Dernière mise à jour : 2026-06-15

Équivalence masse-énergie

L'équation d'Einstein $E = mc^2$ est l'un des résultats les plus célèbres de la physique. Elle stipule que l'énergie au repos $E$ d'un objet est égale à sa masse $m$ multipliée par le carré de la vitesse de la lumière $c \approx 2{,}998 \times 10^8\ \text{m/s}$. Comme $c^2 \approx 8{,}988 \times 10^{16}\ \text{J/kg}$ est un nombre considérable, même une masse infime correspond à une quantité d'énergie immense.

Ce calculateur fonctionne dans les deux sens : entrez une masse pour trouver son équivalent énergétique, ou entrez une énergie pour trouver la masse correspondante.

Ce que signifie l'équation

$E = mc^2$ ne signifie pas que la matière se convertit spontanément en énergie dans la vie quotidienne. Elle fixe le taux d'échange entre les deux grandeurs. La masse et l'énergie ne sont pas fondamentalement différentes — ce sont deux aspects d'une même grandeur conservée. Dans les réactions nucléaires, une petite fraction de la masse au repos est convertie en énergie cinétique et en rayonnement ; les accélérateurs de particules créent régulièrement de nouvelles particules à partir d'énergie pure, démontrant l'équation dans le sens inverse.

Formule

La vitesse de la lumière est une constante définie, donc $c^2$ est exacte : $89\,875\,517\,873\,681\,764\ \text{J/kg}$ (valeur tronquée aux chiffres utilisés ici).

Exemple de calcul — masse vers énergie

Un cœur de fission d'une arme nucléaire contient environ 1 kg de matière fissile. Environ 0,1 % seulement de la masse au repos se convertit effectivement en énergie lors d'une réaction de fission. Quelle est l'énergie libérée ?

Pour 1 g de matière complètement convertie (0,1 % de 1 kg), la libération d'énergie est d'environ $8{,}99 \times 10^{13}\ \text{J}$ — soit l'équivalent d'environ 21 kilotonnes de TNT. Entrez 1 g dans le calculateur pour confirmer ce résultat.

Exemple de calcul — énergie vers masse

Le Grand collisionneur de hadrons peut délivrer des énergies de collision d'environ 13 TeV = $13 \times 10^{12} \times 1{,}602 \times 10^{-19}\ \text{J} \approx 2{,}08 \times 10^{-6}\ \text{J}$. Quelle est la masse équivalente ?

C'est moins de 14 unités de masse atomique — ce qui montre que les collisionneurs de particules créent des particules à partir d'énergie avec des masses comparables à quelques protons.

L'énergie nucléaire en contexte

Les réacteurs à fission convertissent environ 0,1 % de la masse du combustible en énergie ; les réactions de fusion en convertissent environ 0,7 %. Même à 0,1 %, la fission de l'uranium libère environ deux millions de fois plus d'énergie par kilogramme que la combustion du charbon ($3{,}3 \times 10^7\ \text{J/kg}$), car la réaction chimique ne fait que réarranger des liaisons électroniques plutôt que de convertir de la masse au repos. La différence entre énergie chimique et énergie nucléaire est entièrement une conséquence de $E = mc^2$.

Antimatière et annihilation complète

Quand une particule rencontre son antiparticule — par exemple, un proton et un antiproton — les deux sont annihilés et leur masse au repos combinée se convertit entièrement en photons. Un gramme de matière et un gramme d'antimatière libéreraient $2 \times 8{,}99 \times 10^{13}\ \text{J} \approx 180\ \text{TJ}$, avec un rendement de 100 %. C'est l'extraction maximale théorique d'énergie de la matière. En pratique, produire de l'antimatière nécessite au moins autant d'énergie qu'elle n'en libère, ce qui en fait une source d'énergie impratique à l'heure actuelle.