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Bernard Brunhes, La dégradation de l’énergie dans l’être vivant, 1909

En 1944, Erwin Schrödinger publie son ouvrage Qu’est-ce que la vie ? où il tente d’expliquer les êtres vivants en tant que phénomènes physiques, notamment à l’aide de la thermodynamique. Pour expliquer la présence de « l’ordre » à l’intérieur des êtres vivants, il introduit à cette occasion l’idée que les organismes produisent une entropie négative, ou néguentropie, qui s’opposerait à la tendance naturelle au « désordre » que l’on observe dans d’autres systèmes.

Nous discuterons plus précisément ailleurs en quoi cette approche — toujours utilisée aujourd’hui par certains biologistes — est profondément erronée. En attendant, nous reproduisons ci-dessous le chapitre XIII du livre de Bernard Brunhes, La dégradation de l’énergie, paru en 1909, et qui montre en quoi les êtres vivants ne sont pas des phénomènes surnaturels et sont soumis, tout comme les autres phénomènes, au second principe de la thermodynamique. Ce chapitre constitue donc une réfutation de la notion de néguentropie plus de trente ans avant sont invention !

 

§ 1. — EXISTE-T-IL UNE THERMODYNAMIQUE SPÉCIALE À L’ÊTRE VIVANT ?

 

Robert Mayer avait su deviner que le principe de l’équivalence de la chaleur et du travail s’applique à la machine animale, la plus compliquée de toutes : ce sont ses réflexions sur l’origine du travail fourni par l’être vivant qui lui ont suggéré sa découverte immortelle. Par contre, les physiciens anglais qui ont apporté leur contribution à la thermodynamique, et particulièrement au second principe, se sont posé la question de savoir si l’être vivant obéissait à ce second principe. Thomson, dans le mémoire célèbre où il a, pour la première fois, déduit du principe de Carnot la « tendance universelle à la dissipation de l’énergie mécanique » dans le monde, déclare qu’elle n’est que proba­ble dans les phénomènes qui s’accomplissent dans les animaux et les végétaux. Joule exclut de ses raisonnements les « forces qui opèrent par l’intervention mystérieuse de la vie ». Plus tard, Helmholtz lui-même paraît avoir tout au moins envisagé l’hypothèse d’une restauration possible de l’énergie utilisable dans les êtres vivants.

M. Duhem a très heureusement formulé le problème à la fin de son ouvrage sur la viscosité, le frottement et les faux équilibres chimiques. Rappelant que le principe de Carnot et Clausius se traduit, dans le cas général, par une inégalité qui a toujours lieu dans le même sens, il fait ressortir « le caractère arbitraire que présente cette inégalité de Clausius » et remarque que le sens de cette inégalité n’est pas une conséquence indirecte d’hypothèses d’ordre logique. Rien ne prouve donc que la confirmation apportée jusqu’ici par l’expérience aux déductions de la thermodynamique ne puisse se changer un jour en contradiction :

« Le physicien qui, en présence de la notion de coefficient de dilatation, poserait que ce coefficient est toujours positif, verrait son hypothèse confirmée par les faits jusqu’au jour où il étudierait la dilatation de l’eau. Il est donc prudent de prévoir une thermodynamique où le sens de l’inégalité de Clausius ne serait plus fixe, où le travail de la viscosité, du frottement, pourrait être positif aussi bien que négatif.

« En une semblable thermodynamique, on pourrait rencontrer ces corps qui se transformeraient dans un certain sens alors que la thermodynamique classique annonce leur équilibre ou leur transformation en sens inverse à basse température, des corps endothermiques pourraient prendre naissance, des corps exothermique pourraient se décomposer, alors que la thermodynamique classique n’admettrait la possibilité de telles réactions qu’à une température très élevée; on pourrait, par exemple, voir l’acide carbonique et l’eau se transformer, à la température ordinaire, en oxygène et amidon, alors que la doctrine admise indique la modification inverse comme seule possible; un sys­tème pourrait, en une transformation isothermique, fournir un effet utile supérieur à sa perte d’énergie utilisable ; le mouvement perpétuel ne serait plus impossible.

