Lord Kelvin, pilier de la thermodynamique moderne (1824 – 1907)

La thermodynamique

Dans la vie de tous les jours, nous mesurons la température en degrés Celsius (°C) ; mais pour les scientifiques, l’unité internationale est le kelvin, d’après le scientifique britannique William Thomson, connu sous le nom de Lord Kelvin.

William Thomson est né le 26 juin 1824 à Belfast en Irlande. Il étudie à l’université de Glasgow, avant d’entrer à celle de Cambridge. Il entame ses grands travaux scientifiques à son retour à Glasgow. Il prendra plus tard le nom de « Kelvin » d’après la rivière Kelvin d’Écosse. 

Energie mécanique, électricité, chaleur… Kelvin est convaincu que les plus grandes théories scientifiques s’unissent autour d’une même notion : l’énergie. En 1842, se basant sur les travaux de Joule, Faraday et Fourier, Kelvin fait l’analogie entre les transferts thermiques et électriques. En 1851, il publie un traité mathématique dans lequel il reformule le second principe de la thermodynamique — qui traite de la croissance de l’entropie établie par Clausius. Ce traité sera un pilier de la thermodynamique moderne et de la compréhension de la notion d’énergie. Kelvin se lance en 1854 dans un grand projet : la télégraphie transatlantique. Il doit réussir à transporter de l’électricité sur 4800 kilomètres ; il participe à la pose des câbles, risquant parfois sa vie pour accomplir cette tâche. Son système est breveté en 1858, et sera utilisé pour la plupart des câbles électriques sous-marins. C’est également à Kelvin que l’on doit la notion de zéro absolu (-273,15 °C) qui correspond à une absence de pression et de mouvement des particules.

Carte de la disposition des câbles transatlantiques

Câbles transatlantiques – Les merveilles de la science, Louis Figuier

Shéma en coupe d'un cable sous marin

Cable sous marin de Douvres à Calais – Les merveilles de la science, Louis Figuier

Aujourd’hui, la thermodynamique et l’électricité vont de pair pour la production d’énergie ; sans Kelvin, nous n’aurions probablement pas perfectionné des inventions comme le moteur à combustion ou la pompe à chaleur. Pour les refroidissements à l’échelle du zéro absolu, on parle de cryogénie ; elle est utilisée pour la conservation d’aliments en condition extrême ou pour créer des supraconducteurs. On peut trouver Kelvin sur la Fée Électricité, entre Morse et Joubert.

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