{"id":12720,"date":"2019-04-20T23:25:20","date_gmt":"2019-04-20T21:25:20","guid":{"rendered":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/?p=12720"},"modified":"2019-10-26T09:55:49","modified_gmt":"2019-10-26T07:55:49","slug":"notre-dame-quelques-rappels-de-chimie-physique-et-geometrie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/notre-dame-quelques-rappels-de-chimie-physique-et-geometrie\/","title":{"rendered":"Notre-Dame de Paris : quelques rappels <br>de chimie, physique et g\u00e9om\u00e9trie"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/File:Incendie_Notre_Dame_de_Paris.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignleft wp-image-12726\" src=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/450px-Incendie_Notre_Dame_de_Paris.jpg\" alt=\"\" width=\"292\" height=\"389\" srcset=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/450px-Incendie_Notre_Dame_de_Paris.jpg 450w, https:\/\/aitia.fr\/erd\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/450px-Incendie_Notre_Dame_de_Paris-225x300.jpg 225w\" sizes=\"(max-width: 292px) 100vw, 292px\" \/><\/a>Dans le cours sur l&#8217;\u00e9nergie que j&#8217;ai donn\u00e9 depuis de nombreuses ann\u00e9es \u00e0 l&#8217;universit\u00e9, j&#8217;insiste lourdement pour que mes \u00e9tudiants comprennent une caract\u00e9ristique importante de nos soci\u00e9t\u00e9s dites &#8220;\u00e9volu\u00e9es&#8221; : elles ne sont pas seulement d\u00e9pendantes \u00e0 l&#8217;<em>\u00e9nergie<\/em> mais aussi d\u00e9pendantes \u00e0 la <em>puissance<\/em>, ce qui, en physique, d\u00e9signe l&#8217;\u00e9nergie consomm\u00e9e par unit\u00e9 de temps. Autrement dit, non seulement nous avons besoin de beaucoup d&#8217;\u00e9nergie pour le transport, le chauffage, la production industrielle&#8230;, mais nombre de ces usages requi\u00e8rent l&#8217;utilisation de <em>beaucoup d&#8217;\u00e9nergie en peu de temps,<\/em> ce que nous mesurons en watts (1 watt = 1 joule par seconde) ou ses multiples (kilowatts, m\u00e9gawatts&#8230;).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Exemple : lorsque nous prenons l&#8217;avion, la consommation d&#8217;\u00e9nergie par passager n&#8217;est pas, en soi, astronomique (elle correspond, pour de gros avions long-courrier bien remplis, \u00e0 3 ou 4 litres de k\u00e9ros\u00e8ne aux 100 km) mais les moteurs de l&#8217;avion doivent \u00eatre extr\u00eamement puissants afin de lui permettre de voler vite et d&#8217;acc\u00e9l\u00e9rer fort lors du d\u00e9collage. Dans un des exercices que je donne \u00e0 mes \u00e9tudiants, on estime par exemple que, sur la totalit\u00e9 d&#8217;un vol \u00e0 tr\u00e8s longue distance, la puissance moyenne<span id='easy-footnote-1-12720' class='easy-footnote-margin-adjust'><\/span><span class='easy-footnote'><a href='https:\/\/aitia.fr\/erd\/notre-dame-quelques-rappels-de-chimie-physique-et-geometrie\/#easy-footnote-bottom-1-12720' title='calcul\u00e9e sur la base de l&amp;#8217;\u00e9nergie de combustion du carburant'><sup>1<\/sup><\/a><\/span> requise <em>par passager<\/em> est comprise entre 350 et 400 kW, alors qu&#8217;une automobile moyenne roulant \u00e0 130 km\/h sur autoroute horizontale demande moins de 100 kW, et un cycliste roulant tranquille \u00e0 20 km\/h sur le plat, de l&#8217;ordre de quelques centaines de watts<span id='easy-footnote-2-12720' class='easy-footnote-margin-adjust'><\/span><span class='easy-footnote'><a href='https:\/\/aitia.fr\/erd\/notre-dame-quelques-rappels-de-chimie-physique-et-geometrie\/#easy-footnote-bottom-2-12720' title='calcul\u00e9e dans ce cas sur le contenu \u00e9nerg\u00e9tique de la nourriture qui alimente le cycliste, et non sur le travail musculaire fourni !'