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Cascades de structures dissipatives

27 novembre 2009, 18:42, par Robert Paris

L’état d’équilibre peut-être défini comme un exemple particulier d’état stationnaire, c’est-à-dire d’état dont l’entropie ne varie pas au cours du temps. (...)

Pour définir un système à l’équilibre, on peut négliger le fait qu’il se trouve dans le champ gravitationnel terrestre, mais cette approximation n’est plus possible loin de l’équilibre. (...)

Un système physico-chimique peut donc devenir sensible, loin de l’équilibre, à des facteurs négligeables près de l’équilibre. (...)

Les états d’équilibre sont caractérisés par le fait qu’il existe toujours une représentation, un choix d’unités (les modes d’excitation pour le cristal, les molécules pour le gaz) tel que le comportement de ces unités soit incohérent.

Un milieu loin de l’équilibre, comme celui qui est le siège des tourbillons de Bénard, est caractérisé en revanche par des corrélations intrinsèques à longue portée. Les tourbillons sont un exemple de la cohérence que traduisent ces corrélations : les molécules prises dans un tourbillon ne peuvent plus être définies comme des unités indépendantes les unes les autres. (...)

Loin de l’équilibre, les processus irréversibles sont donc source de cohérence. (...)

L’état stationnaire correspond en effet à l’activité minimale compatible avec la contrainte qui maintient le système hors de l’équilibre (théorème de production d’entropie minimum). (...)

Ces questions ne renvoient pas à une ignorance contingente et surmontable, mais définissent la singularité des points de bifurcation. En ces points, le comportement du système devient instable et peut évoluer vers plusieurs régimes de fonctionnement stables. (...)

Il pourra notamment atteindre un régime chaotique où son activité peut être définie comme l’inverse du désordre indifférent qui règne à l’équilibre : aucune stabilité n’assure plus la pertinence d’une description macroscopique, tous les possibles s’actualisent, coexistent et interfèrent, le système est "en même temps" tout ce qu’il peut être.

Prigogine et Stengers

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