« Lorsqu’on analyse les propriétés des systèmes où le travail de la viscosité et du frottement ne serait plus essentiellement négatif, où les transformations non compensées ne seraient plus essentiellement positives, il est impossible de ne pas être frappé des analogies que ces propriétés présentent avec celles des tissus vivants, soit animaux, soit végétaux; de ne pas remarquer la facilité avec laquelle elles rendent compte de la plupart des synthèses organiques, inexplicables à la mécanique chimique ordinaire, irréalisables, hors de l’organisme, dans les conditions de température où l’organisme fonctionne.

« On est alors conduit à se demander s’il n’y a pas lieu d’appliquer aux tissus vivants une thermodynamique nouvelle ; dans cette thermodynamique physiolo­gique, le principe de la conservation de l’énergie serait conservé ; mais le principe de l’impossibilité de mouve­ment perpétuel serait rejeté ; le travail de viscosité et de frottement pourrait être positif aussi bien que négatif ; la transformation non compensée pourrait être négative aussi bien que positive.

« Cette vue sur la constitution d’une thermodynamique physiologique peut sembler audacieuse. Helmholtz me paraît l’avoir indiquée; on me pardonnera d’avoir insisté sur une hypothèse émise par cet homme de génie.

« D’ailleurs, une autre interprétation des synthèses organiques accomplies à l’inverse des prévisions de la thermodynamique semble susceptible de se substituer à la précédente. On n’a d’exemples certains de semblables synthèses que celles qui se produisent au sein du protoplasme chlorophyllien soumis à l’action de la lumière ; n’est-ce point cette dernière action qui doit être indiquée comme la cause du désaccord entre les faits et les prévisions de la thermodynamique? Nous avons vu la lumière diminuer la valeur absolue des termes de viscosité et le frottement : ne pourrait-elle aller jusqu’à changer le signe de ces termes? Ne pourrait-elle produire, au sein du protoplasme chloro­phyllien, des actions accompagnées d’un travail positif du frottement ou de la viscosité ? Ne pourrait-elle agir de même en dehors de l’organisme, ce qui expliquerait certaines actions photographiques? L’influence de la lumière ultraviolette sur la déperdition électrique ne serait-elle pas un phénomène analogue à son influence sur la viscosité chimique ? L’avenir répondra peut-être affirmativement à ces questions. » [1]

Cette page, qui date de 1896, donne, avec l’énoncé de l’hypothèse, l’argument qu’on peut lui opposer. Elle a le mérite de révéler une vue claire des conséquences d’un renversement de l’inégalité de Clausius : ce renversement équivaudrait à la possibilité du mouvement perpétuel ; il est arrivé à d’autres écrivains qui se sont flattés de trouver dans d’autres phénomènes une contradiction avec le principe de la dégradation de l’énergie, de ne pas en avoir aussi nettement cons­cience.

Le grand fait qui domine toute la physiologie moderne est que, pris isolément, tous les phénomènes physico-chimiques dont l’être vivant est le théâtre obéissent aux lois ordinaires de la physique et de la chimie. C’est cette idée qui inspirait Berthelot lorsqu’il poursuivait la synthèse chimique des composés organiques. L’étude des solutions colloïdales qui a pris depuis l’invention des ultramicroscopes, une si grande importance, rapproche plus étroitement encore les échanges de matière et d’énergie entre les liquides artificiels, examinés, comme on disait jadis, in vitro, et les échanges entre les liquides des cellules vivantes.

On peut donc présumer, avant toute démonstration de détail, que les principes qui dominent la physique et la chimie ne seront pas mis en défaut par les faits que présente le monde vivant. Telles sont les lois de la conservation de la matière et celles de la conservation de l’énergie.

L’être vivant s’assimile des aliments ; il élimine des matériaux usés; son poids peut augmenter ou diminuer : il n’est capable ni de créer de la matière ni d’en détruire. Si on barricade un animal dans une cage à parois imperméables, le poids total de la cage avec son contenu ne variera pas ; si l’animal y meurt asphyxié, le poids ne cessera pas d’être invariable.

