Avertissement

Le texte qui suit est une retranscription de deux conférences qu'il m'a été donné de faire, la première à Quimper le 16 avril 2015, la seconde sur le Marion Dufresne le 27 décembre 2015.
Ce que vous allez lire ci-dessous constitue un point de vue hétérodoxe et réaliste sur l'actuelle économie mondiale, point de vue de gens très intelligents et non intéressés financièrement que j'essaye de relayer à ma manière.
Parce qu'elle est réaliste, cette interprétation du phénomène économique n'est en rien pessimiste, les pessimistes, et les optimistes, exprimant des opinions qui sont leurs vérités, celles-ci devant beaucoup plus à la rhétorique qu'à des analyses scientifiques. Il ne s'agit donc pas pour moi de vous exposer une vérité mais bien de vous présenter ce qui est peu ou prou la réalité de notre système économique .
Le raisonnement qui conduit à la mise au jour de cette réalité économique a pour guide les Lois de la Physique, ces dernières étant toutes incontournables et immuables et n'ayant que faire des pensées ou des idées, fussent-elles nées dans les cerveaux de personnages fameux, pour ne pas dire fumeux, et fussent-elles brillantes en termes de rendements financiers immédiats - à quelques époques passées ou actuelles.
Enfin, dans l'exposé, lorsque viens le moment où est introduite la notion d'entropie, l'outil mathématique statistique ordinairement associé à cette notion est laissé de coté. Cela n'enlève rien à la rigueur de l'analyse, d'autant que - peut-être fais-je là de la rhétorique ?! - les processus énergétiques jouant dans l'économie sont si complexes qu'ils demeurent impossibles à modéliser parfaitement alors qu'une simple approche "scientifico-naturaliste" peut suffire à dévoiler la réalité dans ses grandes lignes, sans ambiguïté pour ce qui est de la détermination des conséquences environnementales et sociétales à attendre.
Une petite bibliographie à la fin de l'exposé vous permettra de découvrir quelques unes des "sources de réalisme" si vous le souhaitez.

Première partie

Généralités : Histoire et définitions

Avant d'entrer dans le vif du sujet, nous devons commencer par quelques définitions.

En premier, lieu il faut savoir que le domaine de la Physique qui étudie les échanges d’énergie et de matières entre les systèmes et leur environnement s’appelle la thermodynamique.
Ici, il nous faut admettre qu'un système est une partie arbitraire de l’espace que l’on isole par la pensée. Un système peut ainsi être un moteur, où bien un ballon de baudruche, ou bien encore un foyer de cheminée, voire, pourquoi pas, une planète et son étoile ; en fait n'importe quel espace bien délimité peut être désigné en tant que système en thermodynamique.

La deuxième chose à savoir est la définition de l'énergie.
Mais avant de vous la dire, je fais le curieux et vous demande si quelqu'un parmi vous pourrait donner une définition de l'énergie ? Bien entendu, nous parlons de l'énergie dans le sens "Physique du terme", et pas de l'énergie que les politiques vous demandent de déployer pour vous encourager à participer "vivement" au redressement de la situation économique du pays, cela pour la grande satisfaction financière d'eux-mêmes et de leurs amis ploutocrates.
Pas de volontaires !?! Que des timides ?!
Ce n'est pas grave ! En fait, peu de personnes sont capables de donner une définition de l'énergie, y compris parmi les ingénieurs ou les professeurs de Physique de l'éducation nationale - j'ai fait l'expérience de poser la question à nombre d'entre eux.
Heureusement, quand on ne sait pas, il y a le bon vieux dictionnaire Larousse. Et à ce propos, celui-ci nous dit que l'énergie "est une grandeur mesurant la capacité d'un système à modifier l'état d'autres systèmes avec lesquels il entre en interaction."
L’énergie est donc contenue dans la matière présente dans les systèmes, et en y regardant de plus près, on pourrait même dire que l’énergie est une monnaie dans les échanges entre systèmes aux moments où surviennent des phénomènes physiques ! Une monnaie qui serait le Joule, unité de mesure de l'énergie dans le Système International (anciennement, elle se comptait en calorie, une calorie valant 4,18 Joules).

