqu’on laisse tomber au sol la boule, cette énergie potentielle se transforme selon les étapes suivantes :
- au départ dans la main, elle reste une énergie potentielle
- durant la chute de la boule, elle redevient de l’énergie cinétique par :
- la masse de la boule
- la vitesse à laquelle la boule tombe
- au moment du choc au sol, de la chaleur se dégage (agitation thermique des atomes) car les atomes du sol et de la boule s’agitent plus qu’avant le choc.
Ainsi en permanence, l’énergie change de nature, mais reste constante, car il y en a toujours autant tout le long de ces étapes. On dit que l’énergie se conserve !
L’énergie potentielle peut être de nature :
- gravitationnelle, si elle provient d’une chute vers le sol d’un objet;
- magnétique : si c’est deux aimants qui s’attirent;
- électrique : si c’est deux charges opposées (+ et -) qui s’attirent. Voir le cas des atomes où le noyau (+) attire les électrons (-). L’énorme force nucléaire maintient la cohésion du noyau, composé de protons (+) & de neutrons (charge nulle), et attirant les électrons (-) autour par une plus faible force électrique.
Lorsqu’on brûle quelque chose (un bois), cette combustion est en fait une énergie potentielle électrique (p.8), car :
- c’est une réaction chimique
- représentée par un dégagement :
- de chaleur = agitation des molécules et des atomes
- et de lumière
- qui est une perte d’énergie potentielle, suite au rapprochement des électrons (-) du noyau (+)
Idem pour le concept de l’énorme force nucléaire qui maintient la cohésion du des atomes (p+ & neutrons) du noyau qui attire par une force électrique plus faible les électrons (-) puisque les charges opposées s’attirent (désolé de répéter verbe « attirer » !).
Pour plus de précision sur l’énergie nucléaire, voir mon article sur le réchauffement climatique RC n° 16/16.
Premier principe de la thermodynamique : l’énergie se conserve : elle ne disparaît pas et n’apparaît pas.
Second principe de la thermodynamique (p 12): l’entropie définit un sens naturel du déroulement des évènements :
- vers un plus grand désordre augmentant au cours du temps.
- cas de la température du plus chaud (agitation élevée des atomes) vers un niveau d’équilibre de température plus basse (atomes moins agitées)
- cas d’une goutte de colorant dans un verre d’eau vers une coloration globale du contenu
Chapitre 2 : Mécanique
Chapitre 3 : Mécanique des fluides
Chapitre 4 : Électromagnétisme
Chapitre 5 : Ondes
Chapitre 6 : Lumières
Chapitre 7 : Structure de l’univers
Chapitre 8 : Relativité
Chapitre 9 : Mécanique quantique
