L’entropie

La deuxième loi de la thermodynamique est

la première loi de toutes les sciences.

Einstein

- Entropy is a process where things naturally move from a

state of order toward disorder, like our homes

that we continually need to clean.

- The second law dictates that our current

march toward progress will eventually collapse

under its own entropic weight.

Whissel, The Myth of Progress

De l’économie à écologie, en passant par la physique, plusieurs théories et concepts peuvent être mobilisés pour comprendre ce qu’est le progrès. Ainsi, au fil des lectures (Joël de Rosnay (1975) Le Macroscope ; Amor Aktouf (2002) La stratégie de l’autruche ; Whissel (2006) The Myth of Progress) que j’ai fait pour me préparer à ce cours, une notion repassait souvent : l’entropie. L’entropie, c’est un concept a priori obscur qui cache une loi fondamentale en physique ; c’est la deuxième loi de la thermodynamique. Dans ce billet, je vais tenter de brièvement expliquer la notion d’entropie et la raison pour laquelle il est capital de la comprendre pour en mesurer les conséquences provoquées par la société industrielle de production et de consommation de masse.

J’ai déjà été exposé à la notion d’entropie par le passé, mais pour des raisons que je m’explique mal, je ne m’y suis jamais attardé. J’avais tort. Mais, qu’est-ce que l’entropie au juste? L’entropie concerne l’énergie. Pourquoi parler d’énergie? Tout simplement parce que c’est ce qui génère le travail. Pour qu’une économie fonctionne, il faut du travail et ce travail doit être mis en mouvement par de l’énergie. En somme, on peut réduire la dernière proposition à l’équation : Travail = Énergie. Aussi, depuis le Big Bang, la matière passe en gros d’un état extrêmement organisé à un état désorganisé. Les physiciens appellent ce phénomène la flèche du temps. Si on revient à l’énergie, on a découvert au XIXe siècle que l’énergie utilisée dans les machines n’était pas utilisée à son plein potentiel. Autrement dit, avec le travail des machines, on a constaté une dégradation de l’état de l’énergie, un passage de la complexité vers un état de simplicité. Comme le dit si bien Whissel : « A more objective way to describe entropy is as a process in which things move from a state of complexity toward simplicity, or from concentration toward diffusion. » Par exemple, la chaleur, une forme d’énergie, peut provoquer le mouvement, une autre forme d’énergie, mais il y a toujours une perte d’énergie. Concrètement, lorsque vous mettez de l’essence dans votre voiture, il y a une perte en efficacité qui peut aller jusqu’à 63%. L’énergie contenue dans l’essence est utilisée à environ 37% pour mouvoir la voiture, le restant est perdu en chaleur.

Qu’est-ce que ça a à voir avec la problématique du progrès me direz-vous? En fait, Whissel l’explique tellement bien que je vais lui laisser la parole :

« […] the biosphere was an anti-entropic system up until about a quarter billion years ago when it entered a state of dynamic equilibrium. However, the biospheric story today is quite different. Since the nineteenth century the increasing use of energy by humans, particularly fossil fuels, has pushed the biosphere out of its dynamic equilibrium state into one that is increasingly more entropic. Human activity on this planet is countering trends  that have been developing for over 3.5 billion years. For the first time in the Earth's history, a single species is responsible for the entropic degradation of the biosphere by releasing more energy through transformations than is being replaced by global photosynthesis. »

Bref, la vie est néguentropique, la négation de l’entropie. Chose étrange dans l’évolution de l’univers quand on y pense. Hors, si ce que Whissel dit est vrai, l’humanité, depuis 200 ans, ce qui coïncide avec la révolution industrielle, puise et diffuse plus d’énergie dans le système planétaire qu’il n’en reçoit du soleil. Il y a donc un déficit structurel d’énergie dans le système terrestre. Problème majeur qui amène le philosophe Jacques Grinevald à appeler notre société globale civilisation thermo-industrielle pour ainsi mettre l’accent sur l’accaparation et la dispersion d’une quantité excédentaire d’énergie dans le processus industriel qui façonne notre monde, la Terre. L’industrialisation, rappelons-le, a besoin massivement d’énergie, souvent sous forme de chaleur.

La question de l’augmentation de l’entropie liée à nos activités est vraiment importante puisque c’est probablement la seule perspective qui ajoute un facteur de certitude scientifique à la problématique du progrès (les autres perspectives, dont l’anthropocène, amènent des indices, mais ne sont que des thèses probabilistes). Whissel est très strict sur ce point : « Every environmental problem we witness today is the result of entropy within the biosphere. »[1] La civilisation actuelle carbure, c’est le cas de le dire, aux énergies fossiles. Nous, en tant que civilisation thermo-industrielle, sommes créateurs de désordre. Nous le faisons de plus en plus rapidement. D’ailleurs, ce problème grave n’est pas sans lien avec la problématique des changements climatiques. Cela ouvre sur la notion de rétroaction, mais ce sera peut-être le sujet d’un autre billet.

Simon

P.S. Vous pouvez également visionner ce vidéo qui parle essentiellement de la même problématique : 

P.P.S. Vous vous souvenez que David Suzuki nommait plusieurs lois incontournables de la nature au début du Test Tube? Je l'avais souligné la semaine dernière...

---

[1] Cette phrase est suivie d’une longue énumération troublante : « If there is a foundation on which all environmental degradation rests, it is entropy generated by the ever-increasing transformation of energy by humans. The loss of natural forest cover or its replacement with monocrop plantations results in simplification of  ecosystems - entropy. The conversion of semiarid woodlands to desert through overexploitation results in ecosystem simplification - entropy. The erosion of topsoil results in diffusion of nutrients - entropy. The eutrophication of aquatic  and marine environments from the diffusion of nutrients results in decreased biotic diversity and ecosystem simplification - entropy. The depletion of the world's fisheries results in ecosystem simplification - entropy. The loss of coral reefs and boreal forests due to the warming of oceans and polar climates results in ecosystem simplification - entropy. The loss in global biodiversity results in simplification - entropy. Global climate change due to the build up of carbon dioxide in the atmosphere from the burning of fossil fuels is a process of diffusion of carbon - entropy. Think of any environmental problem and you will see it is a process where complex systems are being simplified or concentrated materials are being diffused. »