LEFÈVRE

toujours prendre deux mesures complémentaires; et tandis que, d'une part, on note la chaleur fournie par l'organisme à la périphérie, de l'autre on relève les variations correspondantes de la température centrale.

Le problème est ainsi nettement posé. La puissance thermogénétique est fonction du débit périphérique et de la variation thermométrique interne, fonction, par conséquent, de deux grandeurs assez importantes pour que ni l'une ni l'autre ne puissent être négligées.

Par ce moyen si rationnel, s'établit encore la notion très claire et très importante de résistance thermogénétique^ impossible à concevoir dans l'hypothèse des auteurs.

Ces principes généraux, nécessaires à faire connaître ici, principes dont notre méthode de réfrigération par les bains s'est toujours inspirée, sont encore et forcément ceux qui nous guident aujourd'hui et nous guideront sans cesse dans une étude sur \ei thermogénèse.

Il y aura donc dans notre nouvelle méthode de recherches sur la résistance thermogénétique dans les courants d'air froid :

!• Des mesures calorimétriques;

2* Des mesures de température centrale.

Principe de la méthode.

Le principe est aussi simple que possible; seule sa mise en pratique exige de grands efforts et de minutieuses précautions.

Il s'agit simplement de faire passer sur un animal un courant fournissant une masse connue d'air et de mesurer réchauffement de cette masse au moyen de thermomètres placés, les uns en amont^ les autres en aval de l'animal. Si l'on suit en même temps les variations de la température rectale, le problème est facile à résoudre.

Description de f appareil.

Toute la difficulté réside dans la réalisation de cette idée. L'appareil que nous avons imaginé comprend deux parties : i^ Une partie destinée aux mesures calorimétriques ; 2^ Une partie destinée aux mesures rectales.

Appareil destiné aux mesures calorimétriques,

(a) Ventilation. — Le courant d*air est produit par le ventilateur dît Aéropbore de la maison Anceau. Cest Teau qui anime à la périphérie la roue de l'appareil tandis que les ailettes fixées sur les rayons produisent la ventilation.

Libre, Tappareil débite près de 400 mètres cubes à Theure avec une

CALORméTRIE ANIMALE.

chute d*eau de 10 mètres. Les résistances produites par les couloirs de ventilation réduisent ce débit à 80 ou 90 mètres cubes.

(b) Couloirs de ventilation, — Une caisse en zinc (2 mètres de longueur) dont les dimensions ont été choisies pour satisfaire à toutes les conditions de Texpérience, constitue Tespace ventilé. Il convient de la diviser en trois portions : la première, centrale^ la plus importante, est destinée à recevoir ranimai et la gouttière mobile qui le porte ; les deux autres sont les couloira de ventilation placés Tun en aval, Tautre en amont de ranimai.

(«) Couloir (faval. — Placé entre l'enceinte calorimétrique proprement dite et le ventilateur, il mesure 1 mètre et présente une circonférence moyenne de i^,^. Rectangulaire pour s'adapter sur la fente verticale de sortie du calorimètre, il est circulaire à sa section terminale pour embrasser la face aspirante du ventilateur.

(P) Couloir d amont, — Placé entre la caisse calorimétrique et l'atmosphère extérieure, il n'a que 60 centimètres de longueur. Sa section est uniformément rectangulaire.

(c) Calorimètre proprement dit, -» Il y a deux choses à décrire dans ce calorimètre ; la partie fixe qui sert d'enveloppe extérieure , et la partie mobile qui porte la gouttière et l'animal.

L^enveloppe extérieure est un cylindre droit à bases circulaires. Sa

Fig. 1. — Calorimètre (coupe passant par l'axe).

AB, rigole contenant de l'eau ; CDEF, enveloppe fixe du calorimètre ; GHIJLM, calorimètre mobile; LM, couvercle dont le bord pénètre et tourne dans la rigole; GH, collet du couvercle recevant la base du capuchon.

hauteur est de 40 à 45 centimètres, et son diamètre de 40 centimètres. Il est entaillé, suivant la verticale, par deux fentes diamétralement opposées qui ont toute sa hauteur et enviLX)n 12 centimètres de largeur. Ces fentes reçoivent les deux couloirs de ventilation. La face supérieure est ouverte par un large orifice où doit passer la

!• LEFàVRB.

partie mobile du calorimètre. Une rigole, dont nous allons voir l'importance, suit la circonférence interne de cette couronne.

