Principe de Carnot

“ Un physicien ou un chimiste n'énonce plus une proposition nouvelle sans vérifier d'abord si elle n'est pas en contradiction avec le principe de Carnot. On peut dire que jamais théorie si simple n'eut des conséquences si profondes. ”

“ À l’encontre des illusions d’identité que les théories mécaniques, les principes de conservation et même la forme des lois en général tendent à faire naître, le principe de Carnot stipule que l’univers entier se modifie avec le temps, dans une direction constante. ”

“ Le principe de Carnot affirme un progrès continu dans le temps, et il nous est parfaitement loisible de présumer que le monde est régi uniquement par des principes de ce genre. À supposer que l’évolution, dans certains cas, fût infiniment lente, cela donnerait un monde de constances réelles, comme l’admettent nos principes de conservation actuels. ”

“ Mais l’exemple le plus frappant est le principe de Carnot. Carnot l’a établi en partant d’hypothèses fausses ; quand on s’aperçut que la chaleur n’est pas indestructible, mais peut être transformée en travail, on abandonna complètement ses idées ; puis Clausius y revint et les fit définitivement triompher. La théorie de Carnot, sous sa forme primitive, exprimait, à côté de rapports véritables, d’autres rapports inexacts, débris des vieilles idées ”

“ Toutes les transformations s'accompagnant d'une déperdition de tension, il est impossible que notre monde se retrouve jamais identique à ce qu'il a été précédemment — pourvu qu'il ne reçoive rien dé l'extérieur! Mais qu'est-ce qui est extérieur à notre monde? Toutes les spéculations philosophiques qu'on voudrait tirer du principe de Carnot au sujet de l'avenir du monde sont des rêves sans consistance.
Dans chaque forme d'énergie, l'écoulement sans transformation a pour résultat l'établissement d'un équilibre à un niveau moyen, intermédiaire aux deux niveaux primitifs. ”

“ Cependant, le processus même de cette élimination ne nous suggère-t-il pas qu’il pourrait y avoir quelque chose de fondé dans l’argumentation de Hartmann ? En effet, si notre entendement postule l’élimination, la réalité résiste, et sa résistance se manifeste par le principe de Carnot (p. 263) . Nous n’aurons donc qu’à changer le point de départ du raisonnement et à substituer au mécanisme le principe de Carnot ; la généralité de cette formule ne prouve-t-elle pas que la réalité ne saurait être conçue indépendamment du temps ? ”

“ Ces objections ont paru si fortes qu’on a été conduit à se faire une conception nouvelle du principe de Carnot et à ne plus le considérer que comme un théorème du calcul des probabilités, et ce principe est devenu à peu près ceci : les phénomènes qui se produisent habituellement dans la nature ont lieu dans un sens qui correspond à une perte d’énergie utile. ”

“ Les droits de Carnot à notre reconnaissance sont d'un ordre excessivement élevé. Son grand mérite n'est pas seulement d'avoir donné une méthode d'une nouveauté et d'une originalité frappantes, et qui ne se borne pas à la chaleur seule, mais d'avoir énoncé un principe fondamental, sur lequel repose sa manière de comparer la chaleur employée avec le travail qu'elle fournit. ”

“ Ce raisonnement peut s’appliquer à tout autre cas, mais il n’est pas nécessaire de le répéter à chaque fois, de même qu’il n’est pas nécessaire de répéter la démonstration d’une proposition quelconque chaque fois qu’on en fait usage, il suffit qu’on puisse la donner au besoin ; de même il suffit d’avoir établi le principe fondamental, pour demeurer convaincu qu’il est plus qu’inutile de recourir à des assertions aussi étranges que celle de dire, par exemple, qu’une perte est un gain négatif ”

“ Les conclusions de Carnot peuvent donc être obtenues sans connaître le premier principe, c’est-à-dire la conservation de l’énergie : c’est un point essentiel, par lequel le mouvement perpétuel, dont le raisonnement de Carnot démontre l’impossibilité, est différent d’un mouvement perpétuel, qui pourrait être dû à une création d’énergie, car il est tout à fait indépendant du premier principe. ”

“ Donc il est impossible d'attribuer les phénomènes matériels à des atomes inétendus, durs ou imparfaitement élastiques, et se transmettant par des chocs les mouvements dont ils ont été doués à l'origine des temps.
Le théorème de Carnot cesse d'avoir lieu pour les points matériels parfaitement élastiques; ici, au contraire, le principe de la conservation des forces vives a lieu. Mais considérons une molécule située à la limite d'un corps plus dense que le corps contigu. Elle vibre, car tout vibre dans la nature, surtout pour ceux qui veulent expliquer les attractions par des vibrations. ”

