THERMODYNAMIQUEProcessus irréversibles non linéaires

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Thermodynamique et biologie

Dans son livre intitulé L'Ordre biologique, A. Lwoff écrit : « Un certain aspect de l'ordre est l'arrangement déterminé présent dans la constitution existante des choses. L'ordre peut être considéré aussi comme une séquence, ou une succession, dans l'espace ou dans le temps. L'ordre biologique est tout cela, et plus spécialement une séquence dans l'espace et dans le temps. » On peut se demander comment cet ordre ainsi défini se situe par rapport aux grandes lois d'organisation de la physique et, en particulier, de la thermodynamique.

Celle-ci prévoit qu'un système isolé évolue dans le temps vers le désordre. En revanche, en biologie et en sociologie, l'idée d'évolution est associée à une croissance de l'organisation et à la formation de structures de plus en plus complexes. En conséquence, on a longtemps pensé que l'organisation biologique ne pouvait être décrite à partir des lois de la physique. Actuellement, nombre de biologistes considèrent qu'il suffit d'appliquer la thermodynamique à l'ensemble « être vivant plus environnement » pour lever cette difficulté. Cependant, cette interprétation est largement insuffisante. Elle introduit différemment la notion de « système ouvert » mais n'apporte rien de plus à celle de « l'être vivant ». Elle n'explique pas en particulier comment interviennent d'une part, le hasard et d'autre part, les lois déterministes dans la formation des structures biologiques. L'analyse du rôle de la non-linéarité en thermodynamique, exposée plus haut, et qui a conduit au concept de structure dissipative a permis de répondre à ces questions.

Ordre biologique et structures dissipatives

Les systèmes biologiques sont des systèmes ouverts échangeant de la matière et de l'énergie avec le monde extérieur. Ils se caractérisent par un ordre spatial et temporel tout comme celui des structures dissipatives définies plus haut. Il convient donc d'examiner dans quelle mesure celles-ci interviennent dans l'établissement de l'ordre biologique.

La question est relativement plus simp [...]

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Phosphofructokinase : réaction autocatalytique

Phosphofructokinase : réaction autocatalytique
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Rythmes biologiques : variation de la phosphofructokinase

Rythmes biologiques : variation de la phosphofructokinase
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Dictyoselium discoideum

Dictyoselium discoideum
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Monod-Jacob : mécanisme de contrôle

Monod-Jacob : mécanisme de contrôle
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  • : chef de travaux associé à l'Université libre de Bruxelles .
  • : professeur émérite de la faculté des sciences à l'université de Bruxelles, président d'honneur de l'Institut international du froid, membre de l'Académie royale
  • : chef de travaux à l'université libre de Bruxelles
  • : professeur à l'Université libre de Bruxelles
  • : directeur des Instituts internationaux de physique et de chimie, fondés par Ernest Solvay à Bruxelles, Ashbel Smith regental professor, université du Texas à Austin, directeur du Ilya Prigogine Center of Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems, université du Texas à Austin

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Pour citer l’article

Agnès BABLOYANTZ, Paul GLANSDORFF, Albert GOLDBETER, Grégoire NICOLIS, Ilya PRIGOGINE, « THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 décembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/thermodynamique-processus-irreversibles-non-lineaires/