La Physique ne s’est pas faite en un jour et combien de phénomènes maintenant expliqués de façon " évidente " ont été source de recherches passionnantes et, parfois, de débats controversés.

La Physique est née du désir des hommes d’expliquer les phénomènes naturels et, jusqu’au siècle dernier, le Professeur de Physique était nommé Professeur de Philosophie naturelle.
Dans un premier temps, le physicien observe les phénomènes et note les facteurs qui les accompagnent. Puis, il a recours à l’expérimentation pour démêler, au milieu des influences multiples, celle qui appartient à tel ou tel paramètre. Il tire, alors, des conclusions plus sûres.
L’interprétation peut varier avec les progrès de la science mais la démarche scientifique consiste à définir les causes des effets observés et, ensuite, à prévoir les phénomènes physiques lorsque les causes sont connues.
Dans cette démarche, la première étape est l’établissement d’une loi de validité restreinte qui fait, en général, intervenir les mathématiques, à défaut une courbe.
Expliquer une série de phénomènes par une hypothèse, à partir d’un modèle, permet de remplacer des faits épars par une théorie à cause de laquelle on peut, par le raisonnement et par le calcul, déduire des conséquences qui se traduisent par des faits de même ordre. Si ceux-ci se révèlent conformes à l’expérience, ils vérifient la théorie à posteriori et légitiment les hypothèses sur lesquelles elle est fondée.
On appelle " principes " certaines hypothèses, émises par la généralisation de faits contrôlés dont on postule la validité en toutes circonstances et qui, donc, ne peuvent être contredits que par une expérience nouvelle.
Les principes, les lois valides actuellement en Physique sont le fruit d’un cheminement qui se confond avec l’histoire de l’homme.

A la question " Pourquoi le Soleil tourne-t-il autour de la Terre ? ", le métaphysicien répondra que le Soleil a des propriétés qui le font tourner autour de la Terre, il invoquera souvent Dieu, voire quelques puissances surnaturelles ou quelques obscurantismes.
Le Physicien cherchera ces propriétés, les faits de même nature, il cherchera à en rendre compte par une théorie qu’il voudra " universelle ", applicable à " tous " et il se convaincra que c’est la Terre qui tourne autour du Soleil.

Enseignement de la Physique et de la Thermodynamique

La Thermodynamique n’est pas une branche spéciale des Sciences Physiques dont l’objet serait l’étude d’une catégorie particulière de phénomènes, elle est un mode d’étude applicable à tous, thermique bien sur mais aussi électrique, magnétique, optique, ... La Thermodynamique établit des relations nécessaires, indépendantes des mécanismes des phénomènes, elle fixe des limites aux fantaisies que pourraient avoir phénomènes et propriétés spécifiques des substances matérielles, elle pose des impossibilités qui se traduisent par des relations mathématiques précises.
La Thermodynamique a fait naître l’ère industrielle au début du 19^ème siècle avec l’invention de la première machine thermique : le moteur à vapeur d’eau. Or, en cette fin du 20^ème siècle, les aspects thermiques liés aux processus industriels sont rarement sans importance et les choix scientifiques, économiques, politiques qui en découlent restent " terriblement " d’actualité.
L’étude des liens, des passerelles entre le domaine macroscopique et le domaine microscopique a permis récemment des découvertes très sensibles dans notre appréhension du monde physique. Cela n’aurait pu être sans les apports de la Thermodynamique.

En Septembre 2004, l'Université de Nantes est passée à l'heure européenne et a adopté le système de diplômes commun des pays de l'Union sur le mode LMD (Licence - Master - Doctorat). Ceci a obligé a une refonte des enseignements ou, au minimum, à une mise à jour des enseignements existants.
Une Unité d'Enseignement Fondamentale (UEF) pour les licences de Mécanique et Technologie, Physique et Chimie intitulée "Thermodynamique classique" a été créée au deuxième semestre de la première année de licence (L1) sur la base de 56 heures d'enseignement.
Ces 56 heures se décomposent en 24 heures de cours magistral et 32 heures d'enseignement dirigé comportant des séances d'exercices et des séances pratiques d'expérimentation.
Les objectif sont :
- la détermination des fonctions d'état des corps, voire l'établissement des bases de données thermodynamiques,
- la corrélation entre échanges énergétiques et évolutions de l'état d'un corps.
Au cours du cycle L, ce premier enseignement de Thermodynamique est complété par des enseignements plus spécifiques ayant un caractère fondamental (UEF) ou de choix (UEC) suivant la licence choisie qui peuvent portés sur la Thermochimie, la Mécanique des fluides, les transferts thermiques, les systèmes ouverts et machines thermiques, l'énergétique, ...

L’être humain, quelqu'il soit, ne peut espérer, aussi " doué " soit-il, maîtriser sans difficulté et sans travail une nouvelle connaissance et il est important que l’étudiant comprenne que son intelligence c'est à dire son assimilation de cette nouvelle connaissance n'est que le résultat (toujours provisoire) de ses efforts pour la développer.
Un cours de Physique, encore moins un cours de Thermodynamique, discipline souvent jugée "difficile", par la complémentarité entre phénomènes observés, expérimentations nécessaires, hypothèses explicatives et théories mathématiques résultantes, n'échappe pas à cette évidence.

L'enseignement secondaire a réduit, minimisé pour ne pas dire supprimé les aspects mathématiques de l'enseignement de la Physique : je ne suis pas le seul à penser que cette démarche est un erreur pédagogique, il ne suffit pas de mettre la main à la pâte pour être physicien même si cette action vers l'enseignement primaire peut donner goût à vouloir découvrir la Physique.

En aucun cas dans cet enseignement, nous ne transigerons que cela soit avec les phénomènes observables, les expérimentations nécessaires pour justifier les hypothèses et modèles explicatifs, la théorie mathématique qui en résulte.

Je ne saurais terminer cet avant-propos,
- sans remercier mes collègues qui participent à l'enseignement de ce module, les anciens pour nos nombreuses conversations fructueuses et constructives, les nouveaux parce que cela sera peut être pour eux un "challenge" à relever,
- sans faire référence à tous les collègues auteurs d’excellents livres d’enseignement (ne pouvant les citer tous, qu’ils soient remerciés parce qu’ils contribuent à faire connaître la Science, ils méritent d’être lus).