La partie mobile du calorimètre est une gouttière cylindrique en métal assez étroite pour entrer dans la caisse fixe que nous venons de décrire et munie à sa face supérieure d'un couvercle plus large, évidé en son centre pour le passage de la tête de Tanimal mis en expérience, et muni à sa périphérie d'un rebord qui pénètre dans la rigole circulaire de l'enveloppe calorimétrique immobile. Dans cette rigole on a versé de l'eau, et, tandis que l'on fait tourner l'animal et sa gouttière pour les besoins de l'expérîence, on est assuré que l'air ne rentrera pas. Il convient aussi de noter le collet qui entoure l'orifice à travers lequel la tête de l'animal sort

Fig. 2.

ABC, couvercle mobile ; DE, collet du couvercle ; FGH, tiges verticales ; 0, clef de voûte; L, douille pour Taxe; MN, rigole.

de l'appareil. C'est sur ce collet que vient se fixer à sa base un capuchon en caoutchouc, sorte de passe-montagne, qui s'adapte exactement d'autre part sur la tête du sujet mis en expérience. On peut, sans arrière-pensée, affirmer que cette disposition empêche l'air de pénétrer dans le calorimètre autour du cou de l'animal.

Enfin, le couvercle LM porte trois tiges verticales coudées, réunies en clef de voûte pour supporter une autre tige placé dans l'axe de la gouttière, et reçue elle-même dans une douille annexée à la partie fixe du calorimètre. La rotation du calorimètre mobile est assurée aux deux extrémités de son axe. Ces détails sont indiqués dans la figure ci-jointe.

(d) Prises dair. — Elles se font au moyen de trois tuyaux coudés dont les ouvertures sont à l'air libre, à 20 centimètres en dehors de l'embrasure de la fenêtre.

Ces tuyaux s'emmanchent sur un couvercle mobile placé à l'entrée du couloir de ventilation et percé lui-même de 3 ouvertures à collet.

Mesures des courants dair, — Les quantités d'air employées doivent

CALORIMiTRIE ANIMALE. 447

être considérables, si Ton ne veut pas avoir un éohaufiTement trop élevé. En effet, 1 mètre cube d^air pèse 1*^,293 ; sa chaleur spécifique sous pression constante est égale à 0,237, et, poui s'échauffer de 1^, le mètre cube d'air n'absorbera que 0*^,3. Par heure l'animal (expériences préliminaires) de 3 kilogrammes (poids moyen ordinaire) débitera de 15 à 30 calories aux températures habituelles de l'expérience. Si l'on veut opérera une température déterminée, éviter que l'air s'échauffe de plusieui*s degrés, il est nécessaire de faire passer dans l'appareil de 60 à 90 mètres

'-mm

Fig. 3.

ABC, tuyaux de prise d'air; D, couvercle mobile; V, couloir de yentilation.

cubes d'air à l'heure, c'est-à-dire de 15 à 20 litres d'air à la seconde, chiffre considérable. Il n'existe pas de compteur à gaz susceptible d'eni*egistrer un pareil débit, surtout avec une détente de pression qui atteint à peine quelques millimètres de mercure.

Aussi avons-nous dû recourir à l'emploi de l'anémomètre. L'anémomètre mesui«era la vitesse des courants d'air, et l'on devra s'arranger pour connaître exactement la section des ouvertures de prises d'air.

Anémomètres. — Nous nous servons des anémomètres Richard dont la réputation n'est plus à faire. Ces petits appareils sont d'une extrême sensibilité, et tout le système des ailettes en aluminium présente une si grande légèreté que la résistance opposée au courant d'air est vraiment inappréciable.

Un petit engrenage correspond avec le compteur, dont la grande aiguille marque les mètres, et au besoin même les fractions de mètres, tandis que la petite aiguille indique les centaines de mètres.

Correction des anémomètres, — Malgré le soin apporté par M. Richard à la construction et a la graduation de ses appareils, nous avons voulu nousmême vérifier ou corriger, et dresser une table complète des erreurs.

Nous ne pouvons pas ici décrire la méthode expérimentale employée dans ce but ; elle n'est qu'une partie accessoire, bien que difficile et importante, de la méthode que nous exposons.

On a dressé une formule à trois termes donnant les vitesses exactes des courants d'air en fonction des vitesses lues sur le compteur ; les coefficients de cette formule ont été déterminés (à la suite de plus de 50 expériences) d'après la méthode des moindres carrés. Ainsi corrigé, l'anémomètre donne la vitesse avec une erreur relative qui rarement dépasse 1 millième.

