En sortant de mes études, je me suis rendu compte de quelque chose d’assez étonnant : Après deux années éprouvantes psychologiquement en classe préparatoire et trois années divertissantes en école d’ingénieur, j’étais incapable de définir le terme “énergie”. Un comble pour un ingénieur d’énergie industrielle. Imaginez deux secondes, un électricien ne sachant pas ce qu’est un volt ? Ou bien, un médecin désarmé à l’idée d’expliquer à son patient les symptômes d’une grippe ? Comme quoi, on peut être en mesure d'interpréter les équations de Navier-Stoke pour un écoulement plan et calculer des intégrales triples. Néanmoins, être déstabilisé par la simple question:
“Mais en fait, tu peux me dire la signification du mot l’énergie ?”C’est ainsi qu’une remise en question s’imposait judicieusement.
Premier constat : C’est pas si simple que ça...
Mais alors, revenons à notre sujet de base, c’est quoi l’énergie ? Ce mot est apparu très récemment dans l’histoire des sciences : en début d’année 1717. Dans une lettre, Jean Bernoulli nous explique que l’énergie est “le produit de la force par le déplacement”. Cette première approche n’est pas la meilleure pour comprendre l'entièreté de l’énergie, car l’énergie est un tout.[1]
Elle peut être thermique, et oui, notre chauffage produit de l’énergie thermique pourtant on n’y trouve pas une force, ni un déplacement. Elle peut être de rayonnement, une ampoule qui émet un rayonnement électromagnétique ou plus communément, de la lumière. Toujours aucune trace de force et de déplacement. Vous l’aurez compris, l'énergie est un concept très abstrait et difficile à cerner, pour le comprendre il faut du temps. Néanmoins, c’est pas une raison pour botter en touche, vous verrez plus bas que nous allons quand même nous dépatouiller afin de pouvoir comprendre ce principe.
Ce qu’il faut comprendre, c’est que l’énergie se conserve !
Ce ne sera pas seulement Jean Bernoulli qui nous aidera à définir correctement l’énergie, mais l’ensemble des scientifiques à travers l’histoire qui l’ont rencontré de près ou de loin. Finalement, les physiciens sont d’accord pour dire que c’est une grandeur caractéristique d’un système qui a la faculté d’être conservative. Concrètement, l’énergie ne se crée pas dans un système, ni ne se détruit, elle se transforme. Il faut noter que si notre système peut échanger avec l’extérieur, dans ce cas l’énergie du système peut être cédée ou bien perdue. [4]
Un exemple pour bien avaler tout ça ? Prenons le Soleil, il nous fait parvenir à plus de 150 millions de km de l’énergie de rayonnement, cette énergie est absorbée par les plantes, grâce à la photosynthèse, celles-ci poussent et grandissent. Les arbres transforment cette énergie solaire en énergie chimique. Maintenant, coupons ces arbres pour en faire des bûches qui serviront à alimenter une cheminée. Nous avons transformé l’énergie chimique en énergie thermique mais aussi en énergie de rayonnement (Vous vous en doutez, notre feu émet chaleur et lumière).
Ce que nous venons de voir, c’est que dans notre système (ici, c’est le soleil et la Terre, sans oublier la maison qui contient la cheminée !). L’énergie s’est conservée durant tout le processus, à aucun moment une partie a disparu ou a été produite. On pourrait même dire, qu’au final, se chauffer avec du bois revient à disposer de l’énergie solaire !
Enfin bref, si tu devais retenir au moins une chose :
Pour résumer, si l’on devait définir approximativement ce qu’est l’énergie, nous dirons que l’énergie c’est la transformation du monde qui nous entoure. Tu te déplaces ? Tu chauffes quelque chose ? Tu soudes deux objets en métal ? Tu perfores une plaque d’acier ? Tu limes un bout de bois ? Tu transformes le monde qui t’entoure ? Alors tu utilises de l’énergie. [5]
Imaginez le nombre d'actions dans votre journée, qui nécessite de l’énergie ? Pour information, un français moyen utilise environ 30 000 kWh d’énergie finale par an ! [6] Ça représente quoi cette quantité d’énergie ? Je vous mets quelques ordres de grandeur pour un petit kWh juste en bas, (imaginez donc 30 000 kWh). [7]
On parle de société d’abondance énergétique, mais ça c’est une autre histoire.
