La machine à mouvement perpétuel, un rêve impossible

Cela semblait être une bonne idée : concevoir une machine qui réinvestirait en elle-même l'énergie qu'elle produit pour continuer à bouger, de sorte qu'une fois démarrée, elle fonctionnerait indéfiniment, fournissant de l'énergie gratuite pour toujours. Cependant, même dans les temps anciens, il y avait des esprits éclairés qui sentaient un piège, même s'ils ne parvenaient pas à mettre le doigt dessus. Au XIXe siècle, la thermodynamique expliquait pourquoi le mouvement perpétuel, ou perpetuum mobile, était simplement une impossibilité physique, incompatible avec les lois de la nature.

Au milieu du XIIe siècle, le grand mathématicien et astronome indien Bhāskara II conçut une roue aux rayons incurvés partiellement remplis de mercure. Lorsque la roue tournait, le mercure se déplaçait d'une extrémité des rayons à l'autre, gardant la roue en mouvement constant tandis qu'un côté le plus lourd entraînait l'autre côté le plus léger. La roue de Bhāskara, une conception hypothétique, est souvent citée comme le premier cas documenté d'une machine à mouvement perpétuel, bien que sa conception soit en fait une modification d'une version antérieure décrite au septième siècle, et certains auteurs placent la première idée de ce type en Occident dans le premier siècle après JC.

Comme l’écrit l’historienne Lynn Townsend White Jr., en Inde, le concept de mouvement perpétuel « était en accord avec, et était probablement enraciné dans, la croyance hindoue selon la nature cyclique et auto-renouvelable de toutes choses ». En Occident, lorsque l'idée commença à prendre de l'ampleur au XIIIe siècle – époque également des premiers écrits arabes sur le sujet – l'inspiration était un hybride du divin et de l'humain : puisque Dieu avait réalisé le mouvement perpétuel des corps célestes. , pourquoi ne pas essayer de découvrir et d'exploiter le secret ? En Occident, le premier dessin est attribué au Français Villard de Honnecourt, dont l'œuvre n'est connue que par un livre de dessins dans lequel, vers 1230, il représentait une roue semblable dans son principe à celle de Bhāskara, mais en remplaçant le mercure par des poids. , un thème récurrent dans les versions ultérieures.

Dans les siècles qui suivirent, de nombreuses tentatives furent faites avec des roues, des horloges, des sphères magnétiques, des vis d'Archimède, des moulins à vent, à eau… Léonard de Vinci doutait de la faisabilité de la moto continue, mais réalisa plusieurs conceptions de systèmes hydrauliques et de roues à billes, arriver à la conclusion que l’idée ne pouvait pas fonctionner ; dans un de ses écrits, il s'écrie avec mépris que les promoteurs de ces machines et de leurs « vains desseins » devraient aller tenir compagnie aux « chercheurs d'or », les alchimistes. Galilée, pour sa part, n'a pas travaillé sur cette idée, mais ses notes révèlent qu'il ne croyait pas au concept car il sentait qu'il violait les lois de la nature.

Néanmoins, l’idée du mobile perpétuel a séduit des scientifiques de renom comme Robert Boyle – avec sa « fiole auto-remplissante » – Johann Bernoulli ou encore Nikola Tesla. Aux XVIIe et XVIIIe siècles, des inventeurs tels que Robert Fludd et Johann Bessler « Orffyreus », entre autres, ont construit des conceptions intelligentes pour des machines capables de fonctionner longtemps, mais pas perpétuellement. En 1775, l'Académie française des sciences cessa d'accepter des propositions pour de telles machines en raison des échecs. Il y eut aussi des fraudes retentissantes ; en 1812, l'Américain Charles Redheffer profite de l'exposition d'un générateur perpétuel capable d'alimenter d'autres machines. Robert Fulton, à qui on attribue le développement du premier bateau à vapeur, a révélé le canular : depuis une pièce à l'étage, un vieil homme actionnait une manivelle reliée à un cordon caché.

Il faudra attendre la seconde moitié du XIXème siècle pour que les lois de la thermodynamique, fruit du travail conjoint de plusieurs scientifiques, mettent le clou dans le cercueil de ces machines. Selon la première loi, l’énergie d’un système isolé est constante – elle n’est ni créée ni détruite – il n’est donc pas possible d’extraire d’un système plus qu’il n’en consomme sans apport supplémentaire. Selon la deuxième loi, l’entropie augmente toujours ; l'énergie est perdue sous forme de chaleur par friction et d'autres phénomènes. Le mobile perpétuel viole soit la première loi de la thermodynamique (mouvement perpétuel du premier type, ne nécessitant aucune énergie externe), soit la deuxième loi (mouvement perpétuel du deuxième type, convertissant toute la chaleur en énergie mécanique ou électrique utilisable), ou les deux. Mais ce sont des lois inviolables.