1
00:00:06,702 --> 00:00:11,668
La plupart des objets inanimés paraissent
parfaitement immobiles.

2
00:00:11,668 --> 00:00:15,653
Mais si vous regardez 
leur structure atomique,

3
00:00:15,653 --> 00:00:18,333
vous verrez que le monde 
est soumis à un flux constant

4
00:00:18,333 --> 00:00:19,335
d'extensions,

5
00:00:19,335 --> 00:00:20,508
de contractions,

6
00:00:20,508 --> 00:00:21,348
de rebonds,

7
00:00:21,348 --> 00:00:22,708
de tremblements

8
00:00:22,708 --> 00:00:24,908
et de dérivations d'atomes, partout.

9
00:00:24,908 --> 00:00:28,355
Même si ce mouvement peut sembler 
chaotique, il n'est pas aléatoire.

10
00:00:28,355 --> 00:00:30,070
Les atomes qui sont liés entre eux,

11
00:00:30,070 --> 00:00:32,269
composant presque toute la matière,

12
00:00:32,269 --> 00:00:34,881
bougent selon un ensemble de principes.

13
00:00:34,881 --> 00:00:39,776
Par exemple, prenez les molécules,
des atomes avec des liaisons covalentes.

14
00:00:39,776 --> 00:00:42,322
À la base, les molécules peuvent 
bouger de 3 façons :

15
00:00:42,322 --> 00:00:43,214
par rotation,

16
00:00:43,214 --> 00:00:44,337
par translation,

17
00:00:44,337 --> 00:00:45,886
ou par vibration.

18
00:00:45,886 --> 00:00:49,038
La rotation et la translation
déplacent une molécule dans l'espace

19
00:00:49,038 --> 00:00:52,166
mais la distance entre ses atomes 
reste la même

20
00:00:52,166 --> 00:00:55,608
La vibration, au contraire,
change ces distances

21
00:00:55,608 --> 00:00:58,250
et modifie la forme de la molécule.

22
00:00:58,250 --> 00:01:02,688
Pour chaque molécule, on peut compter
le nombre de façons qu'elle a de bouger.

23
00:01:02,688 --> 00:01:05,304
Cela correspond à son degré de liberté,

24
00:01:05,304 --> 00:01:06,971
ce qui, dans un contexte mécanique,

25
00:01:06,971 --> 00:01:10,450
correspond au nombre de variables
à prendre en compte

26
00:01:10,450 --> 00:01:13,345
pour comprendre le système en entier.

27
00:01:13,345 --> 00:01:18,019
Un espace tridimensionnel est défini 
par des axes x, y et z.

28
00:01:18,019 --> 00:01:23,034
La translation permet aux molécules
de bouger sur tous ces axes.

29
00:01:23,034 --> 00:01:25,098
Ce qui donne trois degrés de liberté.

30
00:01:25,098 --> 00:01:28,758
Elle peut aussi faire des rotations
autour de ces 3 axes.

31
00:01:28,758 --> 00:01:29,990
Ce qui fait 3 de plus,

32
00:01:29,990 --> 00:01:33,042
sauf si la molécule est linéaire, 
comme le dioxyde de carbone.

33
00:01:33,042 --> 00:01:37,457
Ici, une des rotations se contente
de faire pivoter la molécule sur son axe,

34
00:01:37,457 --> 00:01:41,607
ce qui ne compte pas, les atomes
restant dans la même position.

35
00:01:41,607 --> 00:01:44,596
C'est avec la vibration que ça se corse.

36
00:01:44,596 --> 00:01:46,979
Prenez une molécule simple, 
comme l'hydrogène.

37
00:01:46,979 --> 00:01:51,682
La longueur de la liaison
entre les deux atomes varie en permanence

38
00:01:51,682 --> 00:01:54,479
comme s'ils étaient reliés
par un ressort.

39
00:01:54,479 --> 00:01:58,985
Ce changement de distance est minuscule,
moins d'un milliardième de mètre.

40
00:01:58,985 --> 00:02:03,791
Plus une molécule a d'atomes liés, 
plus elle a de modes vibratoires.

41
00:02:03,791 --> 00:02:06,816
Par exemple, une molécule d'eau
compte trois atomes :

42
00:02:06,816 --> 00:02:10,164
un d'oxygène et deux d'hydrogène, 
avec deux liaisons.

43
00:02:10,164 --> 00:02:12,476
Ce qui donne trois modes de vibration :

44
00:02:12,476 --> 00:02:13,824
extension symétrique,

45
00:02:13,824 --> 00:02:15,408
extension asymétrique,

46
00:02:15,408 --> 00:02:16,896
et flexion.

