Rax J.-M. Physique de la conversion d'énergie

EDP Sciences/CNRS Éditions, Paris, 2015, 348 pages, ISBN: 2759807924, FrenchLes gradients des variables thermodynamiques intensives, potentiels mécanique et électrique, pression, température et potentiel chimique, constituent des écarts à l'équilibre thermodynamique permettant d'extraire du travail de notre environnement. Les processus de conversion d'énergie utilisant ces sources d'énergies libres sont accompagnés d une production d entropie qui dégrade l'efficacité de conversion. Cet ouvrage de Physique de la conversion d énergie est issu de plusieurs cours enseignés en France et à l étranger, principalement en M1 et M2 à la Faculté des sciences d'Orsay et à l'École Polytechnique. Il est articulé autour de deux axes principaux : l'étude des concepts et méthodes de la physique des processus irréversibles, orientée vers l identification et l'analyse des mécanismes de production d'entropie ; la description et l'analyse physique des principes et limitations des générateurs magnétohydrodynamiques, thermoélectriques, thermoïoniques, photovoltaïques et électrochimiques. Ce livre vise à offrir aux étudiants de nos facultés, aux élèves de nos écoles et aux chercheurs de nos instituts, une monographie permettant d aborder les questions de l'efficacité et du rendement des systèmes de conversion d'énergie dans la continuité des cursus de physique appliquée, de physique fondamentale, ou d'ingénierie généraliste, aux niveaux M1-M2-D.Jean-Marcel Rax propose un ouvrage remarquable à la fois du point de vue des sujets traités et de la façon de les aborder. Les questions de l’énergie sont ici envisagées dans leur complexité et leur variété, des sujets qui ont toujours été au coeur de la science et de la technique et dont l’intérêt pratique et sociétal est désormais considérable. Alors que les ouvrages généraux qui traitent de l’énergie se sont multipliés avec l’apparition des grandes questions posées par l’avenir de l’énergie et la transition énergétique future, les livres qui traitent du problème au niveau scientifique sont plus rares et d’autant plus remarquables et incontestablement utiles. C’est un point de vue de physicien qui est adopté ici, celui d’un physicien très au fait des grands principes fondamentaux et des grandes méthodes de la physique. A chaque étape les problèmes sont abordés au moyen d’une combinaison d’analyses aux diverses échelles microscopiques, mésoscopiques et macroscopiques incluant la physique statistique, la thermodynamique, la physique du solide et la mécanique des milieux continus.Physicien des plasmas reconnu pour ses travaux de recherche, médaille d’argent du CNRS, Jean-Marcel Rax, apporte ici une vision qui dépasse le cadre de son domaine d’investigation tout en conservant les méthodes habituelles de ce domaine qui allient des analyses à toutes les échelles. Le résultat est un ouvrage qui réalise une belle synthèse des phénomènes de conversion d’énergie. On a ainsi une vision originale de sujets qui sont généralement traités de façon séparée avec les caractéristiques principales suivantes:
une présentation unifiée du point de vue de la physique des notions d’énergie et d’entropie;
des analyses qui font le lien entre la physique aux diverses échelles microscopique, mésoscopique et macroscopique;
une intéressante comparaison entre des machines thermiques et chimiques s’appuyant sur des analyses détaillées de l’efficacité énergétique;
un traitement fondamental des concepts qui sont à la base des moyens de conversion directe de l’énergie.Ce livre suppose une connaissance préalable de physique et de thermodynamique. Il s’adresse à des étudiants de niveau Master ou des élèves d’Écoles vi Physique de la conversion d’énergie d’ingénieurs prêts à le lire un stylo à la main pour suivre les calculs détaillés, comprendre les concepts, les méthodes d’analyse et les estimations en ordre de grandeur.