Le Soleil est une source énergétique quasi illimitée, est à l’origine d’un nombre impressionnant d’effets biologiques qui participent directement ou indirectement à la vie animale et végétale.

L'exploitation de l'énergie solaire au moyen de capteurs relève de deux technologies bien distinctes : l'une produit des calories, c'est l'énergie solaire thermique, et l'autre produit de l'électricité c'est l'énergie photovoltaïque où l'énergie solaire thermodynamique.

La Physique Statistique ou encore Mécanique Statistique constitue une branche, à part entière, de la Physique Moderne. Son rôle fondamental est l'étude des propriétés thermiques des systèmes macroscopiques, comme les gaz, les liquides, les électrons dans les solides, les plasmas, les solutions électrolytiques, les solutions colloïdales, les macromolécules en masse ou en solution, les émulsions et microémulsions, les cristaux-liquides, les systèmes biologiques et bien d'autres. Le dénominateur commun de ces systèmes est le nombre gigantesque de leurs constituants.

Cette théorie physique montre clairement comment les propriétés physiques des systèmes macroscopiques sont une conséquence directe des mouvements incessants de leurs constituants (électrons, atomes, molécules, macromolécules, membranes cellulaires...) et des changements perpétuels de leurs configurations internes (rotations, vibrations, spins, dipôles électriques...). Il en ressort que la Physique Statistique détermine les propriétés macroscopiques, à partir des données microscopiques. Plus exactement, les grandeurs physiques accessibles à l'expérience sont des valeurs moyennes des observables associées, où on somme sur toutes les configurations possibles du système macroscopique (degrés de liberté internes et de translation), avec une loi de probabilité, comme facteur pondérant. En ce sens, la Physique Statistique est une physique du hasard, lié au manque d'information sur les états précis du système étudié et de sa nature quantique.

A l'heure actuelle, la Physique Statistique s'avère un outil d'importance capitale pour l'étude du comportement d'autres systèmes non usuels, pour ne citer que les milieux désordonnées (milieux granulaires, milieux poreux...), la percolation (transition géométrique), certains systèmes écologiques (végétation, dynamique de populations...) et l'évolution aléatoire des facteurs économiques (fluctuations de la bourse, fluctuations des prix...) qui est un problème relevant  d'une branche de la Physique très récente, appelée "Éconophysique".

La Physique Statistique a été formulée, pour la première fois, par deux grands physiciens théoriciens qui sont Ludwig Eduard Boltzmann et Josia Williard Gibbs, il y a plus d'un siècle. Depuis, cette physique a été étendue et développée, d'une manière considérable, grâce à nos connaissances de la Théorie Mathématique des Probabilités ou encore Théorie de Mesure, de la Mécanique Analytique et de la Mécanique Quantique.

Le présent cours est dédié à la Physique Statistique des systèmes macroscopiques (à l'équilibre thermique), comportant un nombre considérable de constituants (gaz, liquides, solides, plasmas...). Il est consacré à deux volets importants qui sont (i) des rappels succincts des fondements de la Physique Statistique et (ii) ses multiples applications. Ce cours s'organise en neuf chapitres et s'adresse aux étudiants de Licence, Semestre 6. C'est est une continuation naturelle du cours de Physique Statistique enseigné en Licence, Semestre 5. 

Professeur Mabrouk BENHAMOU

Faculté des Sciences à Meknès

Université Moulay Ismail

Pr RAHALI ABDERRAFII