Le petit moteur qui pourrait changer le monde

La première machine à vapeur était une pompe à eau destinée à maintenir les mines au sec. Après de nombreuses révisions, vers la fin du XVIIIe siècle, des moteurs à vapeur équipaient déjà les trains et les navires. Ces inventions ont contribué à transformer le monde. La population humaine sur la planète a commencé à croître de manière exponentielle à cette époque – vous l’avez peut-être étudié en cours d’histoire – c’est la révolution industrielle.

Disons que vous devez construire un train ou un navire. Comment vous y prenez-vous ? Que devez-vous déterminer ? Le type de carburant est-il important ? Influence-t-il la distance que vous pouvez parcourir ? Le poids du train ou du navire, la quantité de fret transportée, le type de moteur utilisé sont-ils des facteurs déterminants ? Chaque tonne supplémentaire de carburant signifie une tonne de cargaison en moins – mais trop peu de carburant, et vous risquez de ne pas atteindre votre destination, ce qui pose un sérieux problème si vous dérivez au milieu de l’Atlantique Nord.

Les scientifiques avaient besoin d’un moyen simple pour comparer différents carburants, moteurs, navires et trains. Ils ont donc développé une série d’équations permettant d’obtenir un chiffre commun à toutes les expériences. Ce chiffre représentait la quantité d’eau pouvant être portée à ébullition avec une quantité donnée de carburant ; il indiquait la distance qu’un train ou un navire pouvait parcourir, la hauteur d’une colline que le train pouvait gravir, ou encore la vitesse d’un train en descente. Grâce à ces équations, ils ont pu comprendre et optimiser les moteurs à vapeur. L’idée a tellement bien fonctionné qu’ils ont adapté ces mêmes techniques à d’autres branches de la physique : mécanique, thermodynamique, électricité et magnétisme, hydrodynamique, etc.

L’énergie est le concept élaboré par les scientifiques et les mathématiciens pour traiter toutes ces différentes notions.