De la masse d’un livre électronique

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!]