Deux parenthèses ici :
- La première pour dire que les nutritionnistes, du fait d’une mauvaise habitude, parle d'une calorie alimentaire pour désigner 1000 calories d’énergie « physique », soit 1 kilocalorie, c’est-à-dire 4,18 kilojoules. Ainsi, la ration alimentaire journalière de 1800 calories nécessaire à une femme adulte représente en réalité 1800 kilocalories du physicien, soit 7524 kilojoules (1800 x 4,18 = 7524 kJ) ; ce qui équivaut à environ 7,5 mégajoules (7,5 MJ).
- La seconde pour faire remarquer que la notion d’énergie étant assez floue de prime abord, des gens, souvent mystiques, y ont vu une sorte de fluide pouvant passer d’un objet à un autre ou d’une personne à une autre, et là, il faut l'affirmer sans honte, la Science Physique ne s’intéresse pas à ces « impressions » qui, ni vérifiables ni réfutables, ne peuvent être prouvées.

Les formes principales de l’énergie

Nous le savons toutes et tous, même si cela peut rester flou dans notre esprit, mais l'énergie s'exprime sous différentes formes. Vous pouvez trouver :

- De l'énergie mécanique , ou énergie cinétique, qui génère des mouvements (ceux de votre voiture par exemple) ;

- De l'énergie électrique , qui résulte de déplacements de charges électriques (électrons ou ions) au sein de champs électriques et magnétiques (c'est l'énergie que consomme votre télé lorsque vous la regardez) ;

- De l'énergie thermique , qui est l'expression de l'agitation des particule d'un corps (Notons ici que la chaleur d’un corps est la somme des énergies cinétiques - tiens ! De l'énergie cinétique dans l'énergie thermique ! preuve s'il en est que l'énergie est bien une seule et même entité ! - la somme des énergies cinétiques disais-je, de toutes les particules qui constituent ce corps. Ainsi, un thermomètre mesure l’énergie cinétique totale des particules d’un corps. Et attention ! chaleur et température ne sont pas une même chose : si l'énergie thermique dépend, entre autres, de la température qu'il fait, la chaleur, elle, représente un transfert d'énergie thermique entre deux milieux).

On trouve aussi :

- De l'énergie lumineuse ou rayonnante , celle contenue dans les différentes radioactivités, les rayons X, les UV, la lumière visible, les infra-rouges, cette énergie se propageant sans transport de matière, sous forme d'ondes ;

- De l'énergie sonore , qui s'exprime sous la forme d'ondes se propageant seulement dans la matière ;

- De l'énergie nucléaire , qui est l'énergie à l'origine de la force de cohésion des nucléons dans les noyaux des atomes (E = mC²) ;

- De l'énergie chimique , qui, d'origine électrique et contenue dans les liaisons chimiques entre atomes, génère les forces liant les atomes entre eux pour faire des molécules ;

- De l'énergie osmotique , qui, omniprésente dans le vivant, génère des mouvements d'eau au travers de membranes séparant des solutions aqueuses de concentrations différentes (l'eau traverse une membrane, qui peut être une paroi cellulaire, de la solution la moins concentrée vers celle la plus concentrée).

Mais en matière d'énergie nous savons aussi d'autres choses !