 

§ 2. — l’énergétique animale

 

Pour reconnaître si le principe de la conservation de l’énergie s’applique à un être animé, on s’est efforcé de le placer dans des conditions où l’énergie intérieure reste invariable. Ou mieux, on s’est arrangé pour que la machine animale subisse un cycle fermé de transformations, c’est-à-dire se retrouve au bout de quelques heures, au bout d’une journée, dans des condi­tions identiques aux conditions initiales : l’identité d’état d’un être vivant à une même heure, deux jours de suite, ne peut jamais être affirmée avec certitude ; l’être a vieilli, d’un jour à l’autre; mais on conçoit qu’avec un régime bien défini, on arrive à s’en rapprocher. Supposons l’identité assurée. On pourra dire que l’énergie fournie durant cette période à l’être vivant équivaut à l’énergie qu’il a lui-même communiquée à l’extérieur. L’énergie qu’il a reçue lui vient de l’alimentation : les aliments ont été brûlés par la respiration, et l’on aura la mesure de l’énergie corres­pondante en mesurant la chaleur de combustion de ces aliments. Si l’on ne donnait rien à manger pendant une période assez courte, l’être vivant ne cesserait pas de respirer; mais alors il brûlerait ses réserves de corps gras et de matières albuminoïdes. Pour que, d’un jour à l’autre, il ne perde pas de poids, pour qu’il ne maigrisse ni n’engraisse, pour qu’il reste identique à lui-même, il faut lui fournir une quantité exactement dosée d’aliments : ni trop, ni trop peu. Si l’on change la nature de ces aliments, les poids nécessaires pour maintenir l’état de régime varieront : le poids d’un aliment sera d’autant moindre que son pouvoir nutritif sera plus grand. C’est par des expériences de ce genre qu’Atwater et Rosa ont comparé le pouvoir d’alimentation de l’alcool à celui du sucre et des corps gras.

Si l’être vivant accomplit un travail mécanique, s’il fait tourner un treuil de carrier, ou, comme dans les expériences d’Atwater, un motocycle actionnant une dynamo, il abandonne, à l’extérieur, non seulement la chaleur qu’il rayonne à l’état normal, mais une quantité de chaleur complémentaire : il s’échauffe. Ce n’est pas, comme on est tenté de le dire parfois, le travail qu’il fait qui « se transforme en chaleur » ; tout au contraire : si les combustions intérieures par respiration restaient les mêmes quand on travaille et quand on ne travaille pas, on se refroidirait en travaillant. Mais l’expérience montre que, dans le cas où il y a travail extérieur, les combustions respiratoires augmentent au point de parer, non seulement à l’énergie fournie sous forme mécanique, mais encore à une émission complémentaire de chaleur qui s’ajoute à la chaleur normalement émise. A l’état de régime, il faut augmenter l’alimentation si l’on augmente le travail à produire : ceci est conforme à l’expérience la plus vulgaire.

 

La proportion de l’énergie fournie par l’animal sous forme mécanique peut être considérable ; elle peut atteindre la cinquième ou la sixième partie de l’énergie totale qu’il produit. Cette constatation suffit à différencier le moteur animal d’un moteur purement thermique. Si la chaleur de combustion des aliments servait à chauffer la machine animale à la façon d’une chaudière chauffée par le charbon brûlé dans le foyer, on n’en pourrait attendre qu’un rendement mécanique infime ; car il n’y a pas, dans le moteur animé, à côté de la chaudière, un condenseur beaucoup plus froid. L’organisme humain ne présente jamais, entre ses divers points, plus de deux ou trois degrés de différence de température. La chute de chaleur serait donc trop faible pour compenser une notable transformation corrélative d’énergie calorifique en énergie mécanique.

Il y a donc autre chose. Mais de ce que le moteur animé n’est pas assimilable à un moteur thermique, il n’en faudrait pas conclure que le principe de Carnot et Clausius ne lui est pas applicable.

