De la masse d’un livre électronique

Publié le 31 octobre 2011 par Jacadi

FlickR/Robbo-Man

Est-il plus agréable de lire un roman sur un appareil électronique ou sur un bon vieux livre en papier ? Vaste débat.

Une chose est certaine, une bibliothèque est plus compliquée à transporter qu’une liseuse remplie à ras-bord. Cela dit, l’appareil électronique est plus lourd quand il est plein que vide. C’est la faute aux électrons…

Comment ça marche ?  Un e-reader bien connue, vendue par un vendeur américain au nom d’une guerrière à la poitrine dissymétrique, fonctionne avec une mémoire Flash. Pour faire très simple, ce type de dispositif est constitué d’une grille. A chaque intersection de cette grille, les composants électroniques laissent ou ne laissent pas passer un électron. La présence ou l’absence d’électron équivaut à une information — un bit —, 0 ou 1. Ce sont ces enchaînements de 0 et de 1 que lit la machine pour que l’on puisse à notre tour lire le livre.

Masse, électron et énergie. Emporter des livres dans sa liseuse, c’est donc bouger des électrons. Mais ces électrons n’ont pas « sauté » dans la machine à mesure qu’elle a été remplie. Ils y étaient déjà ; ils se sont donc contentés de se déplacer.

Le surpoids (tout relatif, voir le calcul plus bas) vient d’ailleurs. Enfermé, l’électron a une énergie supérieure à celle de son congénère libre. Selon John D. Kubiatowicz, professeur d’informatique à Berkeley, interrogé à ce sujet par le New York Times, cette différence est de l’ordre de 10–15 joules par bit. Ce qui n’est pas énorme. En comparaison, une kilocalorie que l’on chasse pendant un régime est égale à 4184 joules…

Si la mémoire de l’appareil est saturée de livres, tous les électrons ne seront pas pour autant piégés dans une boîte, sinon, il n’y aurait que des 0 ou que des 1, c’est à dire un vide d’information.

Dans son calcul, John D. Kubiatowicz fait l’approximation suivante : si la mémoire est pleine, l’enchaînement est fait d’autant de zéros que de uns. Donc, la moitié des électrons est dans un état d’énergie supérieur, soit une variation totale de 1,7. 10–5  joule.

La relation entre la masse et l’énergie a été formulée par Einstein : E=mc² (où E est l’énergie, m la masse et c la vitesse de la lumière). Soit pour la variation de masse :

m=E/c²=1,7. 10–5/3.10-8=1,8.10-22 kg

L’e-reader plein pèse donc environ 10-18 gramme de plus qu’à l’instant où il était vide. Soit une variation totalement négligeable, ne serait-ce que par rapport à un grain de sable…

[Faisons la comparaison avec la masse de l’équivalent en livres papiers. Pour 1 400 livres (ce que peut contenir la machine sus-mentionnée), la différence est de 420 kg… en prenant comme référence le premier livre de poche qui m’est tombé sous la main, pesé avec une balance de cuisine!]