L’énergie : on en parle beaucoup, on l’utilise beaucoup à toutes les sauces, parfois à tord et à travers…Mais qu’est-ce que c’est exactement l’énergie ?
Quand on se penche un peu sur le concept de l’énergie, c’est passionnant, et c’est un sujet très vaste…
Une plage en automne, par jour de grand vent.
Je vais tenter ici de vous donner des pistes de compréhension de ce qu’est l’énergie. Je vais en particulier faire un pont entre l’énergie définie en Physique par les scientifiques, et l’énergie dont on n’entend parler sans cesse dès qu’on s’approche de techniques thérapeutiques alternatives, et notamment au travers du Shiatsu, du Do in ou de la réflexologie.
Je m’excuse par avance auprès des experts en physique qui trouveront peut-être mes explications dans le domaine scientifique peu précises, et aussi auprès des personnes qui n’y connaissent rien et qui pourront trouver à l’inverse mes explications trop techniques… Mais quand on essaie de réunir deux mondes un peu éloignés, ce sont des difficultés auxquelles il faut s’attendre.
Le sujet étant donc vaste, je vais diviser l’article en plusieurs parties. Cette première partie présentera l’énergie vu sous son aspect « scientifique ».
L’énergie en physique
D’un point de vue physique fondamentale, l’énergie est bien connue. L’énergie est utilisée pour traduire l’intensité d’un phénomène. Elle entre dans bon nombre d’équations, elle inspire de nombreuses théories, elle entre en considération de quasiment tous les domaines : industrie, santé, sport, recherche, biologie, agriculture, etc.
L’énergie de la physique fondamentale s’exprime en Joules ou encore pour les puristes en Kg.m2/s2 c’est à dire une masse multipliée par une vitesse au carré. L’énergie c’est par exemple le fameux E=mc2 d’Einstein, c’est aussi ce qui ne se perd jamais, ne se crée jamais mais qui se transforme selon Lavoisier (ou d’autres avant lui). Cette énergie se traduit dans plusieurs domaines dans la physique même : en optique, en électricité, en physique quantique, en thermodynamique, en mécanique, en électromagnétisme, en physique nucléaire… C’est une notion universelle. La chaleur, la masse d’un objet, la lumière et par extension tout rayonnement et même toute onde, la vitesse d’un objet, une pression, une poussée, une force mécanique quelconque… tout cela produit de l’énergie sous une forme ou une autre. Même le vide a son énergie selon de récentes études.
En vérité, la science est capable d’exprimer l’énergie dans des équations pour tous les domaines qu’elle recouvre. Il faut pourtant souligner que l’énergie n’est pas observable en soi, comme le serait une bactérie au microscope, ou un objet stellaire lointain au télescope. On ne lui associe d’ailleurs pas d’objet particulier car l’énergie intervient de manière intrinsèque quel que soit l’objet ou le système que l’on étudie. Ce que les scientifiques observent ou mesurent n’est pas l’énergie directement, mais uniquement l’expression de cette énergie, ce qu’elle produit, les marques qu’elles laisse.
Quelques exemples concrets
Dans ses recherches fondamentales, la physique étudie les particules dans les accélérateurs. Elle cherche à faire percuter deux éléments d’une certaine masse (la plupart du temps des particules ou des atomes), accélérés jusqu’à une certaine vitesse. Les physiciens connaissent ainsi l’énergie emmagasinée dans le système formée par ses deux objets. La collision de ces éléments produit une certaine quantité d’énergie, qui est en fait mesurée au travers des produits issus de la collision, on pourrait dire les « débris » ou « morceaux » qui restent après le choc : des atomes, des particules, du rayonnement qui sont mesurés par des appareils extrêmement sensibles et précis. La théorie prédit tel ou tel objet : les physiciens regardent ce qui sort et vérifient si la prédiction (la théorie) est confirmée ou infirmée.
Nous savons tous qu’une centrale nucléaire produit de l’énergie. Mais qu’est-ce que c’est ? pour faire simple, c’est la fission de l’atome (séparation de neutrons et de proton d’un atome lourd) qui produit de la chaleur qui chauffe de l’eau à très haute température (le rayonnement dégagé par cette fission vient augmenter le taux vibratoire des molécules d’eau : c’est ce qu’on mesure par la température), qui fait tourner une turbine par la pression générée (l’eau pressurisée change d’état et devient vapeur qui fait tourner les pâles d’une turbine comme le vent viendrait faire tourner les pâmes d’une éolienne) et qui produit de l’électricité (la turbine est une grosse dynamo : en tournant, les électrons du métal plongés dans le champs magnétique des aimants ou électro-aimants de la turbine sont déplacés, arrachés à leur atome. Ce déplacement produit ce qu’on appelle un courant électrique).
Quand vous faîtes un feu dans votre cheminée, les flammes vous apportent de la chaleur : c’est le rayonnement produit par la combustion de votre bois qui vient faire vibrer plus rapidement les atomes de l’environnement proche du feu et donc augmente la température environnante. Ce rayonnement lorsqu’il vous touche directement fait vibrer les atomes de votre peau et des capteurs sensoriels spécialisés, sensibles aux changement de température, vous informent qu’il fait plus chaud.
Lorsque vous soulevez une masse, les fibres musculaires de vos bras se tendent , elles produisent un travail, une certaine énergie qui permet de soulever un objet d’une masse donnée. Plus le poids est important, plus cette énergie doit être importante et plus vous allez devoir faire un effort . Votre métabolisme nécessitera alors plus d’oxygène, plus de sucre, plus de ressources en gros pour faire ce travail.
Lorsque vous tapez dans un ballon l’énergie que vous avez emmagasinée dans vos muscles se transmet au ballon qui part (transfert d’énergie qui se traduit en énergie cinétique). Le ballon monte (si vous avez tiré vers le haut bien sûr), sa vitesse diminue, son énergie cinétique (de déplacement) décroît et en parallèle son énergie potentielle, elle, augmente (ie pour essayer de faire au plus simple, la montée du ballon dans le champs de gravité terrestre « consomme » ou plutôt transforme l’énergie cinétique en une énergie de « réserve » qu’on appelle énergie potentielle). Cette énergie potentielle arrivée à son maximum possible (au sommet de la courbe de la trajectoire du ballon, au plus haut donc) se transforme à nouveau en énergie cinétique lorsque le ballon redescend. Celui qui le reçoit sur la tête reçoit un transfert brutal de cette énergie cinétique : c’est l’impact. Le ballon rebondit car cette énergie reçue par la tête est en partie renvoyée vers le ballon grâce à l’élasticité du ballon et à la force de réaction de la tête (à cela s’ajoute aussi l’énergie du coup de tête qui redonne de l’élan au ballon).
Quand vous parlez, vous émettez une onde sonore : les cordes vocales en vibrant à des fréquences précises produisent une oscillation des atomes qui se transmet de proche en proche jusqu’aux oreilles de votre interlocuteur (par l’air notamment) et font vibrer ses tympans, ce qui suscite une réponse électrochimique à divers niveaux, interprétée par votre système nerveux pour en tirer le message porté par cette onde sonore. De la même façon, lorsque vous regardez quelque chose, c’est une forme d’énergie qui vient à vous, un rayonnement émis par un objet qui touche vos rétines et produit une réponse électro-chimique que votre cerveau interprète.
Au fond, vous l’avez compris, tout, que ce soit sur Terre, dans l’univers, en vous, ou au plus profond des atomes se traduit en énergie, énergie qui prend plusieurs formes, se déplace, se transforme.
La suite dans un prochain article…