La machine à vapeur sert à transformer de l’énergie calorifique en énergie mécanique. Mais, dans la machine à vapeur, l’énergie première d’où l’on était parti est de l’énergie chimique : la combustion la transforme tout entière en énergie calorifique, et de cette énergie calorifique une fraction restreinte, pratiquement 10 à 15 %, passe, seule, à l’état d’énergie mécanique : c’est donc seulement 10 à 15 % de l’énergie chimique qu’on recueille sous forme de travail. La pile électrique permettait au contraire de recueillir sous forme de travail la presque totalité de l’énergie chimique dépensée. Le prix élevé du zinc empêche seul d’utiliser, industriellement, l’avantage théorique incontestable que présente la pile sur la machine à vapeur.

La comparaison de ces deux appareils transformateurs d’énergie, est donc toute à l’avantage de la pile. Elle pourrait nous conduire à raisonner ainsi : la pile, en lui adjoignant un moteur électrique, transforme en énergie mécanique, sans aucune dégradation compen­satrice, la chaleur qui provient de l’attaque du zinc ; elle met donc en défaut le principe de Carnot. Il suffit, pour démasquer le sophisme, de dire : la pile transforme en énergie mécanique, non la chaleur qui provient de l’attaque du zinc, mais l’énergie chimique mise en jeu dans l’attaque du zinc; elle la transforme en énergie mécanique sans avoir besoin de mettre au préalable cette énergie chimique sous la forme inférieure d’énergie calorifique.

La machine animale nous offre un processus analogue : si les aliments que brûle l’oxygène respiré étaient brûlés dans une chaudière de machine à feu, le travail mécanique obtenu serait incomparablement moindre que le travail musculaire que peut donner l’animal. Mais cela ne prouve point que la machine animale, pas plus que la pile, échappe au principe de Carnot. Elle permet la transformation directe d’énergie chimique en énergie mécanique, en évitant l’intermédiaire désas­treux de l’énergie calorifique : ce passage d’une forme à une autre d’énergie se fait par l’intermédiaire d’une forme spéciale et nouvelle d’énergie, qu’on pourrait appeler énergie physiologique. Par ce mot, on ne prétend pas donner une explication : ce genre d’explication ressemblerait singulièrement, si l’on en était dupe, aux explications des médecins de Molière, et à la vertu dormitive de l’opium. On rappelle simplement, par ce mot, que la transformation d’énergie chimique en énergie mécanique se fait, dans la machine animale, par l’intermédiaire de quelque forme supérieure d’énergie, qui nous est mal connue, mais qui n’est certainement pas une forme inférieure telle que la forme calorifique.  On énonce là un fait précis et déterminé. Cette énergie physiologique, quelle qu’elle puisse être, joue un rôle identique à celui de l’énergie électrique par laquelle, dans la pile associée à un moteur, se fait le passage de la forme chimique à la forme mécanique.

On n’est donc pas obligé d’invoquer en faveur de la machine animale une dérogation au principe de Carnot.

Il n’en reste pas moins vrai que l’animal, en jouant ce rôle d’intermédiaire, permet d’utiliser sous forme d’énergie de qualité supérieure une énergie de qualité inférieure qui, sans lui, se dégraderait ; il ralentit donc, dans une certaine mesure, la dégradation d’énergie qui est la loi du monde où il vit.

 

Comme conclusion à ses beaux travaux de calorimétrie animale, J. Lefèvre indique que l’énergie produite à l’intérieur de l’organisme d’un animal à sang chaud, ou homéotherme, se divise en général en trois parts : 1° l’énergie physiologique minimum, destinée à l’entretien du mécanisme vital, tel que les mouvements du .coeur, etc., et qui représente chez l’homme adulte une dépense moyenne de 1 500 calories en 24 heures —énergie qui, dans le repos complet, se dégage finalement à l’état de chaleur; 2° outre cette énergie minimum, qui est une dépense inévitable imposée à l’organisme, une production calorifique supplémen­taire, si l’homéotherme doit lutter contre le froid pour maintenir sa température : cette production calorifique représente une chaleur animale bien distincte de la précédente ; c’est la chaleur de la fonction thermogénétique, dont le taux augmente très rapidement avec la différence de température entre l’animal et le milieu ; 3° enfin, si l’animal travaille, l’énergie dépensée pour accroître l’activité des tissus, et dont une partie peut être recueillie à l’extérieur sous forme d’énergie mécanique.

