Sciences et mathématiques

L'énergie d'activation et le catalyseur

Une feuille de papier peut rester des siècles dans un tiroir sans brûler, alors qu'une allumette suffit à l'enflammer en une seconde. La combustion libère pourtant de l'énergie dans les deux cas. Ce qui manque au papier du tiroir, c'est un apport initial, que les chimistes appellent l'énergie d'activation. Cette fiche explique la notion, puis ce qu'elle éclaire dans notre difficulté à commencer.

L'idée en bref

L'énergie d'activation est l'énergie minimale qu'il faut fournir à des molécules pour qu'une réaction chimique démarre, même quand cette réaction dégage ensuite plus d'énergie qu'elle n'en a reçu. On la représente souvent comme une colline à franchir avant de descendre dans la vallée. La notion a été introduite par le chimiste suédois Svante Arrhenius en 1889, pour expliquer pourquoi les réactions s'accélèrent fortement quand la température monte.

Un catalyseur est une substance qui abaisse cette colline : il offre à la réaction un chemin plus facile, sans être lui-même consommé. Le mot « catalyse » a été employé dans ce sens par le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius en 1835, et Wilhelm Ostwald a reçu en 1909 le prix Nobel de chimie, notamment pour ses travaux sur la catalyse.

Par analogie, on parle d'énergie d'activation pour l'effort initial que demande une action, et de catalyseur pour tout ce qui réduit cet effort. En chimie, ces notions sont établies et mesurables. Dans la vie quotidienne, ce sont des images, que certaines recherches en psychologie viennent appuyer en partie.

La colline à franchir

Pour réagir, deux molécules doivent se heurter avec assez d'énergie pour rompre leurs liaisons existantes. À température ambiante, très peu de collisions sont assez violentes. Si l'on chauffe, la proportion de collisions efficaces augmente très vite, et la réaction s'emballe. Une fois lancée, une réaction qui dégage de la chaleur fournit elle-même l'énergie d'activation des molécules voisines, et c'est ainsi que le feu se propage.

Trois propriétés du catalyseur méritent d'être retenues, car elles bornent l'analogie. Il abaisse la barrière, mais il ne fournit pas d'énergie. Il n'est pas consommé, donc il peut resservir. Et il ne rend pas possible une réaction qui ne l'était pas : il accélère seulement une transformation qui, sur le papier, pouvait déjà se faire.

L'analogie : le coût de la mise en route

Beaucoup d'actions ressemblent au papier dans le tiroir. Elles sont souhaitées et elles seraient gratifiantes une fois lancées, mais elles ne commencent pas, parce que les premières minutes coûtent plus que les suivantes. Il faut sortir les affaires, retrouver où l'on en était et supporter l'inconfort de ne pas encore comprendre. Deux stratégies s'offrent alors, comme en chimie : apporter plus d'énergie, c'est-à-dire de la volonté, ou abaisser la barrière. La seconde est plus fiable, car la volonté varie d'un jour à l'autre.

La psychologie fournit ici un appui réel, quoique partiel. Le psychologue Peter Gollwitzer a étudié depuis les années 1990 les « intentions de mise en œuvre » : décider à l'avance « quand la situation X se présentera, je ferai Y ». Les synthèses de ces travaux concluent que cette préparation augmente nettement les chances de passer à l'acte, même si l'ampleur de l'effet varie selon les études et les domaines. Des ouvrages grand public proposent des règles voisines, comme celle de rendre une bonne habitude plus rapide à démarrer de quelques secondes : ce sont des conseils raisonnables, qui n'ont pas la solidité de résultats démontrés.

Quand s'en servir

Le modèle est utile quand une action voulue ne démarre pas, pour vous-même, pour un enfant ou pour une équipe. Il remplace la question « pourquoi manque-t-il de volonté ? » par des questions plus pratiques :

• De quoi est faite la barrière : du matériel à sortir, une décision à prendre, une peur ou une consigne floue ?
• Qu'est-ce qui peut être préparé à l'avance, à un moment où l'énergie est disponible ?
• Qui ou quoi pourrait servir de catalyseur : un partenaire, un rendez-vous fixe ou un modèle à suivre ?
• À l'inverse, quelle barrière puis-je relever devant une action que je veux éviter ?

Dans une équipe, le rôle de catalyseur est souvent tenu par une personne qui ne produit pas elle-même le résultat, mais qui met les bonnes personnes en relation, lève un blocage ou clarifie une demande. Ce travail se voit peu, et il est pourtant décisif.

Limites et pièges

L'analogie a ses bornes. En chimie, l'énergie d'activation est une grandeur mesurable et un catalyseur ne change pas le bilan final de la réaction. Rien de tel ne se mesure pour une décision humaine, et les obstacles psychologiques ne sont pas tous des barrières de départ. Quelqu'un qui ne commence pas un travail peut manquer de sens, de compétences ou de repos, et abaisser la barrière ne résoudra rien dans ces cas-là.

Le deuxième piège est de croire que le démarrage fait tout. Une réaction chimique qui dégage de l'énergie s'entretient seule, mais une révision ou un projet demandent un effort soutenu bien après les premières minutes. Faciliter le début est nécessaire et ne suffit pas.

Enfin, le mot « catalyseur » est souvent employé à tort pour désigner une simple cause ou un déclencheur. Au sens strict, un catalyseur accélère une transformation déjà possible et en ressort inchangé. Une personne ou un outil qui s'épuise dans l'opération ressemble davantage à un combustible.