En effet, toutes et tous, de par notre apprentissage et notre instruction, et même d’instinct, nous savons qu’il y a un sens vers lequel des systèmes vont évoluer lorsqu’ils mettent leur énergie en jeu. Pour m'amuser, je dirais qu'avec l’énergie, il faut avoir du bon sens !
Ainsi, on sait que si on lâche une pierre que l'on tient dans la main, elle tombe ; et elle ne s'élève surement pas vers le ciel, ni ne reste en sustentation.
On sait aussi que lorsque le moteur d'une voiture fonctionne, le niveau de carburant baisse dans le réservoir jusqu'à se vider complètement, qu'en aucun cas il ne se rempli sans un passage à la pompe à essence, et que son pot d'échappement dégage des gaz qui se perdent dans l'atmosphère.
De même, on sait qu'un ballon de baudruche qui vient d'être gonflé se vide lorsque son extrémité est lâchée ; et, dernier exemple, on a bien compris depuis longtemps qu'une bombe qui tombe sur une maison en brique fait un tas de briques, alors qu'une bombe explosant sur un tas de brique ne fait pas une maison en brique. Dans ces quatre exemples ce sont les Lois de la thermodynamique qui s'expriment.

Ces Lois de la Thermodynamique, au nombre de trois, quelles sont-elles ?

La première, appelée "Premier principe", dit que lors d’une transformation dans un système, il y a conservation de l’énergie mise en jeu. Ce qui veut dire que jamais de l'énergie apparaît ex nihilo au cours d'une transformation ; il n'y a que des changements de forme de l'énergie mais il y a autant de joules, dans le volume où elle se passe, avant la transformation qu'après.

La deuxième loi, nommée "Deuxième principe", ou aussi "Entropie", mesure l’ordre dans les systèmes.
L'entropie d'un système, à un moment donné, est l'état statistique de ce dernier. Et c'est grâce à une fonction mathématique que l'on étudie l'évolution statistique de ce système. Mais il n'est pas nécessaire de faire des statistiques et des maths pour pouvoir parler d'entropie. Et heureusement car je suis très très très nul en maths.
Ce que l'on peut dire pour l'entropie, et cela valant définition, c'est que la chaleur va toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid. Autrement dit, de la chaleur concentré à un endroit se dissipe toujours autour de cet endroit, sans que l'on puisse l'en empêcher. Même avec des isolants thermiques, ceux-là ne servant qu'à ralentir l'inéluctable dissipation.
Un système évolue donc toujours vers un état de plus grand désordre ; de l'énergie bien rangée se disperse inexorablement. On va de l'ordre vers le désordre ; toute évolution est de fait irréversible !
En fait, le désordre croît, en toutes circonstance, et cela partout dans l'Univers. Ce qui revient à dire, en parlant le langage mathématique, que l’entropie globale est toujours positive (elle est croissante) même si localement elle peut être négative (c'est-à-dire décroissante). Un tel cas est celui d'un gaz qui se condense pour devenir liquide dans le volume d'une bouteille. Dans cette dernière l'ordre a bien augmenté, puisque les molécules de gaz se sont agglutinées les unes contre les autres pour constituer le liquide, mais ce faisant de la chaleur a aussi été cédée au milieu extérieur et cette chaleur s'est dissipée dans tout l'espace, dans le verre de la bouteille d'abord et ensuite dans l'espace tout autour de la bouteille.

Ce qu'il faut retenir, c'est que, toujours, des parts de l’énergie concentrée intervenant dans une transformation changent de forme, de façon irréversible, pour devenir, au final, de l’énergie diffuse.
Ainsi, dans le cas d'une voiture, l'essence (énergie chimique concentrée) devient dans un premier temps travail (énergie mécanique) et énergie diffuse dissipée dans l'atmosphère (chaleur évacuée par le radiateur, le corps du moteur et les gaz d'échappement), mais au final, l'énergie mécanique finit entièrement transformée en chaleur, dissipée elle aussi, une fois la voiture arrêtée suite au freinage (les freins chauffent puis se refroidissent en dissipant les joules dans l'air).