 

§ 3. — LES TRANSFORMATIONS DE L’ÉNERGIE

DANS LES MUSCLES

 

C’est dans la production de cette troisième partie de l’énergie animale, qu’il y a transformation partielle de l’énergie chimique des aliments en énergie mécanique, suivant un processus sur lequel les travaux de M. Chauveau ont jeté une vive lumière.

Non content d’une étude synthétique portant sur un organisme tout entier, M. Chauveau a voulu saisir le mécanisme de la production du travail dans l’organe mécanique lui-même, dans le muscle.

Un muscle peut travailler de deux manières : il peut rendre un travail véritable, au sens ordinaire et mécani­que du mot. C’est ainsi que le biceps produit un vrai travail extérieur lorsque la main saisit un poids et qu’elle le soulève à une certaine hauteur. Mais le muscle peut encore être le siège d’une dépense de force lorsqu’il exerce un effort continu, et qu’il se contracte, sans qu’il y ait cependant travail extérieur. Dans le langage de l’énergétique biologique, on dit qu’il y a travail statique. Tel est le cas lorsqu’on soutient un poids à bras tendu.

Comparer directement le muscle au repos et le muscle qui produit du travail extérieur serait très complexe, car les réactions chimiques sont plus actives dans le muscle qui travaille. L’idée essentielle de Chauveau et de ses collaborateurs est de comparer le muscle qui produit un effort statique et celui qui produit du travail extérieur. On peut rendre, dans les deux cas, les réactions identiques, et vérifier qu’elles produisent un inégal dégagement de chaleur. Le biceps qui maintient un poids à bras tendu, et celui qui effectue un vrai travail mécanique, lorsqu’ils sont le siège de réactions également actives, s’échauffent inégalement. De deux muscles également contractés, celui qui développe un simple effort statique s’échauffe plus que celui qui accomplit un travail.

Les expériences ont porté sur le muscle releveur de la lèvre supérieure du cheval. A l’état d’activité normale, ce muscle est traversé par un flux de sang cinq fois plus grand qu’au repos, en même temps qu’il absorbe vingt fois plus d’oxygène et qu’il s’y brûle trente-cinq fois plus de carbone.

En sectionnant, sur un cheval, le tendon de ce muscle du côté droit, on empêche le muscle droit de produire du travail effectif, mais non de se contracter. Si on présente à l’animal un repas d’avoine, le muscle gauche se contracte et relève le côté gauche de la lèvre ; le muscle droit se contracte aussi, mais ne tirant que sur un tendon coupé, il ne produit pas de travail extérieur ; il produit seulement un effort statique. Or, les deux muscles ont alors leur activité également accrue : en prélevant du sang à l’entrée et à la sortie des deux muscles droit et gauche, on trouve, à l’analyse, des résultats identiques des deux côtés. L’excès d’éner­gie chimique dépensée dans le muscle en activité sert donc, à droite, à entretenir le muscle en état de contraction, et à cela uniquement ; à gauche, elle sert à entretenir l’état de contraction et, en outre, à produire un travail mécanique. Or, le muscle droit se trouve porté à une température qui dépasse de 0,47 degré celle du muscle au repos ; le muscle gauche à une température qui dépasse seulement celle du muscle au repos de 0,42 degré. Le travail mécanique produit par ce dernier a pu être mesuré en sectionnant le tendon du muscle gauche, et lui substituant une lanière élastique de caoutchouc. On a trouvé, au cours d’une expérience, que le travail du muscle est de 30 centièmes de kilogrammètre par minute. La chaleur dégagée dans les deux muscles peut, à son tour, être déduite du poids du sang qui a traversé le muscle et de son élévation de température, car le sang s’échauffe en circulant dans un muscle contracté : cette chaleur a été, en une minute, de 7 petites calories — exactement 7,28 dans le cas du muscle droit et 6,50 dans le cas du muscle gauche. La différence — 78 centièmes de petite calorie — équivaut à un travail de 33 centièmes de kilogrammètre, c’est-à-dire très sensiblement au travail effectué par le muscle producteur d’énergie mécanique.

