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 L'histoire du concept d'energie,
                 outil pour son enseignement ?

La construction historique du concept d'énergie

Prof. Bernard Pourprix   (IUFM de Lille)

            Comme le dit T. Kuhn, la conservation de l'énergie est un exemple de "découverte simultanée".  On se propose d'étudier les contributions des principaux fondateurs ainsi que les changements conceptuels en rapport avec la découverte de la loi de la conservation de l'énergie: passage d'une vision "statique" à une vision "dynamique" du monde, substitution graduelle de l'énergie à la force en tant que concept premier, etc.

            On s'intéresse d'abord à la crise du newtonianisme, incapable de rendre compte des connexions nouvellement établies entre champs expérimentaux différents (pile de Volta, expérience d'Œrsted...)

            On examine ensuite la genèse de la loi de la conservation de l'énergie dans le monde germanique: l'idée de force dans la Naturphilosophie, la loi de la conservation de la "force" au sens de Mayer, le mémoire d'Helmholtz Sur la conservation de la force (1847) ou la jonction entre les deux voies, newtonienne et leibnizienne, de la dynamique.

            On étudie enfin la genèse et le développement de la physique de l'énergie dans le monde britannique : Joule et l'équivalent mécanique de la chaleur, le passage de William Thomson (Lord Kelvin) d'une vision "statique" à une vision "dynamique-énergétique", l'énergie au sens de Maxwell et le Traité de philosophie naturelle de Thomson et Tait (1867).  Ce dernier affirme en effet le nouveau statut de la force et présente une nouvelle interprétation des trois lois du mouvement de Newton.

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Physicien de formation, Bernard Pourprix est actuellement professeur à l'Institut de Formation des Maîtres de Lille, où il enseigne l'histoire des sciences, et  membre de l'UMR 8519 "Savoirs et textes".  Sa thèse de Doctorat d'Etat portait sur la mathématisation des phénomènes de diffusion (matière pondérable, chaleur et électricité).  Son thème de recherche actuel est la genèse et le développement du concept d'énergie dans l'enseignement.

De la valeur pédagogique et épistémologique de l'introduction historique du concept d'énergie

B. POURPRIX et B. VAN TIGGELEN (UCL) 

En France,  la "conservation indéfinie du mouvement" est encore objet de débats à l'Académie des sciences à la fin des années 1850.  La "théorie mécanique de la chaleur" à la française, vue comme un perfectionnement de la théorie mécanique et comme une généralisation de l' "équation des forces vives et du travail", accorde un rôle second au nouveau concept d'énergie. 

            L'enseignement secondaire français, à l'instar des scientifiques de la seconde moitié du 19ème siècle, reste très longtemps prisonnier de ce genre de conception mécanique.  Il faut attendre les changements de programme de ces deux dernières décennies pour que soit reconnue explicitement dans les textes sinon dans les esprits la prééminence du concept d'énergie en physique.

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