><sup>2<\/sup><\/a><\/span> seulement.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cette simple consid\u00e9ration permet de comprendre l&#8217;avantage strat\u00e9gique de certaines \u00e9nergies par rapport \u00e0 d&#8217;autres, et notamment le p\u00e9trole. En effet, la plupart de l&#8217;\u00e9nergie consomm\u00e9e dans le monde (environ 4\/5) provient du charbon, du p\u00e9trole et du gaz, c&#8217;est-\u00e0-dire de mati\u00e8re qui br\u00fble (le bois, bien s\u00fbr, est un autre exemple). Or la <em>vitesse de lib\u00e9ration d&#8217;\u00e9nergie<\/em> (c&#8217;est-\u00e0-dire la <em>puissance<\/em>) par cette mati\u00e8re en combustion d\u00e9pend de plusieurs facteurs :<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<ul>\n<li>la concentration en <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Dioxyg%C3%A8ne\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">dioxyg\u00e8ne<\/a> dans l&#8217;air (\u00e0 peu pr\u00e8s constante \u00e0 l&#8217;air libre, mais qui peut baisser rapidement dans les endroits confin\u00e9s, &#8220;asphyxiant&#8221; le feu) ;<\/li>\n<li>la nature chimique de cette mati\u00e8re (mais c&#8217;est un effet assez faible, toutes les r\u00e9actions chimiques lib\u00e9rant des \u00e9nergies <a href=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/chimique-contre-nucleaire\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">du m\u00eame ordre de grandeur<\/a>) ;<\/li>\n<li>et surtout, <strong>le caract\u00e8re plus ou moins divis\u00e9 de cette mati\u00e8re<\/strong>, qui conditionne son rapport surface\/volume : il s&#8217;agit d&#8217;un effet purement g\u00e9om\u00e9trique.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">Chacun sait que pour allumer un feu de bois, on ne se contente pas de jeter une allumette sur une grosse b\u00fbche : cela ne fonctionne pas. Il faut d&#8217;abord utiliser du &#8220;petit bois&#8221;\u00a0 \u2013 voire du papier \u2013 qui, en se consumant rapidement (en d\u00e9gageant localement une grande <em>puissance thermique<\/em>) permet d&#8217;\u00e9lever suffisamment la temp\u00e9rature d&#8217;une zone de la b\u00fbche pour qu&#8217;elle daigne prendre feu.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La concentration en dioxyg\u00e8ne dans l&#8217;air libre \u00e9tant quasi constante, et les combustibles se valant \u00e0 peu pr\u00e8s en quantit\u00e9 d&#8217;\u00e9nergie par unit\u00e9 de masse ou de volume<span id='easy-footnote-3-12720' class='easy-footnote-margin-adjust'><\/span><span class='easy-footnote'><a href='https:\/\/aitia.fr\/erd\/notre-dame-quelques-rappels-de-chimie-physique-et-geometrie\/#easy-footnote-bottom-3-12720' title='Il y a bien s\u00fbr des diff\u00e9rences : le bois par exemple d\u00e9gage moins d&amp;#8217;\u00e9nergie par unit\u00e9 de masse ou de volume que le p\u00e9trole, mais ce n&amp;#8217;est pas d\u00e9terminant.'><sup>3<\/sup><\/a><\/span>, c&#8217;est la facilit\u00e9 pour un combustible \u00e0 pr\u00e9senter un rapport surface\/volume important qui va conditionner son aptitude \u00e0 d\u00e9gager une grande puissance thermique en produisant une combustion rapide.