Thermodynamique, Entropie, Second principe, Histoire de l'enseignement secondaire, Classes préparatoires, Théorie anthropologique du didactique, Hybridation, Traditions historiques

La thermodynamique est une théorie physique qui s'appuie sur deux principes : le premier énonce la conservation de l'énergie, et le second affirme la croissance de l'entropie. Moins connu que le premier, la bonne compréhension de ce second principe, qui gouverne les limites de l'efficacité des conversions énergétiques, est cependant un enjeu essentiel dans le contexte actuel : il est en effet le cadre fondamental pour comprendre les limites physiques auxquelles l'humanité est confrontée et orienter nos choix vers des solutions durables et efficaces. Actuellement enseigné en Classes Préparatoires aux Grandes Écoles (CPGE), nous avons cherché à analyser son apprentissage et montré en nous appuyant sur l'histoire de ce concept et son épistémologie, en quoi il risquait de s'avérer difficile pour les élèves. Notre démonstration proposée procède en trois temps. 1. Mettre en évidence par une analyse historique et épistémologique la complexité de la thermodynamique en montrant qu'à la suite de sa première formalisation au milieu du XIXe siècle, la théorie s'est développée en empruntant des chemins variés, qui ont conduit à un ensemble de manières de l'exposer, qualifiées de traditions de présentation et nous en avons distingué sept, toutes constitutives du savoir dit académique. 2. Rendre compte du curriculum actuel adopté en CPGE par une analyse de l'évolution historique du contenu des programmes et des manuels scolaires depuis 1850. Le savoir scolaire peut être vu comme le fruit d'un processus appelé transposition didactique, qui vise à adapter ce savoir pour le rendre accessible aux élèves. L'existence d'une multiplicité de traditions de présentation complexifie le processus de transposition didactique du savoir savant au savoir scolaire. Ce processus implique un mélange de différentes traditions dans le curriculum scolaire, mélange que j'ai qualifié d'hybridation. L'étude historique permet de dégager les différentes étapes ayant façonné cette hybridation. 3. Montrer à l'aide d'outils de didactique en quoi l'hybridation rencontrée en CPGE dans la section physique contribue à des incohérences au sein du curriculum, qui se traduisent notamment par une perte de sens pour les élèves du second principe et du concept d'entropie.