CHAPITRE PREMIER

PHÉNOMÈNES OBSERVÉS PENDANT LA DÉCOMPOSITION PUTRIDE DES MATIÈRES ORGANIQUES.

Pour que les matières organiques entrent en putréfaction, la première condition , c'est que la vie ait cessé d'animer l'être auquel ces matières appartenaient. Il faut ensuite le concours de l'eau et de l'oxygène, empruntés tantôt à l'air atmosphérique, tantôt à tout autre milieu ambiant. Enfin, ces phénomènes de désorganisation ne s'accomplissent que dans de certaines limites de température au delà desquelles les molécules matérielles restent dans un repos complet. On conçoit facilement que la manière dont ces conditions se trouveront remplies pourra faire varier à l'infini les produits de la réaction. Ainsi, des branches d'arbre, de la chair musculaire, abandonnées à une décomposition spontanée, donneront des produits bien différents, suivant que ces matières organiques auront été abandonnées à l'air libre ou recouvertes d'eau, ou bien encore renfermées dans le sein de la terre. Aussi les savants qui se sont occupés de cette ques-

tion, ont-ils senti la nécessité d'établir à ce sujet plusieurs distinctions.

M. J. Liebig, désignant d'abord ces phénomènes

par le nom général de décomposition putride, dis- j tingue trois cas. Dans le premier, l'air et la vapeur j d'eau entourent de toutes parts le corps organisé ^ en voie de décomposition. Il y a alors Érémacausie (1) ou combustion lente. Cette oxydation s'opère à une température basse ne dépassant pas 10 à 12° ; | les éléments de la matière putréfiée y prennent une . i part inégale, en raison de leurs affinités (différant en intensité) pour l'oxygène. Constatons de plus que l'érémacausie cesse au point de congélation de l'eau , ou lorsque la température s'élève par trop, j Dans le second cas, l'air a un accès incomplet , ' les réactions se passant au milieu de l'eau, et, j quant aux conditions de température, elles sont les mêmes que pour l'érémacausie. Faute d'oxygène, les produits de combustion sont nécessairement moins nombreux, et il se forme presque toujours soit de l'hydrogène libre, soit des hydrocarbures. L'ensemble de ces phénomènes constitue , pour M. Liebig la Putréfaction proprement dite. Ici, l'oxygène est emprunté, soit aux éléments de l'eau , soit à la matière putréfiée elle-même, soit enfin à l'air dissous dans l'eau.

(i) De rjpsfxa^ tranquillement, et xaîxjic, combustion.

Dans le troisième cas, tout accès est fermé aux vapeurs aqueuses et aux autres éléments de Tair

I atmosphérique. Les matières organiques en voie de décomposition empruntent à elles-mêmes ou au

1 nouveau milieu qui les entoure l'oxygène et les éléments de l'eau nécessaires à leur désorganisation moléculaire. C'est ce que M. Liebig exprime en disant qu'il y a Pourriture sèche ou Aposepsie (1).

En résumé on entend par :

Érémacausie , une combustion lente au contact de l'air humide ;

Putréfaction propreme^it dite, la destruction de certaines matières organiques ne communiquant avec l'air que d'une manière imparfaite.

Aposepsie ou pourriture sèche, la destruction des matières organiques n'ayant aucune communication avec l'atmosphère.

Ces distinctions ont cela de commode qu'elles servent à apporter un peu d'ordre et de clarté dans un sujet encore si obscur; mais il faut bien se garder de les prendre dans leur sens rigoureux.

(1) De àTïooTjtj^t; , putréfaction r

§ I. Matières organlqueii d^origine végétale.

Érémacausie. — Lorsque les végétaux sont brusquement arrachés à leurs fonctions vitales, puis abandonnés à l'action de l'air et de l'humidité, leur décomposition est d'autant plus prompte que leur tissu est plus lâche et plus gorgé de sucs. Les parties herbacées se flétrissent , l'eau hygrométrique s'évapore et le réseau cellulaire s'ouvre de toutes parts à l'action désorganisatrice de l'oxygène de l'air. Le bois s'altère d'autant plus rapidement qu'il contient moins de cellulose ; ses éléments finissent par se dissocier avec le temps, et il se développe souvent, aux dépens de sa propre substance, dos myriades d'insectes et de cryptogames. Les divers principes faisant partie de l'édifice végétal ne subissent pas l'érémacausie avec une égale intensité; les matières azotées et organisées

