NOM DES SUBSTANCES

Hydrogène

i de bois

Charbon..." des cornues a gaz..

/ graphite naturel....

Oxyde de carbone

Gaz des irarais

Gaz oléPiant

,, , \ de -vin

^^'"'°^ } de bois

Essence de térébentine

Soufre

UNITES DE CHALEUR

données par 1 kilog.

du combastible.

On voit d'après ce tableau que l'hydrogène est le corps qui, à poids égal, développe le plus de chaleur en brûlant ; après lui viennent jarmi les combustibles ordinaires les carbures d'hydrogène, gaz des marais et gaz oléfiant, dont le mélange forme le gaz d'éclairage extrait de la houille ; puis les charbons, dont les moins dp-»'ses ont le plus grand pouvoir calorifique.

Les recherches calorimétriques sur la chaleur dégagée par tt'Utes les combinaisons chimiques, ont un intérêt beaucoup plus théorique que pratique ; il est cependant curieux d'y constater qu'un môme corps, comme le carbone par exemple, dégage toujours la môme quantité de chaleur, soit qu'on le transforme d'abord en oxyde de carbone pour brûler celui-ci et obtenir finalement de l'acide carbonique, soit qu'on obtienne de suite ce dernier gaz. Dans les applications, quand on se propose d'obtenir une haute température, il faut choisir les , corps les plus combustibles, les brûler le plus rapidement possible en leur insufflant de l'oxygène, ' et limiter l'espace où la chaleur pourra se répartir ' pour augmenter son effet. C'est ainsi qu'on obtient : avec le charbon de très hautes températures en inj sufflant de l'air dans le fourneau par de puissantes ! machines soufflantes ; qu'on rend très chaude la flamme d'un bec de gaz, d'une lampe, ou d'une I bougie en y soufflant de l'air avec le chalumeau, ou des vapeurs combustibles, comme dans la lampe des soudeurs, et que la plus haute température obtenue jusqu'ici, celle qui a permis de fondre le j platine, a été produite dans un petit creuset de chaux, par le chalumeau oxhydrique, double tubeamenant, l'un de l'hydrogène, l'autre de l'oxygène, I de manière que les deux gaz soient dans le rap- I port où ils se combinent pour donner de l'eau, et. que leur mélange n ait lieu qu'au moment où ils brûlent.

b. Chaleur animale. — Les animaux produisent continuellement de la chaleur pendant leur vie. Chez les mammifères et les oiseaux, qui sont à sang chaud, cette chaleur compense à chaque instant les pertes extérieures, et leur température reste constante, quelles que soient ks variations du milieu ambiant. Chez les autres, dits à sang froid, qui subissent les fluctuations du milieu ou ils vivent, il se produit encore de la chaleur, puisque leur température dépasse presque toujours de-

CHALEUR

■quelques degrés celle de Tair ou de l'eau où se passe leur existence ; mais la production est lente et la chaleur est enlevée à chaque instant par les causes extérieures. Les oiseaux ont une température constante de 41 à 42"; l'homme de 37 à ;jS".

Depuis Lavoisier, c'est à l'oxygène introduit dans le corps par l'acte de la 7'eipiratio?i * que l'on rapporte le dégagement de la chaleur animale; mais on ne croit plus, comme le savant chimiste, que le poumon soit le siège unique de la chaleur dégagée. On pense qu'elle est produite dans toutes les parties du corps, et qu'elle est le résultat des nombreuses actions chimiques dont chaque organe est le siège pendant la vie. Les aliments introduisent dans le corps des éléments combustibles, du charbon et de l'hydrogène, que le sang transporte partout, comme il transporte l'oxygène de l'air destiné à les brûler lentement; l'acide carbonique est le résidu de cette combustion, comme il est le résidu des combustions de nos foyers, et dans un cas comme dans l'autre, la chaleur est la conséquence du phénomène. Mais, bien que la chaleur dégagée par un animal soit en rapport direct avec la quantité d'oxygène absorbé par les organes respiratoires, il n'en faut pas moins remarquer que la combustion physiologique est éminemment complexe et peut bien n'avoir pas l'action chimique pour unique cause.

c. Chaieur produite par les causes physiques. — Parmi les causes physiques capables de produire de la chaleur, il faut citer Vélectricifé *, puis la compression, la percussion, le frottement, en un mot toutes les actions mécaniques par lesquelles on peut déformer les corps.

Compression. — La plupart des corps fortement comprimés s'échauffent parfois même assez pour enflammer des corps combustibles. Cette production de chaleur par la compression est surtout sensible sur les métaux et plus encore sur les gaz. Les lames d'argent que l'on passe au laminoir dans les fabriques de monnaies sont tellement chaudes que l'ouvrier ne peut les tenir à la main. L'air brusquement c mprimé développe assez de chaleur pour enflammer l'amadou. L'expérience se fait avec le briquet a air; c'est un gros tube de verre à parois fortes, fermé par un bout, et dans lequel peut se mouvoir à frottement un piston plein dont la face inférieure porte une cavité où l'on place un petit morceau d'amadou. Le tube étant plein d'air, on introduit le piston et on l'enfonce très brusquement ; on aperçoit un peu de fumée dans l'appareil et en retirant le piston assez promptement on trouve l'amadou allumé. Tous les gaz produisent comme l'air un dégagement de chaleur quand on diminue assez leur volume ; mais on comprend que cette chaleur est d'autant plus sensible qu'elle se produit dans un plus court espace de temps ; aussi n'est-elle très apparente que dans les compressions très brusques.