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">C&#8217;est bien \u00e9videmment \u00e0 l&#8217;\u00e9tat gazeux que le combustible est le plus finement divis\u00e9 : chaque mol\u00e9cule de combustible peut alors instantan\u00e9ment se combiner avec une mol\u00e9cule de dioxyg\u00e8ne et d\u00e9gager de l&#8217;\u00e9nergie tr\u00e8s rapidement. D&#8217;o\u00f9 les dangers des fuites de gaz, surtout en pr\u00e9sence d&#8217;allumettes ou d&#8217;\u00e9tincelles qui cr\u00e9ent localement la temp\u00e9rature tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e n\u00e9cessaire pour amorcer la r\u00e9action&#8230; Inversement, dans un bloc solide massif, seule la surface du combustible est en contact avec le dioxyg\u00e8ne de l&#8217;air, tout ce qui se trouve \u00e0 l&#8217;int\u00e9rieur attendant sagement que le front de combustion progresse pour se retrouver \u00e0 son tour \u00e0 l&#8217;air libre. D&#8217;o\u00f9 une <em>puissance<\/em> beaucoup plus faible, celle d&#8217;un feu de chemin\u00e9e o\u00f9 se consument lentement de grosses b\u00fbches, par exemple. Dit en termes g\u00e9om\u00e9triques : la surface d&#8217;un solide varie comme le carr\u00e9 de sa dimension, son volume varie comme le cube, donc le rapport surface\/volume est inversement proportionnel \u00e0 la dimension (pour une forme donn\u00e9e) : plus c&#8217;est petit, plus le rapport surface\/volume est grand et plus la r\u00e9action de combustion est rapide, donc la puissance thermique d\u00e9gag\u00e9e grande.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L&#8217;\u00e9tat <em>liquide<\/em> est, pour cette raison, la forme id\u00e9ale du combustible dans beaucoup de domaines consommant de l&#8217;\u00e9nergie, et en particulier le transport : facile \u00e0 transporter et \u00e0 stocker (contrairement au gaz), avec \u00e0 peu pr\u00e8s le m\u00eame contenu en \u00e9nergie par unit\u00e9 de masse ou de volume que le solide, il est contrairement \u00e0 lui tr\u00e8s facile \u00e0 diviser finement au moyen d&#8217;injecteurs \u00e0 haute pression qui en font de microscopiques gouttelettes, dans les moteurs d&#8217;avion ou ceux de nos voitures. De l\u00e0 vient l&#8217;int\u00e9r\u00eat strat\u00e9gique pour le p\u00e9trole&#8230; et <a href=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/petrole-une-guerre-dun-siecle\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">toutes les guerres<\/a> qui vont avec.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Pourtant, le charbon continue d&#8217;\u00eatre une des principales \u00e9nergies utilis\u00e9es dans le monde \u2013 <a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:World_energy_consumption.svg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">juste derri\u00e8re le p\u00e9trole<\/a> \u2013 et en particulier pour la production d&#8217;\u00e9lectricit\u00e9, o\u00f9 il constitue de loin <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Production_d%27%C3%A9lectricit%C3%A9#Origine_de_la_production_dans_le_monde\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">la ressource principale<\/a>, voire quasi-exclusive <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Electricity_generation#List_of_countries_with_source_of_electricity_2008\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">dans certains pays<\/a>. Ainsi en Chine c&#8217;est 70% de l&#8217;\u00e9lectricit\u00e9 qui provient du charbon et en Pologne 80%. Comment est-ce donc possible, sachant que les centrales \u00e9lectriques produisent des puissances qui se chiffrent en centaines de m\u00e9gawatts voire gigawatts (milliards de watts) ? L\u00e0 encore, pas de miracle : pour obtenir une puissance thermique importante avec du charbon, on le r\u00e9duit en poussi\u00e8re, et le br\u00fble avec la technique dite du <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Lit_fluidis%C3%A9\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">lit fluidis\u00e9<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bref, \u00e0 