Travail et chaleur sont donc empruntés à l’énergie des réactions chimiques supplémentaires qui se passent dans le muscle contracté. La contraction se réduit-elle à un effort statique sans travail extérieur, l’énergie chimique se dégrade et se retrouve toute à l’état de chaleur. S’il y a, au contraire, travail extérieur, ce travail est directement emprunté à l’énergie chimique, le déchet seul retombant toujours à l’état d’énergie calorifique. Quelle que soit l’énormité de ce déchet — près des 9 dixièmes dans l’expérience de Chauveau — la fraction transformée en énergie mécanique atteint néanmoins une valeur qu’elle ne pourrait jamais avoir si l’énergie chimique avait pris au préalable la forme inférieure d’énergie calorifique.

Il est possible que, dans l’analyse des phénomènes si curieux que nous offrent les colloïdes, on arrive à trouver des transformations directes d’énergie chimi­que en travail, ou que, s’il existe une forme intermé­diaire de l’énergie par laquelle doive se faire cette transformation, ce soit encore, comme dans le cas de la pile, la forme électrique. En tous les cas, la transfor­mation, dans le muscle, de l’énergie chimique en énergie mécanique est une transformation d’une énergie de qualité supérieure en une autre de qualité équivalente : elle ne constitue aucune exception à la loi générale de dégradation.

 

§ 4. — l’énergétique végétale

 

La même conclusion s’impose si l’on porte son attention sur les végétaux. M. Duhem, dans le passage cité, a très bien vu que les réactions restauratrices d’énergie chimique libre, dans les tissus des plantes, s’accomplissent sous l’influence de la lumière, c’est-à-dire d’une énergie émanée d’une source à température fort élevée. Il y a donc une dégradation d’énergie compensatrice qui permet la reproduction d’énergie potentielle chimique aux dépens d’énergie calorifique. C’est, par excellence, le cas où « intervient une énergie étrangère », pour parler le langage de la thermochimie de Berthelot.

Si on enferme dans une caisse imperméable à la chaleur, à la lumière, et, d’une façon générale, à toute forme d’énergie, des plantes vertes, et, avec elles, les appareils nécessaires pour alimenter une lampe électrique à arc, une batterie d’accumulateurs, par exemple : sous l’influence de la lumière de l’arc, les plantes pourront décomposer l’acide carbonique et restaurer ainsi l’énergie chimique que représentent le charbon et l’oxygène; mais cette restauration d’énergie de qualité supérieure sera compensée, et au-delà, par la dégradation que comporte le rayonnement de l’arc, source chaude qui envoie chaleur et lumière sur des corps plus froids. Si l’arc électrique est produit par une action chimique, on trouvera toujours que l’ensemble des réactions chimiques accomplies à l’intérieur de la caisse, dans les plantes et dans les piles, comporte, au total, dégradation ; pratiquement, que la somme des réactions est exothermique.

Ce qui est vrai, c’est que l’introduction du végétal dans la caisse a pour résultat de rendre la dégradation de l’énergie moins rapide et moins complète. Au lieu de laisser se gaspiller toute l’énergie utile, la plante en met en réserve une partie, mais elle ne crée pas, sans dépense, de l’énergie libre.

