1
00:00:06,645 --> 00:00:09,973
Il existe un concept crucial 
en chimie et en physique.

2
00:00:10,303 --> 00:00:12,743
Il explique pourquoi
certains processus physiques

3
00:00:12,743 --> 00:00:15,293
marchent dans un sens,
et non dans un autre :

4
00:00:15,293 --> 00:00:16,729
pourquoi la glace fond,

5
00:00:16,729 --> 00:00:19,039
pourquoi la crème se répand
dans le café,

6
00:00:19,039 --> 00:00:21,629
pourquoi l'air fuit d'un pneu crevé.

7
00:00:22,339 --> 00:00:26,539
C'est l'entropie, et elle est,
notoirement, difficile à comprendre.

8
00:00:27,969 --> 00:00:31,629
L'entropie est souvent décrite
comme une mesure du désordre.

9
00:00:31,629 --> 00:00:35,349
C'est une image pratique
mais, malheureusement, trompeuse.

10
00:00:35,499 --> 00:00:38,471
Par exemple, lequel est-il
le plus désorganisé ?

11
00:00:38,471 --> 00:00:42,789
Un verre de glace pilée, ou un verre
d'eau à température ambiante ?

12
00:00:43,299 --> 00:00:45,233
La plupart des gens
vont dire : la glace,

13
00:00:45,233 --> 00:00:48,549
mais, en fait, c'est elle qui possède
la plus faible entropie.

14
00:00:49,069 --> 00:00:52,898
Donc, voici une autre façon de l'aborder :
grâce aux probabilités.

15
00:00:52,898 --> 00:00:57,290
Cela semble plus compliqué à comprendre
mais prenez le temps de l'assimiler,

16
00:00:57,290 --> 00:01:00,700
et vous aurez une bien meilleure
compréhension de l'entropie.

17
00:01:01,260 --> 00:01:03,661
Prenez deux petits solides,

18
00:01:03,661 --> 00:01:07,541
constitués de six liaisons
atomiques chacun.

19
00:01:07,541 --> 00:01:12,781
Dans cet exemple, l'énergie dans chaque
solide est conservée dans les liens.

20
00:01:12,781 --> 00:01:15,522
Ceux-ci peuvent être regardés
comme de simples récipients,

21
00:01:15,522 --> 00:01:19,870
pouvant contenir des unités inséparables
d'énergie appelées « quanta ».

22
00:01:19,870 --> 00:01:24,601
Plus le solide a d'énergie,
plus il est chaud.

23
00:01:24,601 --> 00:01:29,042
Il s'avère que l'énergie peut
se distribuer de nombreuses façons

24
00:01:29,042 --> 00:01:30,552
dans les deux solides,

25
00:01:30,552 --> 00:01:33,932
tout en gardant la même quantité 
totale d'énergie dans chaque.

26
00:01:34,402 --> 00:01:38,502
Chacune de ces options est appelée :
un « micro-état ».

27
00:01:38,502 --> 00:01:43,341
Pour six quanta d'énergie dans 
le solide A, et deux dans le solide B,

28
00:01:43,341 --> 00:01:47,302
il existe 9 702 micro-états.

29
00:01:47,832 --> 00:01:52,631
Bien sûr, nos huit quanta d'énergie 
peuvent être arrangés autrement.

30
00:01:52,801 --> 00:01:57,623
Toute l'énergie peut être dans le solide A
par exemple, et rien dans le B,

31
00:01:57,623 --> 00:02:00,372
ou la moitié dans A, et la moitié dans B.

32
00:02:00,662 --> 00:02:04,074
Si nous supposons que chaque micro-état
est également probable,

33
00:02:04,074 --> 00:02:06,884
nous constatons que 
certaines configurations de l'énergie.

34
00:02:06,884 --> 00:02:09,793
ont plus de chances d'arriver
que d'autres.

35
00:02:10,313 --> 00:02:13,774
Cela est dû à leur plus grand
nombre de micro-états.

36
00:02:14,024 --> 00:02:15,853
L'entropie est une mesure directe

37
00:02:15,853 --> 00:02:19,523
de la probabilité de chaque
configuration de l'énergie.

38
00:02:20,383 --> 00:02:23,143
Ce que nous voyons, c'est que
la configuration de l'énergie

39
00:02:23,143 --> 00:02:26,713
dans laquelle l'énergie est la plus
répartie entre les solides,

40
00:02:26,713 --> 00:02:28,714
est celle qui a le plus d'entropie.

41
00:02:28,734 --> 00:02:31,734
Donc, dans un sens plus général,
l'entropie peut être considérée

42
00:02:31,734 --> 00:02:34,413
comme la mesure 
de cette répartition d'énergie.

43
00:02:34,673 --> 00:02:37,763
Une entropie faible veut dire
que l'énergie est concentrée.