4, LBFEVRB.

Mesure des débits, — Les sections d'entrée et de sortie de Fair dans les couloirs de ventilation sont exactement mesurées, et par diverses méthodes (de calcul direct ou de pesée d'une substance homogène de

Fig. 4. — Anémomètre Richard.

même surface) déterminées à quelques millimètres carrés près. Nous sommes amenés à admettre que ]*erreur relative dans la mesure des sections ne dépasse pas ^r^.

Vériâcations, — Dans des expériences d'essai, nous avons voulu vérifier régalité des débits en amont et en aval du calorimètre.

A rentrée Tair était pris par les trois orifices, à la sortie il était expulsé par un seul. Les quatre orifices étant de même surface, nous devions trouver à la sortie une vitesse exactement égale à la somme des vitesses aux trois orifices d'entrée. C'est ce qui a toujours été vérifié. On s'en fera une idée par les chifi'res suivants :

Vitesses à l'entrée en 1 minute (corr.) } 56,5

Total 179

Vitesse à la sortie en 1 minute (corr.) 118,8

GALORIM^TRIE ANIMALE.

Ainsi la différence est plus petite que 2 décimètres à la minute. La mesure des débits est aussi rigoureuse que possible.

Mesure des températures, — Il faut connaître réchauffement de Tair par ranimai, et pour cela savoir la température de ]*air qui entre et celle de celui qui sort. Les thermomètres dont nous faisons usage sont fabriqués avec la dernière rigueur par un habile ouvrier de la maison FonlaJDe, Ils sont gradués par dixièmes de degrés, chaque degré a jusqu*à 12 millimètres d^amplitude, et les lectures se font aisément jusqu*au centième de degré. Lorsque réchauffement de Fair sera de !•, Terreur relative sera donc moindre que 1 centième. Ces thermomètres sont placés, les uns sur le trajet des tuyaux de prise d'air, les autres sur le trajet du courant d*air de sortie.

Ces derniers étant placés forcément entre Tanimal et le ventilateur, qui rayonnent, le premier de la chaleur, et le deuxième du froid (parcouru qu'il est sans cesse par Teau de la ville), on s'arrange pour soustraire, par des écrans convenables, les thermomètres à toute espèce de rayonnement.

Précautions à prendre. — Nombreuses sont les précautions qu'il faut prendre si Ton veut obtenir de bons résultats.

La première, la plus indispenscJble, est d'isoler complètement le calorimètre et l'espace ventilé du milieu extérieur.

Pig. o. — Coupe longitudinalo principale.

AB, coupe du ventilateur; CD, cloison ouatée; E, écran placé à 10 centimètres en avant pour abriter complètement l'appareil du ventilateur; FG, double écran de protection pour le thermomètre T (le trait fort indique la portion de l'appareil ouatée); TfTtT,, tuyaux d'aspiration; HIL, calorimètre mobile.

A cet effet, tout l'appareil est plongé dans une vaste atmosphère d*ouate, dont l'épaisseur dans la région calorimétrique centrale atteint 1 ou 8 centimètres, et toujours au moins 4 ou 5 centimètres dans toutes les autres parties. De cette façon, nous conservons toute la chaleur dont l'animal est la source. Rien n'est perdu ni gagné par conductibilité, et Téchauffe-

450 4, LBPiVRE.

ment de Tair représente à la fois la chaleur reçue par la coDrection et celle reçue par rayonnement.

Mais il est encore important de limiter Tespace où se font les mesures de température et de le soustraire à Faction des corps chauds ou froids voisins et en particulier du ventilateur forcément placé dans le voisinage ; c*est dans ce but que nous avons mis à une petite distance du ventilateur une cloison ouatée percée seulement d'un orifice pour la sortie de Tair. La figure précédente en rend compte.

Ce plan de Tappareil complétera, pensons-nous, cette description sommaire de notre dispositif expérimental.

Mesure de la température rectale.

Il est indispensable de pouvoir relever la température centrale de ranimai, pendant toute la durée de Texpérience. On ne peut pas songer à faire usage du thermomètre. Aussi se sert-on de sondes et circuits thermo-électriques. Il faut s*occuper des deux soudures et du galvanomètre.