 

§ 5. — ÉVOLUTION ET DÉGRADATION

 

Les remarques qui précèdent donnent la clef de l’opposition apparente qui existe entre la doctrine de l’évolution et le principe de la dégradation de l’énergie. La physique nous représente un monde s’usant sans trêve. Une philosophie qui prétend s’appuyer sur la biologie nous dépeint au contraire avec complaisance un monde s’améliorant sans cesse, où la vie physiologi­que va se perfectionnant toujours, jusqu’à prendre chez l’homme pleine conscience d’elle-même, et où nulle limite ne semble imposée au progrès éternel. Observons que cette seconde idée — l’idée du progrès indéfini — a, beaucoup plus que la première, fourni matière à des développements littéraires. C’est, sans aucun doute, que les faits scientifiques, sur lesquels elle est échafaudée, se prêtent à une vulgarisation autrement facile, que les faits scientifiques dont l’exposé constitue le principe de Carnot.

Selon nous, le principe de la dégradation de l’énergie ne saurait rien prouver contre le fait de l’évolution. La transformation progressive des espèces, la réalisation d’organismes plus parfaits, n’a rien de contraire à l’idée de la déperdition constante d’énergie utilisable. Seulement, les vastes et grandioses conceptions de philosophes imaginatifs qui érigent en principe absolu la loi du « progrès universel » ne sauraient prévaloir non plus contre une des idées les plus fondamentales que nous révèle la physique. D’une part donc, le monde s’use ; d’autre part, l’apparition sur la terre d’êtres vivants de plus en plus élevés, et, dans un ordre d’idées un peu différent, le développement de la civilisation au sein des sociétés humaines, donnent sans contredit l’impression d’un progrès et d’un gain. Il ne s’agit pas de « concilier » des choses qui ne sont pas contradictoires ; il s’agit seulement de savoir les énoncer en un langage qui fasse apparaître visible l’absence réelle de contradiction.

 

Nous croyons que l’on peut dire :

Les êtres vivants ont pour rôle de ralentir la dégradation de l’énergie dans le monde. Ce rôle, ils s’en acquittent, plus ou moins bien, inconsciemment ou consciemment. C’est ce que fait, avec une perfec­tion spéciale, l’homme qui capte les « forces naturelles » ; l’homme qui se sert d’une chute d’eau pour faire tourner sa roue hydraulique distrait, sous forme d’énergie mécanique, une énergie qui se serait gaspillée et transformée en énergie calorifique inutile. A tous les degrés de l’échelle des êtres, tout ce qui vit est capable d’accroître la fraction utilisée de l’énergie de l’univers. Le résultat palpable de l’« évolution », en quelque domaine qu’elle se manifeste, se traduit en définitive par une augmentation de l’énergie utilisée de l’univers. Mais l’énergie utilisée ne doit pas être confondue avec l’énergie utilisable. On a défini l’énergie utilisable d’un système fermé, par la dose maximum d’énergie de qualité supérieure qu’il est possible d’en extraire ; et l’on a souvent employé dans les chapitres précédents, comme synonyme d’énergie utilisable, le terme plus bref d’énergie utile. L’énergie utilisée est tout autre chose. Ce dernier terme comporte un élément relatif et subjectif qui était absent du premier. Entre l’énergie utilisable et l’énergie utilisée existe la différence qui sépare un terrain propre à la culture d’un champ cultivé.