telles que l'albumine , la caséine , la fibrine

s'altèrent les premières; puis viennent les corps amylacés , les huiles fixes et volatiles , les acides , les alcaloïdes , les principes neutres , les résines, les diverses espèces de cires, et enfin la cellulose , véritable squelette végétal. On distingue , parmi les produits gazeux provenant de l'érémacausie végétale : la vapeur d'eau, l'acide carbomque, C ammoniaque... , et parmi les sels : le car-

bonate et Vacétate d'ammoniaque qui sont quelquefois accompagnés de lactate et à' azotate de la même base. Enfin , on retrouve nécessairement dans les résidus, les sels naturels de la plante. La production de ces divers composés est subordonnée aux circonstances dans lesquelles se trouve placé le végétal et à la constitution chimique de ses propres parties. Les couches de matières organiques déjà en voie de décomposition protègent souvent, en effet, les couches inférieures non encore attaquées; l'action oxydante de l'air se ralentit, la proportion d'acide carbonique formé diminue et il peut même arriver que l'hydrogène se dégage en partie, à l'étal de liberté. A mesure que ces couches prolectrices tombent en poussière , les phénomènes d'érémacausie, incomplète cesseront de se produire , et l'oxydation normale reprendra son cours. La destruction totale des matières organiques ne peut avoir lieu qu'après un nombre infini d'années , car si la désorganisation marche rapidement pendant les premières phases , elle devient très-lente lorsque la substance végétale , ayant perdu complètement sa forme primitive , est transformée en cette matière noirâtre constituant le Terreau.

Plusieurs chimistes ont étudié la composition du terreau , et nous devons citer parmi eux MM. Braconnot, Mulder, Berzélius , Liebig, et dans ces derniers temps M. Soubeiran. 11 résul tede leurs travaux que la composition du terreau, déduction faite des

cendres et des sels volatils ou solubles, varie, suivant son origine , entre des limites très-étendues et qu'il contient (en outre des débris de végétaux encore reconnaissables) des matières de transition, tantôt neutres , tantôt acides ; tantôt solubles, tantôt insd-» lubies dans l'eau , et qu'on a successivement désignées sous les noms d'humine, géine, ulmine^ lignhumine ; acides ulmique ^ humique^ géique^ lign-^ humique , etc. Les molécules de ces corps sont en équilibre instable et prêtes à céder sous l'influence des actions chimiques les plus faibles. M. Bracon-not (1) est parvenu à reproduire ces acides noirs en chauffant le ligneux avec une solution concentrée de potasse, mais c'est Polydore Boulay , ce jeune chimiste enlevé d'une manière si déplorable à un brillant avenir, qui constata le premier, par l'analyse, l'identité des composés de M. Braconnât avec les acides ulmiques du terreau. Depuis, M. Malagutti (Jnn. Chim. etPhys., 2^ série, t. 59, p. 407) a reproduit l'acide ulmique en chauffant un mélange de sucre et d'acide chlorhydrique , et je suis également arrivé au même résultat en remplaçant , dans l'expérience précédente , le sucre par l'aloès. — Si, pour le chimiste, les composés humiques ne présentent pas d'intérêt, il n'en est pas de même pour l'agriculteur, car profitant de leur facile alté-

(i) Ann, rhim. ct phys,, 2= série, t. XH, p. 189.

rabilité , il les emploie chaque jour à améliorer ses terres. M. Mulder, qui s'est beaucoup occupé de l'analyse des terreaux de diverses origines, a trouvé qu'ils contiennent, en moyenne, p. O/q : carbone, 57,37; hydrogène, /|.,/|3; azote, 3,10; oxygène, 35,10.

On conçoit facilement l'absorption directe par les plantes des parties solubles du terreau ou humus, mais comment les acides noirs et tous les autres composés insolubles qui y sont contenus , peuvent-ils passer dans l'organisme végétal? Ce problème a été résolu de la manière la plus satisfaisante par M. Soubeiran (1) qui a démontré, avec sa précision accoutumée , que l'humus est dissous par le carbonate d'ammoniaque , aussi bien lorsqu'il renferme des acides ulmiques insolubles que quand il est presque entièrement engagé dans des combinaisons calcaires. Une fois dissous , l'humus devient apte à être aspiré par les spongioles des racines , et par conséquent propre à servir à la nutrition des plantes.

