De Carnot à Clausius, la thermodynamique s'est d'abord développée à partir de de deux principes fondamentaux. Avec Boltzman, et Gibbs, elle devient la mécanique statistique. En 1922, Alfred Lotka pressent l'existence d'un troisième principe.
A partir de 1960, Ilya Prigogine jette les bases de la thermodynamique hors équilibre. Les phénomènes d'auto-organisation y apparaissent comme des processus de transition de phase. En 1987, Per Bak et ses collaborateurs introduisent le concept de criticalité auto-organisée. En 2003 un biophysicien, Rodercik Dewar, propose une démonstration statistique du troisième principe. Elle sera reprise ensuite sous des formes plus rigoureuses.
Clausius considérait l'Univers comme fermé et isolé. La thermodynamique nous dit qu'il doit alors tendre vers un équilibre d'entropie maximale. La découverte de l'expansion de l'Univers nous montre que l'Univers évolue. On sait aujourd'hui que cette expansion s'accélère. L'Univers est donc hors équilibre: il s'auto-organise.
Le livre d'Erich Jantsch, "L'auto-organisation de l'Univers", nous permet d'interpréter l'évolution comme des cycles de Carnot autour d'un point critique. Cela conduit à l'idée que, sur Terre, la vie a pu s'organiser autour du point critique de l'eau. Nous avons actuellement les moyens de vérifier cette hypothèse.
Après avoir brièvement rappelé les principes fondamentaux de la thermodynamique, nous introduirons la notion de structure dissipative. Comme toute structure vivante, une société humaine est une structure dissipative. L'économie est son métabolisme. La notion de potentiel de Gibbs s'applique à l'économie : la demande y apparaît comme une pression sociales, tandis que l'offre y apparaît comme une "température" économique.
Pression et température sont des variables dites "intensives" ? Traditionnellement, elles correspondent respectivement à des variations de volume et d'entropie. En économie, la demande correspond à un volume de production, tandis que l'offre correspond à une somme monétaire. Les flux monétaires ont la propriété des flux d'entropie.
L'économie s'auto-organise suivant un processus de criticalité auto-organisée. Toute structure économique décrit des cycles de Carnot, appelés cycles économiques, durant lesquels une transition continue est suivie d'uine transition abrupte. L'amplitude de la production varie en proportion de la période.
De même qu'un structure dissipative réduit son entropie interne pour produire de l'entropie, une structure économique réduit son capital (elle l'investit) pour produire de la monnaie ? Comme celle des écosystèmes , la robustesse d'une économie dépend d'un équilibre entre son effiicience et sa résilience.
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