47
00:02:16,896 --> 00:02:21,142
Les molécules plus complexes ont des modes
vibratoires encore plus étonnants,

48
00:02:21,142 --> 00:02:22,426
comme le balancement,

49
00:02:22,426 --> 00:02:23,607
le frétillement,

50
00:02:23,607 --> 00:02:25,195
ou l'enroulement.

51
00:02:25,195 --> 00:02:29,854
À partir du nombre d'atomes d'une molécule
on peut compter ses modes vibratoires.

52
00:02:29,854 --> 00:02:32,011
Commencez par le total
des degrés de liberté,

53
00:02:32,011 --> 00:02:35,427
qui est le nombre d'atomes
de la molécule fois 3,

54
00:02:35,427 --> 00:02:38,837
puisque chaque atome peut bouger
dans trois directions différentes.

55
00:02:38,837 --> 00:02:41,393
Dans ce total, 3 correspondent
à la translation,

56
00:02:41,393 --> 00:02:44,633
quand tous les atomes
vont dans la même direction.

57
00:02:44,633 --> 00:02:49,430
Et 3, ou 2 pour les molécules linéaires
correspondent aux rotations.

58
00:02:49,430 --> 00:02:53,999
Et le reste, 3N-6 ou 3N-5
pour les molécules linéaires,

59
00:02:53,999 --> 00:02:56,127
sont les vibrations.

60
00:02:56,127 --> 00:02:58,011
Qu'est-ce qui cause tout ce mouvement ?

61
00:02:58,011 --> 00:03:02,053
Les molécules bougent car elles absorbent
l'énergie autour d'elles,

62
00:03:02,053 --> 00:03:05,748
principalement sous forme de chaleur
ou de radiation électromagnétique.

63
00:03:05,748 --> 00:03:08,355
Quand cette énergie est transférée
aux molécules,

64
00:03:08,355 --> 00:03:09,415
elles vibrent,

65
00:03:09,415 --> 00:03:10,221
pivotent,

66
00:03:10,221 --> 00:03:12,507
ou se déplacent plus vite.

67
00:03:12,507 --> 00:03:14,724
L'énergie cinétique
des molécules et des atomes

68
00:03:14,724 --> 00:03:16,534
croît avec la rapidité du mouvement.

69
00:03:16,534 --> 00:03:20,662
Cela se traduit par une hausse 
de température et d'énergie thermique.

70
00:03:21,002 --> 00:03:25,445
C'est le procédé utilisé par votre four
micro-ondes pour chauffer vos aliments.

71
00:03:25,445 --> 00:03:29,247
Le four émet des radiations micro-ondes
qui sont absorbées par les molécules,

72
00:03:29,247 --> 00:03:31,723
en particulier celles qui composent l'eau.

73
00:03:31,723 --> 00:03:33,659
Elles s'agitent de plus en plus vite,

74
00:03:33,659 --> 00:03:38,101
et s'entrechoquent, augmentant la chaleur
de l'aliment et l'énergie thermique.

75
00:03:38,101 --> 00:03:40,513
L'effet de serre en est un autre exemple.

76
00:03:40,513 --> 00:03:43,310
Certains rayons solaires
atteignant la surface de la Terre

77
00:03:43,310 --> 00:03:45,545
sont renvoyés dans l'atmosphère.

78
00:03:45,545 --> 00:03:49,676
Les gaz à effet de serre comme la vapeur
et le dioxyde de carbone

79
00:03:49,676 --> 00:03:52,291
absorbent cette radiation et accélèrent.

80
00:03:52,291 --> 00:03:57,573
Ces molécules plus chaudes et rapides 
lâchent des infrarouges dans tous les sens

81
00:03:57,573 --> 00:04:00,346
y compris vers la Terre, qui se réchauffe.

82
00:04:00,346 --> 00:04:03,338
Tout ce mouvement moléculaire 
peut-il s'arrêter ?

83
00:04:03,338 --> 00:04:05,940
On pourrait croire que c'est le cas
au zéro absolu,

84
00:04:05,940 --> 00:04:07,815
la température la plus froide possible.

85
00:04:07,815 --> 00:04:10,677
Personne n'a réussi à refroidir
quoi que ce soit à ce point,

86
00:04:10,677 --> 00:04:11,998
mais même si on le pouvait,

87
00:04:11,998 --> 00:04:16,213
les molécules bougeraient encore,
à cause du principe de mécanique quantique

88
00:04:16,213 --> 00:04:18,561
nommé l'énergie du point zéro.

89
00:04:18,561 --> 00:04:22,747
Autrement dit, tout est en mouvement
depuis le début de l'univers

90
00:04:22,747 --> 00:04:26,220
et le sera encore bien, bien longtemps
après notre disparition.