Les feuilles qui tombent des arbres de nos forêts se dessèchent et se désorganisent , mais leurs éléments ne sont pas perdus, car elles ne font que subir les transformations successives qui les ramè-

(i) Journ, de pfiarm., 3' série , t. XVII, p. 321, et t. XVlfl, p. 5.

nent aux mêmes sources, obéissant à la loi de| Lavoisier, qui a dit :

« Dans la nature ^ rien ne se perd, rien ne se crée. »

Pour donner un humus de bonne qualité, Térémacausie végétale doit s'accomplir lentement et régulièrement : il faudra donc , toutes les fois qu'on voudra atteindre ce but , faciliter sans cesse un libre accès à l'air et à l'humidité en éparpillant sur une grande surface les matières sur lesquelles doit s'opérer cette combustion lente. Quand les couches sont trop profondes la température s'élève considérablement et peut même devenir assez intense pour les dessécher et les enflammer. M. Chevallier a cité dans un de ses mémoires (1) des exemples trèscurieux de combustions spontanées survenues dans des greniers à foin, dans des amas de tourbes, dans des tourteaux , résidus provenant de 1^ fabrication de l'huile de lin... Nous mentionnerons encore , comme faits du même genre parvenus à notre connaissance , des incendies causés par l'entassement des pièces d'étoffes préparées pour la. teinture en rouge d'Andrinople et par des amas provenant de certaines préparations pharmaceutiques telles que le baume tranquille. Tous ces phé-

(1) Annales (Vliygiènc , t. XV.

nomènes de combustion sont entièrement comparables à ceux qui se produisent dans l'oxydation à l'air libre des pyrites métallurgiques.

M. Payen a prouvé, par des expériences récentes sur le charbon des cérusiers combien les moindres changements apportés à la circulation plus ou moins libre de l'air peuvent avoir d'influence sur les produits de cette sorte de décomposition putride (1). On sait que dans les fosses où durant trente à quarante jours le plomb s'oxyde et se carbonate sous les influences combinées de l'air, de la chaleur et des vapeurs d'acides acétique, carbonique, de carbonate d'ammoniaque...., les différentes assises de pots contenant les lames de plomb sont séparées par des poutrelles et des planches en bois blanc. Après avoir servi à huit ou dix opérations, ce bois est tellement altéré qu'on ne peut plus en faire usage. Son aspect lui a fait donner le nom de charbon des cérusiers, et en effet , ses propriétés physiques, sa fragilité et la manière dont il brûle lui ont bien mérité cette dénomination. Cependant, M. Payen s'est assuré que, malgré ces apparences trompeuses^ ce produit de décomposition contient, non pas du charbon libre, mais bien 40 pour 100 d'acides bruns analogues

(1) Ann. ctiim. et phys., 3" série , t. XVI, p. 231.

à l'acide ulmique, 39 pour 100 de matières grasses ou résinoïdes solubles dans la potasse caustique et 1 pour 100 d'acétate d'ammoniaque. Cette composition est, comme on le voit , bien loin de ressem- ; bler à celle de l'humus qui peut se représenter par | du charbon et les éléments de l'eau ; mais il faut dire aussi qu'ici l'érémacausie s'est produite dans des conditions toutes spéciales et en présence de vapeurs acétiques. On ne peut donc pas plus comparer le charbon des cérusiers à l'humus, que le fumier de ces mêmes fosses au fumier ordinaire, j En effet, le fumier normal contient des substances organiques azotées en équilibre instable , et par conséquent propres à l'assimilation , tandis que celui des fosses est privé de ces mêmes substances et ne peut servir qu'à abriter les végétaux des 1 effets nuisibles qu'ocasionne le rayonnement de la jl terre pendant les nuits sereines. Du reste , quelle que soit l'origine de l'humus, il est un fait constant, I c'est qu'il contient toujours proportionnellement plus d'azote que les matières végétales qui lui ont donné naissance. Cette anomalie a été expliquée par M. Mulder, qui s'est assuré que l'humus , sans j doute à cause de sa nature poreuse , condense l'a- I zote et le transforme en ammoniaque.

Putréfaction proprement dite. — On ne peut mieux reconnaître les caractères de cette sorte de décomposition putride qu'en l'étudiant lorsqu'elle s'ac-

complit au sein de l'eau et à l'abri du contact direct de l'air atmosphérique.