“ C'est ce que ne dit pas le principe : et qu'on ne dise pas que la proportion indiquée par le principe, a toujours lieu, quelque puisse être le mouvement, pourvu qu'il soit possible, c'est-à- dire compatible avec l'impénétrabilité des corps ”

“ Si l'attraction était toujours constante comme la gravité ordinaire, mais qu'elle fût dirigée vers un point fixe, placé à une distance finie, on conclurait aisément du principe précédent, que dans le cas d'équilibre la somme des moments des corps du système, relativement à ce point fixe, est un maximum, c'est-à-dire que la somme des produits de chaque masse, par sa distance au point fixe, est moindre lorsqu'il y a équilibre, que si le système se trouvait dans une autre situation quelconque. ”

“ En attendant, il se montre très sensible à l'intérêt que lui porte Carnot. Il lui répond en affectant un langage tout républicain : « Je mérite votre estime, citoyen Directeur; j'ai adopté pour principe : Tout à la patrie! », et il ajoute qu'il ne recherche les triomphes — comme le lui avait ordonné le Directoire — que pour conquérir à la République l'affection des peuples et leur apporter les bienfaits de la liberté. ”

“ Mais Clausius et W. Thomson, apprécièrent les premiers, en 1850, la portée de l’idée de Carnot. Clausius montra, comme on l’a vu plus haut, qu’elle est indépendante du premier principe : malgré l’inexactitude de l’hypothèse de Carnot, à savoir qu’il n’y a pas de chaleur détruite dans les machines thermiques, son idée conduit à des résultats exacts, quand on la rattache d’une façon convenable au premier principe. Thomson put encore en tirer des conclusions importantes, sans décider si le premier principe était exact ou non. ”

“ Il y a des personnes, par exemple, qui croient avoir suffisamment établi le principe de l’analyse infinitésimale, lorsqu’elles ont fait ce raisonnement : il est évident, disent-elles, et avoué de tout le monde, que les erreurs auxquelles les procédés de l’analyse infinitésimale donneraient lieu, s’il y en avait, pourraient toujours être supposées aussi petites qu’on le voudrait. Il est évident encore que toute erreur qu’on est maître de supposer aussi petite qu’on le veut est nulle : car, puisqu’on peut la supposer aussi petite qu’on le veut, on peut la supposer 0 ”

“ Ainsi un mouvement perpétuel, suivant Carnot, se produirait, si la chaleur d’une masse d’eau à température constante pouvait se transformer partiellement en quelque autre énergie, en énergie électrique, par exemple. L’expérience prouve que c’est tout aussi impossible que la création de l’énergie. Voilà par conséquent une seconde loi, indépendante du premier principe. ”

“ Quelques froissés que dussent en être beaucoup et de grands intérêts, Carnot la proposa ; elle fut arrêtée. L'immensité des mécontens en rendit l'exécution pénible. Si le directoire eût posé en principe et pour base de son opération , que l'ancienneté devait être observée dans tous les grades, beaucoup d'officiers généraux , braves, mais tacticiens, outre ou sans mesure, l'eussent emporté sur les hommes habiles. Hoche, Moreau, Marceau, Joubert, et Bonaparte par exemple, eussent été écartés, et c'eût été, sans nul contredit, un contre-sens
( 60 ) dans l'organisation militaire. ”

“ XXXVIII. On prend ordinairement pour principe de l'équilibre dans les Machines à poids , qu'alors le centre de gravité du systême est au point le plus bas possible ; mais on fait que ce principe n'est pas généralement vrai ; car outre que ce point pourroit dans certains cas, être au point le plus haut, il y en a une infinité d'autres où il n'est ni au point le plus haut, ni au point
le plus bas : par exemple, si tout le systême £e réduit à un corps pesant, & que ce mobile foit placé sur une courbe qui ait un point d'inflexion , dont la tangente foit horifontale ”

“ Il arrivait à l'enthousiasme par les plus glaciales méditations, réduisait la société à une équation et s'enflammait ensuite quand il se croyait sûr de son fait. Singulier caractère, l'opposé de tous ceux qui sont jetés dans le monde vulgaire. Chez la plupart des hommes, la raison tempère les saillies d'une nature impétueuse; chez Carnot, la raison était en quelque sorte le feu secret qui animait ses passions. ”

“ Ce dernier trait était nécessaire pour faire apprécier les éminents, les incontestables services que le théorème de Carnot a déjà rendus et qu’il rendra de plus en plus à l’art et à l’industrie. Si je ne craignais la vive incrédulité qui, de prime abord, s’attacherait à mes paroles, j’ajouterais que ce même théorème d’analyse et de mécanique a aussi joué un grand rôle dans les événements nombreux de notre Révolution, dont les déterminations de Carnot pouvaient changer le caractère. ”