44
00:02:37,923 --> 00:02:41,073
Une entropie élevée veut dire
qu'elle est répartie.

45
00:02:41,513 --> 00:02:45,685
Afin de comprendre pourquoi l'entropie
aide à expliquer les processus spontanés,

46
00:02:45,685 --> 00:02:47,825
tels que le refroidissement
des objets chauds,


47
00:02:47,825 --> 00:02:50,074
il nous faut examiner
un système dynamique,

48
00:02:50,074 --> 00:02:52,114
dans lequel l'énergie est en mouvement.

49
00:02:52,284 --> 00:02:54,745
En réalité, l'énergie 
ne reste pas en place.

50
00:02:54,755 --> 00:02:58,095
Elle se déplace, continuellement,
entre les liens voisins.

51
00:02:58,575 --> 00:03:00,206
Du fait que l'énergie se déplace,

52
00:03:00,206 --> 00:03:02,525
la configuration de l'énergie
peut changer.

53
00:03:02,775 --> 00:03:05,085
À cause de la répartition des micro-états,

54
00:03:05,085 --> 00:03:09,836
il y a 21 % de chances que le système
soit, plus tard, dans une configuration

55
00:03:09,836 --> 00:03:13,185
dans laquelle l'énergie
est répartie au maximum.

56
00:03:13,465 --> 00:03:17,347
Il y a 13 % de chances 
qu'il retourne à son état de départ,

57
00:03:17,357 --> 00:03:22,267
et 8 % de chance que le solide A
obtienne, en fait, plus d'énergie.

58
00:03:22,697 --> 00:03:25,455
Nous voyons là encore que,
du fait qu'il y a plus de façons

59
00:03:25,455 --> 00:03:28,285
d'obtenir une énergie répartie
et une entropie élevée,

60
00:03:28,285 --> 00:03:30,026
qu'une énergie concentrée,

61
00:03:30,026 --> 00:03:32,118
l'énergie a tendance à se répartir.

62
00:03:32,368 --> 00:03:35,698
Voilà pourquoi, si vous mettez 
un objet chaud à côté d'un objet froid,

63
00:03:35,698 --> 00:03:39,700
le froid va refroidir le chaud,
et le chaud va réchauffer le froid.

64
00:03:40,210 --> 00:03:41,867
Mais, même dans cet exemple,

65
00:03:41,867 --> 00:03:46,256
il y a 8 % de chance que l'objet chaud
devienne plus chaud.

66
00:03:46,886 --> 00:03:50,487
Pourquoi cela n'arrive-t-il
jamais dans la réalité ?

67
00:03:51,227 --> 00:03:53,887
C'est une question
de taille du système.

68
00:03:53,887 --> 00:03:57,647
Nos solides hypothétiques
ont seulement six liens chacun.

69
00:03:58,057 --> 00:04:03,728
Mettons nos solides à l'échelle
de 6 000 liens et 8 000 unités d'énergie,

70
00:04:03,728 --> 00:04:07,527
et recommençons ce système, avec
trois quarts de l'énergie dans A

71
00:04:07,527 --> 00:04:09,407
et un quart dans B.

72
00:04:09,877 --> 00:04:12,127
Maintenant, nous voyons
que les chances qu'a A

73
00:04:12,127 --> 00:04:14,267
de gagner spontanément plus d'énergie

74
00:04:14,267 --> 00:04:16,507
sont ce chiffre minuscule.

75
00:04:17,007 --> 00:04:21,988
Les objets familiers de tous les jours ont
infiniment plus de particules que cela.

76
00:04:22,308 --> 00:04:26,000
Les chances qu'un objet chaud
devienne plus chaud, dans la réalité,

77
00:04:26,000 --> 00:04:28,011
sont si ridiculement petites,

78
00:04:28,011 --> 00:04:29,949
que cela n'arrive simplement jamais.

79
00:04:30,249 --> 00:04:31,528
La glace fond,

80
00:04:31,528 --> 00:04:32,738
la crème se mélange,

81
00:04:32,738 --> 00:04:34,476
et les pneus se dégonflent,

82
00:04:34,476 --> 00:04:39,372
parce que ces états ont plus d'énergie
répartie que leur état d'origine.

83
00:04:39,732 --> 00:04:43,630
Il n'y a pas de force mystérieuse
poussant le système vers plus d'entropie.

84
00:04:43,630 --> 00:04:45,570
C'est simplement que l'entropie élevée

85
00:04:45,570 --> 00:04:48,468
est toujours statistiquement
plus probable.

86
00:04:48,748 --> 00:04:51,890
C'est pourquoi l'entropie
a été appelée : « la flèche du temps ».

87
00:04:52,220 --> 00:04:56,780
Si l'énergie a l'opportunité
de se diffuser, elle le fait !