Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Système thermodynamique et conditions aux limites : effet de contreréaction.

Christophe Goupil

Laboratoire interdisciplinaire des énergies de demain (LIED), Université Paris Diderot.

La thermodynamique fournit un cadre approprié pour décrire et analyser la riche variété des sources d’énergie existantes et les processus permettant sa conversion d’une forme à l’autre. Pour autant la question des conditions aux limites de la machine de conversion avec ses réservoirs est souvent considérée comme une question secondaire. Nous montrerons par une illustration en thermoélectricité, que ces conditions aux limites jouent en fait un rôle essentiel, en ce qu’elles induisent des contre-réactions dans la réponse du système, offrant ainsi, en particulier, une autre lecture du comportement des oscillateurs thermodynamiques. Dans une seconde partie nous montrerons comment ces conditions de couplage se retrouvent dans la conversion d’énergie chimique-mécanique qui conduit au mouvement des muscles. En particulier, la présence de contreréaction permet de retrouver les fondements thermodynamiques du modèle de la réponse force-vitesse d’un muscle, proposé par Hill en 1938, et très largement utilisé depuis. Nous terminerons en montrant que cette description thermodynamique ouvre un champ expérimental, tant du point de vue médical que sportif, dans le cas de la production d’un effort mécanique de durée modérée.