“ Carnot est un homme juste et vertueux, simple, modéré dans ses besoins personnels, grand, sublime dans ses conceptions pour la gloire de sa patrie, amant idolâtre de la liberté, mais citoyen soumis aux lois ”

“ Le nom de Carnot, si honorablement placé parmi les illustrations de la science militaire, est une nouvelle preuve entre tant d'autres que la plus remarquable aptitude dans une branche spéciale des connaissances humaines n'est nullement la garantie d'un jugement droit dans l'appréciation de hautes questions d'ordre général, et qu'on peut être à la fois un très habile mathématicien et un fort mauvais politique. ”

“ IL n'était pas plus au pouvoir des événemens que des hommes qui les maîtrisèrent, de jeter Carnot dans l'inoccupation, en le rendant à la vie privée. Son génie n'a jamais sommeillé; un foyer de lumières, alimenté par la chaleur du patriotisme, ne s'éteint pas, ne se refroidit pas même. Les années que Carnot passa loin des affaires publiques ne furent pas perdues pour la patrie. Ses ouvrages déjà terminés reçurent, sinon une nouvelle forme, au moins de nouveaux développemens, et le plan de ceux dont il avait conçu l'idée, régie d'abord, fut exécuté ensuite. ”

“ On a beaucoup parlé de sa conduite dans la révolution; je n'ai ni la prétention de la juger ni même celle de la connaître; mais ce que je puis affirmer avec mes lumières de femme, sondant les profondeurs qu'il ne nous appartient pas de pénétrer, c'est que Carnot n'a pu rien dire, ni dû rien faire que de rigoureusement mathématique à ses yeux; cœur bon et simple qui n'a jamais obéi à rien de personnel, et chez qui l'homme avait disparu devant un type raisonné du citoyen. Le monde entier se serait remué dans un sens contraire à ses opinions, qu'il aurait tout seul protesté contre le monde. ”

“ Dans l’ouvrage dont l’analyse m’a entraîné plus loin que je ne le prévoyais, Carnot a consacré quelques lignes à la question du mouvement perpétuel. Il fait voir non-seulement que toute machine, quelle qu’en soit la forme, abandonnée à elle-même s’arrêtera, mais il assigne encore l’instant où cela doit arriver. ”

“ Privé, par des devoirs impérieux de tous les jours, du plaisir de se mesurer avec les grands problèmes dont la solution exige des années d’efforts continus et persévérants, Carnot choisit ces questions difficiles, mais circonscrites, qui peuvent être prises, abandonnées et reprises à bâtons rompus ; qu’un esprit élevé et susceptible d’une forte contention développe et approfondit, sans papier, sans crayon, à la promenade, au milieu des agitations de la foule, pendant les gaietés d’un repas et les insomnies d’une nuit laborieuse ; il dirigea enfin ses méditations vers la métaphysique du calcul. ”

“ Carnot, d’accord en ce point avec d’Alembert, celui des grands mathématiciens du dernier siècle qui s’est le plus occupé de la philosophie de la science, soutient que les quantités négatives isolées figurent dans des opérations avouées de tout le monde, et où, cependant, il ne serait pas possible de les supposer au-dessous de zéro. ”

“ En même temps Carnot donne une place dans sa vie, déjà si bien remplie, à des travaux de science pure. Il publie sous le titre d'Essai sur les machines une série d'observations et énonce un théorème qui compte parmi les plus importantes découvertes des temps modernes et auquel les savants ont depuis lors donné le nom de théorème de Carnot. ”

“ Comme il est toujours permis d’attacher à chacun des mots d’une langue une signification quelconque, et même de changer leur acception vulgaire, pour leur en donner une autre tout-à-fait différente ; en appelant synthétique toute recherche dans laquelle on ne fait aucun usage des formes algébriques, et analitiques les recherches où, au contraire, on les met en œuvre ; quelque loin qu’il se soit d’ailleurs placé des étymologies, M. Carnot n’aura fait qu’user d’un droit tout-à-fait incontestable. ”

“ La science en était à ce point, lorsque Carnot publia son Essai. Dans cet ouvrage notre confrère, envisageant les machines, et même plus généralement tout système de corps mobile, sous un point de vue entièrement neuf, signale une cause inaperçue ou du moins imparfaitement analysée par ses prédécesseurs, et qui, en certains cas, doit aussi donner lieu à des pertes considérables ; il montre qu’on doit, à tout prix, éviter les changements brusques de vitesse. Carnot fait plus : il trouve l’expression mathématique de la perte de force vive que de pareils changements occasionnent ”

“ Le nom de Carnot se présenterait à ma pensée si, après tant d’exemples empruntés à l’histoire de tous les peuples, il restait encore à prouver qu’une âme ardente peut s’allier à des manières froides et réservées. ”