Enfin la dernière Loi, dite "Troisième principe", rend compte que les systèmes complexes - notre économie est un système complexe - tendent à maximiser la dissipation de leur énergie. En effet, dès lors que vous faites une chose avec une machine, vous consommez moins d'énergie que si vous faites cette même chose en deux étapes avec deux machines en ligne. Et s'il vous vient l'idée, saugrenue, de faire cette chose avec trois machines en ligne, en trois étapes successives, vous consommerez encore plus d'énergie ... et ainsi de suite.
La voiture électrique en est l'exemple parfait, car à masse et kilométrage identiques, elle consomme bien plus de joules qu'une voiture diesel ; tout simplement parce qu'au lieu de bruler du gazole directement (rendement de 35 %), il faut générer et transporter de l'électricité (35% et 85% de rendement respectivement), charger une batterie qui se décharge ensuite (rendement de 80%) dans un moteur, à bon rendement certes, puisque c'est environ 95%, mais restant comme il se doit inférieur à 100%, le rendement total se calculant en multipliant les rendements successifs, soit (0,35 X 0,85 X 0,80 X 0,95 ce qui donne 22%). Notons que, dans ce calcul, ne sont pas pris en compte les pertes au niveau de la transmission, ni les frottements de l'air sur la carrosserie et ceux des pneumatiques sur la route.

Mais je vois que je vous assomme.
Cela dit, convenez qu'il est difficile de faire autrement : à société complexe, explications complexes, n'est-ce pas ?
Aller, tenez bon ; le temps des définitions se termine !

En fait, il me reste juste à vous rappeler que l’énergie grise est la quantité d’énergie nécessaire au cycle de vie d’un produit.
Elle correspond à l'énergie consommée pour la production du produit, de l’extraction de ses constituants jusqu’à sa fin de vie, soit l'énergie nécessaire à l'extraction, le traitement, la transformation des matières premières, et celle utilisée pour la conception, la mise au point, la fabrication, le transport, la mise en œuvre, l'utilisation, l'entretien, la mise au rebut et/ou le recyclage du produit.
En fait, tous les objets élaborés et fabriqués par une économie « contiennent » de l’énergie grise.

Enfin, tout en vous précisant ce qu'est une économie du point de vue des sciences humaines, à savoir un ensemble d'activités relatives à la production, la distribution et la consommation de biens et de services, je me dois de vous faire remarquer qu'une économie s'avère être aussi des échanges de matières et d'énergie du point de vue des Sciences Physiques, cela justifiant pleinement que nous puissions étudier le processus économique par le biais de la thermodynamique, tout simplement parce que, nous l'avons vu dès le début, la thermodynamique est la science qui étudie des échanges de matières et d'énergie dans les systèmes.

Voilà ! Le plus dur est fait ! Et soyez contents et fiers de vous car, si vous retenez ces quelques définitions, vous en saurez alors bien plus sur l'énergie que tous nos financiers et autres politiques qui nous gouvernent.

Maintenant, un peu d'histoire !

Que s'est-il passé avant nos économies ?

Et bien, l'essentiel c'est d'abord déroulé dans l'espace !

1 - Après le Big-Bang, les premières étoiles, super massives, très chaudes, ont fabriqué des atomes complexes (Carbone, Azote, Oxygène, Fer, Or ...) avec l’Hydrogène et l’Hélium qui les composaient, puis elles ont explosé, dispersant ainsi ces atomes dans d’immenses nuages de matière;
2 - De ces nuages, d’autres étoiles sont nées et ont explosé elles aussi.
3 - À partir du nuage de matière issu d’une de ces dernières explosions, le système solaire s’est formé sous l’action de la gravité.

Ensuite, il y a 4,57 milliards d'années, sur la Terre nouvellement apparue, les atomes et molécules simples ont alors subi de très longs et successifs processus géologiques, dont l'ultime fut l’apparition du vivant, qui a fabriqué, et fabrique encore, des molécules complexes grâce à l’énergie lumineuse de notre Soleil convertie en énergie chimique par la photosynthèse.

Notons que, sans nul doute, ces processus successifs sont actifs en d’autres lieux de l’Univers, la découverte maintenant quotidienne d’exoplanètes, toutes différentes, nous le prouvera bientôt.