Il est facile de constater que les réactions s'opèrent avec beaucoup plus de lenteur que dans l'air : l'observation de chaque jour nous ap-prend en effet que les matières d'origine végétale peuvent séjourner sous l'eau pendant un temps considérable sans éprouver d'altérations sensibles. Toutes les fois qu'on est parvenu à retirer du fond

' de la mer des vaisseaux sombrés depuis longues années , on a été à même de remarquer leur état surprenant de conservation : les constructions sur pilotis en sont un exemple non moins frappant. Il ne faudrait pas conclure de là que les matières végétales sont presque indécomposables quelle que soit leur nature , car si les parties ligneuses d'un tissu aussi serré que celui des bois de construction résistent longtemps , il n'en est plus de même des parties plus tendres ou contenant plus de séve , telles que l'aubier ou les tissus herbacés.

Lorsque les végétaux sont submergés par les eaux, les principes solubles et de nature organique

(albumine, caséine, gluten ) sont décomposés

les premiers , et on voit apparaître ordinairement yne multitude de petits animaux désignés sous le nom d'infusoires, dont l'existence éphémère permet

' l'apparition de plusieurs générations se succédant très-rapidement et appartenant à des espèces souvent différentes.

La rapidité de ces générations et leur multiplicité n'est certainement pas la cause première , njais le premier effet de la putréfaction végétale : seulement, comme ces petits êtres se produisent en grand nombre et meurent après quelques jours d'existence , leurs cadavres éprouvent une décomposition putride qui ne fait que hâter le mouvement de la désorganisation végétale. Lorsque toutes les matières solubles ont été détruites dans les plantes submergées, l'oxygène de l'air contenu dans l'eau porte son action sur la partie insoluble, mais cette action est nécessairement trèslente et toujours si incomplète qu'on reconnaît encore de nos jours la forme des végétaux enfouis sous l'eau depuis des siècles. 11 résulte de la petite proportion d'oxygène mise en présence des matières à décomposer, que les éléments les plus combustibles seront seuls attaqués. Une partie seulement de l'hydrogène est convertie en eau , et il s'en dégage une grande quantité à l'état de liberté : de même il n y a qu'une faible proportion de carbone qui passe à l'état d'acide carbonique, car tout le reste s'unit à l'hydrogène naissant pour former le gaz des marais et d'autres hydrocarbures. On ne connaissait même d'autre moyen de préparer le gaz des marais que d'agiter les dépôts limoneux des étangs, jusqu'à ce que M. Persoz nous ait appris à l'obtenir avec l'acide acétique et la chaux potassée. Quant à l'azote, comme il existe en presque

lotalité dans les principes siilfazotés solubles des végétaux, il a passé dans les premiers produits de la décomposition putride, et la proportion qui en reste est si petite qu'on ne peut dire encore sous quelle forme il se dégage ou s'il se mêle simplement à l'azote de l'air contenu dans l'eau. 11 résulte de cette oxydation partielle et du dégagement de l'hydrogène à l'état naissant que la putréfaction végétale possède une action réductive souvent assez énergique pour désoxyder les composés chimiques les plus stables : il n'est même pas rare de voir les fibrilles des plantes marécageuses putréfiées toutes garnies de petits cristaux très-nets de sulfure de fer. Ce composé n'a pu évidemment se former que par la réduction du sulfate, opérée sous l'influence de la décomposition putride.

Lorsque les végétaux sont arrivés au dernier degré de décomposition qu'ils puissent subir sous Teau, ils se réduisent en une sorte de pulj e noirâtre et douce au toucher, à laquelle on a donné le nom de limon ou terre limoneuse. Les principes constituants du limon ne sont pas sufliîsamment connus pour qu'on puisse en rapprocher la composition de celle de l'humus. On sait seulement que ce limon contient une énorme proportion d'eau (au moins 80 pour 100) , des sels calcaires , ferriques, aluminiques , magnésiens , à peu près 2 ou 3 pour 100 d'une matière analogue à l'ulmine ; enfin, un principe organique d'une nature particu-

lière doué de la propriété de produire à la surface; de la peau une véritable éruption miliaire. C'est pro-i bablementàcette substance que les boues de Saint-I î Amand - les - Bains (Nord) doiv ent leur efficacité, i Je dois parler ici de certains acides, désignés i par Berzélius sous les noms d'acides crénique et apocrénique (de v.^wri , source) , et qui se rencontrent dans les dépôts de plusieurs eaux nciinérales. Ces acides sont de véritables produits de putréfac- i tion végétale se rapprochant plus ou moins de lai j formule C^^H^^AzO^, et sont le plus souvent unis au sesquioxyde de fer. Berzélius a découvert les acides créniques dans l'eau minérale de Porta en Suède. M. Chevallier les a retrouvés depuis dans les dépôts des eaux de Forges (Seine-Inférieure). Quelques chimistes ont même perdu leur temps à chlorer ces produits de transition.

