Grand oral du bac : LE MOUVEMENT PERPÉTUEL

« Le mouvement perpétuel d'énergie.

Dans l'Univers, l'énergie ne s'obtient pas par "génération spontanée>>.

Avant que les savants saisissent cette vérité première, leurs essais de machines à mouvement perpétuel furent aussi originaux que variés.

De drôles de machines Un manuscrit sanscrit du V" siècle décrit une roue percée à sa périphérie de deux rangées de ca­ vités, chaque cavité étant à moitié remplie d'un liquide lourd (du mercure en l'occurrence).

Montée sur un axe et une fois lancée, la roue ver­ ticale tournerait indéfiniment d'elle-même par le balancement du mercure dans les cavités.

Ce concept de la roue automotrice allait être exploré sous toutes ses formes.

Il fut ainsi sug­ géré qu'une roue à aubes entraînée par un cours d'eau pouvait actionner une pompe qui élèverait l'eau sortant de la roue pour la faire retourner en amont et actionner la roue de nou­ veau.

Séduisant sur le papi er, ce système se heurte, comme toutes les tentatives de mouve­ ment perpétuel, au phénomène de la perte d'énergie par frottement à l'intérieur du système - de l'axe de la roue, des pales dans l'eau, des éléments de la pompe.

Il en résulte que l'éner­ gie décroît au lieu de rester constante.

Ainsi, la roue, une fois lancée à la force des bras ou par tout autre apport d'énergie extérieure, est-elle condamnée à s'arrêter rapidement.

D'autres savants dessinèrent des dispositifs de roues armées de poids fixés sur des tiges périphé­ riques, celles-ci restant étendues au cours d'une moitié de la rotation alors qu'elles se rabattent avec leurs poids sur l'autre moitié du parcours.

Les savants supposaient que les poids étendus fourniraient un plus grand moment de rotation à la roue sur l'une de ses moitiés, entretenant ainsi un déplacement.

C'était mal comprendre la gécr métrie du système car le dispositif, du fait de sa mobilité, rassemble un plus grand nombre de poids sur la moitié montante de la roue que sur la moitié descendante, cette disparité entraînant rapidement l'arrêt de la rotation.

Les recherches se portèrent alors sur les mouvements des hor­ loges.

Mais là non plus les résultats ne furent pas probants.

La réalisation la plus connue est la pen­ dule Atm os de James Cox.

La machine de Cox Inventée en 1774 par un horloger britannique, cette horloge ne s'arrêtait jamais.

En pratique, le mouvement d'une horloge fonctionnant sur le mode du pendule est amené à cesser du fait des frottements que subissent son balancier et ses rouages: c'est pour cela qu'il est nécessaire d'entretenir le mouvement par de petites impul­ sions complémentaires, obtenues avec un sys­ tème de poids que l'on remonte.

Or, l'horloger James Cox trouva le moyen de faire remonter les poids automatiquement: il fixa à son horloge un baromètre à mercure, dont la colonne de métal liquide se dilatait ou se contractait au fur et à mesure des changements de la pression atmosphérique.

Un engrenage communiquait tout mouvement de la colonne de mercure, dans un sens comme dans l'autre (et là résidait l'astuce) au mécanisme de remontée des poids du balancier.

Ainsi, l'horloge était continuel­ lement remontée, et animée d'un mouvement perpétuel.

Une variation de 1 oc assurait 48 h de fonctionnement.

Pourtant, la pendule Atmos de Cox ne fonctionnait pas toute seule.

D'une part, le mouvement de la pendule était fourni au départ par celui qui soulevait le balancier jus­ qu'à sa position haute afin de provoquer le mou­ vement initial; d'autre part, l'énergie d'entretien du mouvement par l'intermédiaire du baromètre était une récupération de l'énergie changeante de l'atmosphère, elle-même due à l'ensoleil­ lement.

Ainsi la machine de Cox n'était-elle pas auto-animée; elle fonctionnait, indirectement, à l'énergie solaire.

i Une machine à mouvement perpétuel A dessinée par Georg Bochler en 1686 pour faire jouer les eaux d'une fontaine: l'élévation de l'eau dans une vis d'Archimède se ferait par la rotation d'une roue, auto-entretenue par le déplacement de poids mobiles dans des casiers à sa périphérie.

Le vice du raisonnement réside dans le mouvement supposé de la roue que le déplacement des poids est incapable d'assurer.

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Dans ce dispositif qui se veut à mouvement perpétuel, des soufflets actionnés par des poids sont censés refouler du mercure vers le côté opposé de la roue, la dissymétrie de masse entraînant sa rotation.

Le mécanisme d'une horloge donne � l'illusion du mouvement perpétuel.

Mais le mouvement de la comtoise n'est en fait qu'une exploitation de la force de la pesanteur.

Il est à terme condamné à s'arrêter de lui-même, soumis aux forces de frottement.. »