Énergie du vide

 Ne doit pas être confondu avec niveau d'énergie du vide.

L'expression « énergie du vide » est employée pour désigner deux notions a priori différentes :

• La densité moyenne d'énergie et de pression engendrée par les fluctuations du vide quantique^[1], qui est mise en évidence, à de très faibles échelles, par l'effet Casimir. Cette forme d'énergie est parfois également appelée « Énergie du point zéro »^[2].
• La densité moyenne d'énergie du vide sur des échelles cosmologiques, mise en évidence par l'observation de l'accélération de l'expansion de l'univers. Cette densité d'énergie calculée à partir de ces observations (de l'ordre de 10^-29 g.cm^-3) est associée à l'énergie sombre, ainsi qu'à la constante cosmologique.

Historiquement, le terme « énergie du vide » est plutôt associé aux fluctuations quantiques et reste encore très majoritairement employé dans ce sens. Ce n'est qu'assez récemment (à la fin des années 1990) que ce terme est également employé pour désigner la densité d'énergie du vide à grande échelle, ce qui entraine des confusions. C'est pourquoi le concept d'énergie sombre a été forgé, et devrait être employé préférentiellement à « énergie du vide » pour désigner la densité d'énergie du vide sur de grandes échelles.

La densité d'énergie moyenne des fluctuations quantiques à grande échelle est en principe parfaitement nulle. Toutefois, certaines théories prévoient un effet résiduel à grande échelle des fluctuations, si certaines particules virtuelles créées par les fluctuations se stabilisent en condensat de Bose-Einstein. Mais les modèles théoriques correspondants ne sont pas encore au point, et la possibilité même de condensats stables à grande échelle n'est pas encore démontrée.

Avec l'achèvement de la construction du Large Hadron Collider, et sa mise en route, les scientifiques espèrent pouvoir en apprendre plus sur cette « énergie du vide ».

Énergie du vide et fantasmes

Le terme énergie du vide est parfois utilisé par certains "scientifiques", affirmant qu'il est possible d'extraire de l'énergie – c'est-à-dire du travail mécanique, de la chaleur… – du vide, donc d'avoir une source d'énergie inépuisable et gratuite.

En fait, le problème n'est pas tant d'extraire l'énergie du vide, mais de l'extraire sans dépenser plus d'énergie que l'on peut potentiellement en récupérer. Dans le cas du trou noir, c'est sa masse qui est in fine convertie en énergie; on ne l'a pas obtenue « gratuitement ».

Ces différentes théories suscitent donc le scepticisme de la communauté scientifique, car elles entrainent une remise en cause d'une des lois cardinales de la physique, jamais prise en défaut et inséparable de toutes les théories scientifiques reconnues : la conservation de l'énergie.

La densité moyenne d'énergie du vide étant nulle, ou au mieux très faible, cette loi implique que les tentatives d'extraire l'énergie du vide se feront toujours, pour des raisons fondamentales, à bilan énergétique négatif et au mieux nul.

La problématique est similaire à celle du mouvement perpétuel.

Dans l'effet Casimir

L'effet Casimir est l'attraction entre deux plaques séparées par le vide.

Il est souvent pris pour une preuve qu'on pourrait extraire de l'énergie du vide. Mais en réalité, la conservation de l'énergie n'est pas violée. En effet, en déplaçant les plaques, on modifie les longueurs d'onde possible, et donc l'énergie du vide elle-même a diminué. Le vide doit donc être envisagé comme un milieu avec lequel il est possible d'échanger de l'énergie, modifiant son état d'énergie. Il ne peut fournir indéfiniment de l'énergie, toutes choses restant invariantes.

De plus, un système cyclique impliquerait de ramener les plaques à leur position précédente, et alors pour les écarter la force de Casimir impliquerait de dépenser plus d'énergie qu'en son absence.

Dans la Science-Fiction

L'énergie du vide semble être une des principales source d'énergie utilisée par les Anciens, dans les séries Stargate SG-1 et Stargate Atlantis, bien que les générateurs dit EPPZ ou E2PZ (Extracteur de Potentiel du Point Zéro), sont censés extraire l'énergie d'une enclave de sous-espace artificiel, et n'ont pas une capacité illimitée. Bien que les Anciens aient tenté de tirer l'énergie de notre propre univers (Voir épisode 2x06 : L'Experience interdite^[3]).

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Vide quantique
• Effet Casimir
• Énergie sombre
• Constante cosmologique

Liens externes

• Communiqué de presse (2003) - L'énergie du vide est-elle vraiment la principale composante de la densité de l'Univers ? sur le site du CNES
• Le journal du CNRS N°181 - février 2005 / la physique - Energie noire, la grande inconnue. sur le site du CNRS

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