Tourbe. — Souvent la putréfaction végétale s'ac-| complit sans que les plantes se déforment sensible-' , ment et on peut très-bien les reconnaître à leurs; caractères botaniques. Le produit ultime de cette , décomposition n'est autre chose que la tourbe dont les foyers de l'industrie tirent un si grand parli. Dans les terrains marécageux, il se produit uneji riche végétation de plantes annuelles (1) qui meu-

(1) Les plantes les mieux décrites, parmi celles qui se convertissent en tourbe, appartiennent aux genres : Garex , Scirpus

rent et se décomposent au sein de l'eau, formant ainsi des couches de matières charbonneuses dont l'épaisseur augmente graduellemenu Le marécage se remplit de la sorte d'une espèce de limon tendre à la surface duquel on voit se former de nouvelles végétations qui périssent à leur tour et augmentent ainsi le dépôt de tourbe jusqu'à ce qu'enfin le marécage se trouve à sec. Dans les climats chauds, la formation de la tourbe s opère plus promptement que dans les pays froids , où la végétation , ainsi que les réactions nécessaires a l'accomplissement de cette putréfaction , marchent avec une extrême lenteur. Les agriculteurs pensent qu'il suflit d'une quarantaine d'années pour combler le vide d'une tourbière, ce qui est une grave erreur, car cette opinion n'est nullement fondée et se trouve en opposition avec les observations consciencieuses de M. Mulder. Les principes constituants de la tourbe sont : différents sels accidentellement dissous ou entraînés par l'eau limoneuse et une matière de nature humique qui en constitue la presque totalité. Le poids des sels ne s'élève pas au delà de 8 à 10 pour 100 , et l'analyse y a démontré la présence des sulfates de fer, de

Phragmites, MyriophyUiim , Potamogeton , Nymphcea, etc., etc. — n existe aussi des tourbes contenant une proportion tellement considérable de sulfure de fer (tourbes pyriteuses) qu'il y a avantage commercial à les laisser eflfleurir à Tair pour en retirer du sulfate de fer.

chaux, de potasse et d'alumine, du phosphate de; chaux et enfui de la silice. Quelquefois la matière i humique de la tourbe est accompagnée d'une résine et d'une cire de nature particulière qu'on peut en extraire facilement et qui possèdent toutes deux un grand pouvoir éclairant. Le principal usage de la tourbe est comme combustible; cependant il est des tourbières très-riches qu'on n'exploite pas à cause de l'éloignement où elles se trouvent des villes manufacturières et du prix des transports. On doit à M. Soubeiran une observation très-importante et qui permettra , dans un avenir prochain , de mettre fin à cet état de choses. En effet , en comparant la composition des tourbes l\ celle du terreau , ce savant chimiste a vu qu'il était très-facile de passer de l'un à l'autre de ces produits de décomposition. Pour obtenir un terreau artificiel, il suffira de laisser la tourbe se modifier pendant quelques mois au contact de l'air humide , de la chaux et des sels alcalins dont M. Soubeiran a indiqué avec soin les proportions. Les tourbes de qualités très-inférieures comme combustible deviennent par ce moyen très-propres aux usages agricoles et se confondent, après leur nouvelle transformation , avec l'humus.

Aposepsie. — Lorsque les végétaux se décomposent complètement à l'abri du contact de l'oxygène et de la vapeur d'eau contenus dans l'air, il faut

absolument qu'ils empruntent, soit à eux-mêmes, soit au nouveau milieu qui les entoure, les éléments nécessaires à leur transformation. On conçoit sans peine que la combustion sera encore plus incomplète et marchera avec beaucoup plus de lenteur que quand la réaction s'accomplit sous l'eau et à fortiori, à la surface de la terre. Quand on examine la composition élémentaire des lignites, houilles, anthracites et de toutes les matières végétales formées par aposepsie dans le sein de la terre , on doit nécessairement trouver que tous ces combustibles contiennent beaucoup moins d'oxygène et beaucoup plus de carbone que les matières ligneuses ou herbacées d'où ils dérivent. Voici , du reste , un tableau qui dispensa d'entrer à ce sujet dans de plus grands détails :