Cette énergie utilisée n’est et ne sera de longtemps qu’une fraction imperceptible de l’énergie utilisable. Et l’on conçoit sans peine que l’énergie utilisée puisse augmenter, tandis que l’énergie utilisable diminue. Quel­que rapide que puisse jamais être le « progrès », jamais il ne saurait faire que l’énergie utilisée dépasse l’énergie utilisable. Et, pour nous borner à l’énergie utilisable que renferme notre système solaire — et ne pas encourir ainsi le reproche de raisonner sur l’ensemble de l’univers — nous n’en savons utiliser qu’une part infime : c’est cette petite part utilisée, qu’accroît le développement de la vie à la surface de notre globe, et qu’accroît surtout, lorsqu’il n’est pas effectué à rebours, le développement de la civilisation. L’ensemble de l’énergie utilisable n’en va pas moins diminuant sans cesse, d’une façon lente, mais sûre. De jour en jour, nous savons tirer un parti meilleur d’une richesse qu’on a longtemps laissée se gaspiller sans profit ; mais cette richesse se réduit chaque jour.  Comme elle est immense, nous n’apercevons pas cette réduction, et nous ne prenons garde qu’à l’accroissement rapide de la fortune réelle ; mais cet accroissement n’empêchera point qu’il ne vienne un temps où le trésor sera épuisé. Telle une île, surgie au sein de l’Océan, et soumise à un affaissement graduel : la mer gagne chaque année sur elle quelques millimètres de niveau ; d’abord en friche, l’île est mise en culture par les habitants qui y ont abordé : ces habitants ont devant eux un domaine immense dont une fraction minime suffit à tous leurs besoins ; à ce domaine, ils ne connaissent pas de limites, et, comme, de mieux en mieux, ils savent le travailler, ils en viennent à n’assigner aucune borne à leur ambition. Cependant, l’invasion de l’Océan se poursuit, progressive et régulière, et, dans un avenir certain, la mer engloutira l’île tout entière. Pour grossière que soit la comparaison, elle a le mérite de nous donner une image de l’énergie utilisable que contient notre monde planétaire. Les progrès de la vie et de l’intelligence sur la terre permettent d’en tirer chaque jour un meilleur parti. Ils ne sauraient faire que l’énergie utilisable du monde n’aille sans cesse en décroissant.

L’opposition entre le principe de la dégradation de l’énergie et l’évolutionnisme n’est donc qu’une opposi­tion apparente : elle suffit pourtant pour que nous ne goûtions pas le nom de principe d’évolution, donné par Jean Perrin à la loi de la dégradation de l’énergie. Cette loi marque bien une évolution dans le monde, mais une évolution qui s’effectue au rebours du « progrès » que l’on entend d’ordinaire par ce mot d’évolution.

 

Encore, faut-il prendre garde que l’être vivant, et particulièrement l’homme, capable de ralentir, dans une certaine mesure, la dégradation de l’énergie dans le monde, peut aussi — et c’est ce qui lui arrive trop souvent — accélérer la dégradation.

Ostwald a dit que la civilisation consiste dans l’art de se servir de l’énergie brute de la nature. Les armes successives imaginées par les hommes représentent des étapes successives dans l’utilisation des diverses formes usuelles d’énergie : l’arme à frapper, qui emploie l’énergie cinétique de la matière, a fait place à l’arme lancée, qui utilise l’énergie potentielle d’un ressort bandé, puis à l’arme à feu, qui s’adresse à l’énergie chimique contenue dans une poudre. Mais tous les progrès de la civilisation ne sont pas également bons. Si l’action de l’homme est toujours limitée par l’impossi­bilité de faire marcher le monde à reculons, il a le pouvoir de ralentir ou d’accélérer la dégradation. L’industrie, bienfaisante quand elle ralentit la dégradation de l’énergie, est malfaisante quand elle l’accélère et qu’elle pratique la dévastation de la nature, la Raubwirthschaft. Le « libre jeu des lois naturelles » comporte la tendance universelle à la dissipation des formes utiles de l’énergie ; la mesure dans laquelle une époque lutte contre cette tendance pourrait être prise pour la mesure même de son degré de civilisation. A cet égard, les pires des barbares sont certains civilisés. Et il est bien vrai de dire que, « la Nature », si elle n’est pas « bonne » — puisqu’elle s’use sans cesse — et si elle est susceptible d’être améliorée par la véritable civilisation, devient pire si elle est aux mains du civilisé barbare. La vieille question, agitée pour Rousseau, de l’infériorité ou de la supériorité de l’ « état de société » par rapport à l’ « état de nature », pourrait, en un sens, être réduite à cette autre : la société a-t-elle pour résultat d’accélérer ou de ralentir la dégradation de l’énergie dans la nature ?

Bernard Brunhes, La dégradation de l’énergie, 1909.

(rééd. Flammarion, coll. Champ n°251, 1991)


[1] DUHEM. Théorie thermodynamique de la viscosité, Paris, Hermann, 1896.

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