!• Sonde rectale. — Construite sur nos indications par la maison Gaifte^ elle s'adapte exactement au rectum de Tanimal et se fixe par deux cordons attachés autour du bassin. Des deux bornes qu'elle porte, partent deux fils, en fer et en maillechort, qui, convenablement isolés, sortent ensemble, enveloppés qu'ils sont dans un petit tube de caoutchouc, par une ouverture ménagée dans le plancher du calorimètre. L'un de ces fils se rend à Tune des bornes du galvanomètre, l'autre a la deuxième soudure ;

2* Soudure à température âxe. — Enveloppée dans un tube protecteur, elle plonge dans une étuve dont la température inyariable est celle de rébuUition du sulfure de carbone (46» à la pressio^ normale). Un réfrigérant, adapté à l'appareil, condense dans le serpentin (système Regnault) les vapeurs du sulfure qui retombent dans ï^tuve. Un bon thermomètre dont le réservoir plonge dans le sulfure pern(iet de vérifier, à tout instant, la température de la soudure;

3® Galvanomètre. — Le galvanomètre a été, dans une ^rie d'expériences préliminaires, exactement gradué. Une table dressée avec soin permet de lire les différences de température cherchées, pn apprécie aisément le dixième de degré.

Manière d'opérer.

Avant d*opérer on s'assure que Teau utilisée pour la marche du ventilateur est à peu' près à la température de Tair extérieur. La même précaution est prise pour la température du laboratoire; et dans ce but les fenêtres sont largement ouvertes longtemps avant l'expérience*

GALORIMéTRIE ANIMALE. 451

On réduit ainsi les corrections au minimum.

Voici maintenant, et dans Tordre, les opérations à faire :

1* La correction du réchauffement avant l'expérience;

2* L'expérience proprement dite;

3^ La correction du réchauffement après.

Correction avoDl. — On fait passer le courant d'air dans les couloirs de ventilation, sans y placer l'animal. En attendant que l'équilibre des températures se produise, on s'occupe de fixer l'animal dans sa gouttière, grâce à des Hgatures faites au niveau des quatre membres et à deux cordons passés autour du corps; enfin le capuchon de caoutchouc est mis en place. On revient à l'appareil]; après trente ou quarante minutes de marche, l'équilibre est atteint et l'on peut faire les lectures de température. Voici comment :

Les températures subissent de légères variations sous une multitude d'influences : un souffle un peu plus vif, un nuage qui passe, le moindre phénomène extérieur change la hauteur des colonnes mercurielles, tant est grande la sensibilité de ces thermomètres.

Les différences de température subissent donc de très légères variations, conmie l'indique le tableau suivant formé en relevant de trente en trente secondes les températures de l'air à l'entrée et à la sortie.

Températures à rentrée .

Température! à la lortie.

ll*5i 11,65

11»60 ll,7i5

Pendant quinze minutes, on enregistre ainsi soigneusement ces différences, relevées de trente en trente secondes, et c'est leur moyenne que Ton prend pour chiffre de correction. Cette correction dépasse rarement 0*,1 ou 0*,2. Elle atteint 0*,3 quand la température du laboratoire dépasse celle de l'air extérieur de Sou 10 degrés, cas exceptionnel.

Expérience proprement dite. — L*animal est préparé ; on met en place la sonde rectale. Puis la gouttière est introduite dans l'espace ventilé; elle est mobile par les deux extrémités de son axe, comme il a été dit.

(a) Toutes les dix minutes on lit sur le galvanomètre les déviations qui font connaître la température rectale.

(b) Pendant que l'appareil fonctionne et en attendant la période d'équilibre qui n'est obtenue qu'au bout de quarante à quarante-cinq minutes, on étudie les vitesses des trois courants d'air d'entrée. Un

i. LKFÂVRE.

anémomètre est successivement placé à chaque orifice. Pendant dix ou quinze minutes on suit sa marche ; la lecture peut être faite au mètre près, et Terreur relative, sur 1,000 ou 1,200 mètres, est donc plus petite que 0,001.

(c) Lorsque les vitesses sont notées, on revient à Tappareil. Le régime est établi. Il suffit donc de lire les températures d'entrée et de sortie pendant quinze minutes, de trente en trente secondes, et d'en faire la moyenne.

Exemple.

TampératuTM d*eiitrée

10»57 li;72

lO»»© 10,65

L'expérience pourrait bien, à la rigueur, ne durer qu'une heure. Cependant, pour mieux connaître les lois de la thermogénèse, pour leur donner un caractère de durée, on la prolonge quelquefois pendant deux et trois heures, souvent davantage.

Correction après. — On la fait comme la première.

Calcul des débits de chaleur.

On a toutes les données du problème. La formule à appliquer pour calculer le poids d'air est