moins de croire aux miracles, il est totalement d\u00e9raisonnable de penser que de grosses poutres en ch\u00eane puissent s&#8217;enflammer accidentellement \u00e0 cause d&#8217;un m\u00e9got ou d&#8217;une \u00e9tincelle \u00e9lectrique, et se consumer \u00e0 grande vitesse. Autrement dit, l&#8217;incendie de Notre-Dame <strong>ne peut pas<\/strong> avoir \u00e9t\u00e9 accidentel, malgr\u00e9 <a href=\"https:\/\/fr.sputniknews.com\/france\/201904181040803485-police-cause-plus-probable-incendie-notre-dame-paris\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">les premi\u00e8res affirmations des autorit\u00e9s<\/a>, qui sont au choix totalement incomp\u00e9tentes ou&#8230; <a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/2197547130505333\/posts\/le-major-patrick-nicolle-r%C3%A9agit-%C3%A0-propos-de-lincendie-de-notre-dame-de-paris\/2229313220662057\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">pire<\/a>. D&#8217;ailleurs, avec une forme de prudence qui s&#8217;apparente \u00e0 de la politesse, l&#8217;ancien architecte en chef des monuments historiques Benjamin Mouton, en charge de la cath\u00e9drale jusqu&#8217;en 2013, <a href=\"https:\/\/twitter.com\/24hPujadas\/status\/1118189612105699328\/video\/1\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">s&#8217;est dit &#8220;stup\u00e9fait&#8221;<\/a> de cet incendie, en ajoutant qu&#8217; &#8220;<em>il faut une vraie charge calorifique au d\u00e9part pour lancer un tel sinistre. Le ch\u00eane est un bois particuli\u00e8rement r\u00e9sistant.<\/em>&#8220;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">De plus, il est particuli\u00e8rement optimiste (ou na\u00eff) de croire que le lieu \u00e9tait aussi bien gard\u00e9 que le bunker de Macron. La preuve en images (\u00e0 ne pas regarder pour les personnes sujettes au vertige) :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/VOW3ShO_DJQ\" width=\"640\" height=\"360\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><span style=\"display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;\" data-mce-type=\"bookmark\" class=\"mce_SELRES_start\">\ufeff<\/span><\/iframe><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Reste donc \u00e0 trouver les criminels. Et \u00e0 ne pas se tromper comme on l&#8217;a d\u00e9j\u00e0 fait dans le pass\u00e9, et <a href=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/11-septembre-la-faillite-des-institutions\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">continue \u00e0 le faire<\/a> pour une grande majorit\u00e9 de personnes, <a href=\"https:\/\/aitia.fr\/erd\/la-societe-europeenne-de-physique-vire-complotiste\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">sur des \u00e9v\u00e9nements<\/a> encore plus m\u00e9diatis\u00e9s.<\/p>\n<p>On ne le dira jamais assez : la chimie, la physique et la g\u00e9om\u00e9trie ne servent pas qu&#8217;\u00e0 passer des examens et des concours. Un peuple ignorant est un peuple docile car cr\u00e9dule.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans le cours sur l&#8217;\u00e9nergie que j&#8217;ai donn\u00e9 depuis de nombreuses ann\u00e9es \u00e0 l&#8217;universit\u00e9, j&#8217;insiste lourdement pour que mes \u00e9tudiants comprennent une caract\u00e9ristique importante de nos soci\u00e9t\u00e9s dites &#8220;\u00e9volu\u00e9es&#8221; : elles ne sont pas seulement d\u00e9pendantes \u00e0 l&#8217;\u00e9nergie mais aussi d\u00e9pendantes \u00e0 la puissance, ce qui, en physique, d\u00e9signe l&#8217;\u00e9nergie consomm\u00e9e par unit\u00e9 de temps. 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