Au cours du XIXe siècle, alors que la thermodynamique progresse avec des inventions comme la locomotive, un physicien anglais du nom de James Prescott Joule va établir un lien majeur entre énergie électrique et énergie thermique avec son principe de conservation de l’énergie.

C’est le 24 décembre 1818 que Joule vient au monde, à Salford, en Angleterre. Souffrant de douleurs dans la colonne vertébrale, il étudie chez lui en autodidacte, avant d’entrer à la Manchester Literary and Philosophical Society. Il sera enseigné notamment par John Dalton, grand théoricien de l’atome.

Alors que Watt a déjà établi les transformations d’énergie thermique en énergie mécanique avec sa machine à vapeur, Joule va mettre en évidence un autre phénomène en 1840 : la chaleur dégagée par l’énergie électrique qui traverse un résistor, connu aujourd’hui sous le nom d’effet Joule — utilisé dans la lampe à incandescence d’Edison. Il se penche alors sur la notion de travail, l’équivalent mécanique de la chaleur, sur lequel il rédige un traité. Ses expériences, d’une précision remarquable, lui permettent de formuler son principe de conservation de l’énergie en 1843, qui explique l’effet Joule. Ses travaux ne font d’abord pas beaucoup de bruit, mais seront popularisés plus tard par les scientifiques britanniques Kelvin, Faraday et Stokes.

Aujourd’hui, l’effet Joule est à la base de tous les chauffages électriques dans les fours, radiateurs et même les grille-pains. Quant à son principe de conservation de l’énergie, il a permis de mieux comprendre la théorie derrière la production et le transfert d’énergie, maintenant perfectionnés par les technologies modernes ; notre industrie énergétique actuelle n’existerait probablement pas sans ses travaux. On peut trouver Joule sur la partie droite de la Fée, derrière la pile de Volta et devant Carnot et Watt, deux autres figures majeures de la thermodynamique. Son nom est utilisé pour l’unité internationale de travail mécanique : le joule.