Quant au processus très lent de fabrication de molécules complexes par le vivant, c'est de l'organisation de basse entropie, appelée NÉGUENTROPIE.
Ce terme a été défini par le physicien Schrödinger, quand, en 1944, ce dernier écrivit dans son livre What is life ? : « La vie se nourrit d’entropie négative ».
En fait, cette néguentropie est l’entropie du vivant, qui, seulement en apparence, semble négative.
En effet, la vie, bien qu’elle organise la matière le temps qu’elle dure, a bien un rendement inférieur à 1, par exemple par le fait qu’une personne adulte au repos dissipe 50 à 70 Watts thermiques résultant de son métabolisme !
L’entropie finale de la vie reste donc positive ! Elle dissipe de la chaleur ! Ouf ! pourrait-on dire, la Vie respecte aussi les Lois de la Thermodynamique !!

Mais depuis que les Humains peuplent la Terre, que s'est-il passé en terme d'énergie ?

Tout ce que l'on peut constater c'est que depuis l'apparition du genre Homo, ce dernier a évolué en relation constante et de plus en plus étroite avec une certaine forme d'énergie : celle qui est "utilisable" parce que concentrée, l'énergie diffuse, non utilisable, ne servant à rien à ses yeux !

Ainsi, l'histoire de l'énergie dans les temps humains se résume en cinq étapes, dont il est intéressant de constater que chacune est plus courte que sa précédente :
1 - La capture et domestication du feu ;
2 - La maîtrise du feu, c'est-à-dire la capacité de le faire naître à volonté ;
3 - Le début de l’utilisation de l’énergie animale ;
4 - L’invention de la machine mécanique ;
5 - L’invention de la machine thermodynamique, le moteur thermique, qui a permis la révolution industrielle.

Cependant, certains esprits plus synthétiques considèrent que seuls deux moments sont importants dans l'Histoire de l'Humanité :
1 - La capture et la domestication du feu ;
2 - L’invention de la machine thermodynamique ;

ce qui reviendrait à dire que les générations humaines qui se sont succédées aurait vécues au cours de seulement trois périodes :

- la première durant environ 2,2 millions d'années ;
- la seconde s’étalant sur 600000 ans ;
- l'actuelle, ayant commencée vers 1820 ;

et pour se bien figurer ces durées qui se suivent, il suffit de faire une analogie avec des distances, et ainsi imaginer un sentier improbable et sinueux de 2200 kilomètres qui se poursuit par une piste de 600 kilomètres, cette dernière se voyant prolongée par une autoroute qui, pour l'instant, ne fait que 2 mètres de longueur.



En tout cas, nous vivons toujours dans la période de la machine thermodynamique, la maîtrise du feu ayant, quant à elle, initiée le début des premières économies structurées, les industries complexes qui en dépendent, comme la teinture, puis la poterie et la métallurgie, apparaissant peu après.

Aujourd’hui, nous ne faisons que perfectionner nos machines ; ou plutôt nous les complexifions … avec une conséquence fâcheuse et ennuyeuse, celle d’amplifier les effets dus au Troisième principe de la thermodynamique : Nous dissipons de plus en plus d'énergie par personne et par intervalle de temps ! C'est-à-dire que notre puissance dissipative augmente de façon exponentielle.

Retenons :
- Qu'un travail, ou un courant électrique, bref ! une « énergie de qualité », constituent des transferts ordonnés d’énergie ;
- Que la chaleur, « énergie de basse qualité », est un transfert désordonné d’énergie ;
- Que l'énergie disponible sur Terre provient toujours du Soleil ou bien de ses ancêtres ;
- Que les longs processus stellaires et géologiques, dont celui du vivant, sont les seuls à organiser la matière et à produire, entre autres, de l'énergie concentrée nécessaire pour notre économie.

Surtout, ne perdons pas de vue que tous les processus se déroulant dans l’Univers, et donc sur Terre, sont irréversibles.