THERMODYNAMIQUE Processus irréversibles non linéaires
Les progrès réalisés dans le domaine non linéaire sont beaucoup plus récents. On connaît cependant à leur sujet un critère d'évolution général régissant le comportement d'un système dissipatif, soumis à des contraintes stationnaires (Paul Glansdorff et Ilya Prigogine, 1954).
Critères d'évolution et de stabilité
Après décomposition de la production d'entropiedP en deux termes, sous la forme :
Ce dernier critère ainsi que le critère d'évolution dXP ≤ 0 conduisent tous deux à la forme explicite de la condition de stabilité. Celle-ci s'exprime en termes de fluctuations des courants et des forces généralisées sous la forme :
On observe immédiatement qu'autour d'un état d'équilibre la stabilité est identiquement assurée en vertu du second principe (11) puisque, dans ce cas, on a :
Il en est de même dans tout le domaine de la thermodynamique linéaire, car, d'après les égalités (24), le signe du membre de droite de la relation (32) reste nécessairement identique à celui de la production d'entropie P donnée en (15). Toutefois, il n'en est plus ainsi à grande distance de l'équilibre, où la condition de signe dans (32) peut être mise en défaut. Cette éventualité se présente en général pour des contraintes élevées et lorsque le système est le siège soit d'effets d'autocatalyse, soit de phénomènes convectifs (origine de la turbulence). Dans chacun de ces deux cas, le système peut évoluer, à la suite d'une fluctuation, vers un régime totalement différent, stationnaire ou périodique – l'essentiel étant que ce nouveau régime peut présenter une structure entièrement imprévue.
En accroissant progressivement les contraintes, on constate qu'un tel changement se présente pour une valeur critique au-delà de laquelle la nouvelle solution stable chasse l'ancienne devenue instable. C'est l'état marginal. Ici, les lois de la thermodynamique entraînent des conséquences quelque peu inattendues puisque, à l'inverse de la dégradation classique par dissipation, le régime qui s'établit peut être plus structuré que le précédent. Cet accroissement de structure est tantôt spatial et donne lieu à une structure dissipative, tantôt temporel sous la forme de cycles limites. Un grand nombre de possibilités existe. Le mouvement[...]
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Écrit par
- Agnès BABLOYANTZ : chef de travaux associé à l'Université libre de Bruxelles .
- Paul GLANSDORFF : professeur émérite de la faculté des sciences à l'université de Bruxelles, président d'honneur de l'Institut international du froid, membre de l'Académie royale
- Albert GOLDBETER : chef de travaux à l'université libre de Bruxelles
- Grégoire NICOLIS : professeur à l'Université libre de Bruxelles
- Ilya PRIGOGINE
: directeur des Instituts internationaux de physique et de chimie, fondés par Ernest Solvay à Bruxelles,
Ashbel Smith regental professor , université du Texas à Austin, directeur du Ilya Prigogine Center of Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems, université du Texas à Austin
Classification
Médias
Phosphofructokinase : réaction autocatalytique
Encyclopædia Universalis France
Rythmes biologiques : variation de la phosphofructokinase
Encyclopædia Universalis France
Dictyoselium discoideum
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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De nos jours, on peut définir la thermodynamique comme la science des propriétés et des processus qui mettent en jeu la température et la chaleur.
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