La relation entre masse et énergie

La matière est de l'énergie concentrée. Einstein est allé plus loin que cette simple affirmation et à défaut de la démontrer¹⁾ à intuitivement mis en avant la célèbre formule reliant ces deux notions E = mc²,  E étant l'énergie potentielle pouvant être libérée à partir d'une masse m de matière, c étant une constante égale à la vitesse de la lumière (300 10⁶ m/s). Cette formule est homogène et intégrée au système SI d'unité²⁾  comme l'est la formule Ec = 1/2 m v² bien connu des mécaniciens, permettant de connaître l'énergie cinétique Ec (en joules) contenue dans une masse m (en kg) se déplaçant à la vitesse v (en m/s).

Lors de la fusion nucléaire, 2 kg de deutérium associé à 3 kg de tritium, entraîne une perte de masse de 1 kg.

L'énergie potentielle libérée par ce kg de matière est considérable : E = 1 x (300 10⁶)² joules correspondant à 2,5 10¹⁰ kWh

La consommation optimum d'un moteur thermique avoisinant 0,2 kg/kWh le volume de pétrole pour obtenir une telle énergie est de

2,5 10¹⁰ x 0,2/0,8 = 0,525 x 10¹⁰ litres de pétrole de densité approximative 0,8, soit compte tenu de l'équivalent calorifique de 1 litre de pétrole (10 kWh) un volume de pétrole correspondant à 20 supertankers de 250 000 tonnes. Ce qui surprend dans ce comparatif est que le combustion de cette quantité considérable de pétrole aura en définitive développée la même quantité d'énergie que celle produite par la fusion de 2+3 kg de deutérium + tritium.

1) Dès 1900 soit Sans avant Einstein, Poincarré mettait en avant cette formule dans une étude sur l'électromagnétisme.

Elle conduit à penser que Ikg de matière équivaut sensiblement à 9t6 joules. Les gros accélérateurs atteignent des énergies de plusieurs dizaines de GeV (IGeV=109 eV).

2) selon Wikipédia