La compression écliauffant les gaz, on est porté à penser que la dilatation ou l'expansion doit leur enlever de la chaleur, c'est-à-dire les refroidir. C'est en effet ce qui a lieu : on constate qu'un thermomètre très sensible placé sous la cloche de la machine pneumatique indique un abaissement de température quand on fait rapidement le vide. Si on laisse échapper par un petit orifice de l'air humide comprimé à trois ou quatre atmosphères, et qui par suite se dilate brusquement, le refroidissement du jet de gaz est tel qu'il dépose sur les objets qu'il frappe une couche de givre provenant de la vapeur d'eau congelée. Quand la vapeur sort d'une chaudière à haute pression, elle se condense en un épais brouillard, et elle se refroidit tellement qu'on peut sans crainte y plonger la main, ce que l'on ne pourrait évidemment pas faire impunément si la vapeur conservait la température de sa formation. Le refroidissement produit par l'expansion

des gaz comprimés avait déjà permis à Tliilorier d'obtenir l'acide carbonique solide ; il vient de fournir à M. Cailletet la possibilité d'amener à l'état liquide les gaz dits permanents, l'oxygène, l'hydrogène, l'azote, et par suite l'air qu'on n'avait pas pu liquéfier jusqu'ici.

Percussion. — De nombreuses expériences prouvent que la percussion est aussi une source mécanique de chaleur. Le fer battu sur l'enclume s'échauffe assez pour enflammer l'amadou ; on peut faire fondre une barre de plomb et éparpiller le métal fondu en gouttelettes en la frappant quelque temps à coups répétés. Tout le monde connaît le briquet ordinaire, la pierre dure que l'on frappe avec un morceau d'acier ou le dos d'une lame de couteau. Le silex, plus dur que l'acier, détache de celui-ci de petites parcelles métalliques ; la chaleur dégagée est assez grande pour rendre ces parcelles incandescentes, les faire brûler en étincelles qui allument l'amadou sur lequel elles tombent.

Toutes les actions mécaniques qui déforment les corps, comme la torsion des fils, leur allongement à la filière, les échauffent beaucoup. Mais de tous les moyens mécaniques de produire de la chaleur, le plus connu est sans contredit le frottement.

Frottement. — Tous les corps frottés vivement l'un contre l'autre s'échauffent. Un bouton d'habit en métal, frotté contre une table, ne tarde pas à brûler les doigts qui le tiennent. Les tourillons des machines, les essieux des voitures, dégagent de la chaleur quand on néglige de les graisser, et l'on voit quelquefois le moyeu des roues prendre feu quand le mouvement est rapide et prolongé. Les scies, les limes, les forets et autres instruments semblables deviennent brûlants par un travail continu. Deux morceaux de bois bien secs, frottés l'un contre l'autre, s'échauffent assez pour dégager de la fumée, et les sauvages parviennent à allumer du feu en faisant tourner vivement une tige de bois dur, taillée en pointe, dans une cavité pratiquée dans un autre morceau d'un bois facilement combustible et bien sec.

La grande quantité de chaleur dégagée par le frottement n'avait pas échappé aux anciens physiciens ; mais ils lui donnaient pour cause la diminution de la capacité calorifique du corps frotté, transformé le plus souvent en poudre par l'action mécanique. Rumford et Davy sont les premiers qui aient institué sur ce sujet des expériences scientifiques et étudié de près les conditions de cet important phénomène.

Rumford, en voyant forer des canons à Munich, fut surpris de la chaleur considérable des copeaux qui s'en détachaient. Pour la mesurer, il fit tourner un gros cylindre de bronze fortement pressé contre une tarière arrondie, dans une caisse remplie d'eau. Avec une rotation de trente-deux tours par minute, au bout de deux heures, la température de l'eau s'élevait à 81°, et après deux heures et demie l'eau était en pleine ébullition. La grande chaleur dégagée parut au savant expérimentateur un (;ffet tout à fait hors do proportion avec la cause à laquelle on l'attribuait alors, et après avoir constaté que la poudre détachée du morceau de bronze avait la môme capacité calorifique que la masse entière, il donna pour origine à la chaleur produite le seul phénomène sensible dans l'expérience, c'est-à-dire la destruction du mouvement par le frottement.

Davy arriva aux mêmes conclusions en faisant fondre deux morceaux de glace, qu'il faisait frotter l'un contre l'autre dans une enceinte au-dessous de zéro.

Ces expériences ont eu dans la science une très grande portée ; elles ont conduit les physiciens à réviser les phénomènes si nombreux dans lesquels la chaleur prend naissance ou disparaît. On a mieux étudié les actions calorifiques de toute na-

CHALEUR

ture ; on les a rapprochées pour les comparer et i trouver leurs causes communes. Ce travail fécond , a mis en relief les rapports, restés inaperçus jusque-là, qui lient le mouvement à la chaleur, la force au mouvement et les différents agents physiques les uns aux autres. 11 en est résulte une nouvelle conception de la nature de la clialeur, une nouvelle interprétation de ses effets, une corrélation simple de la plupart des phénomènes physiques. Cette grande synthèse qui fait honneur au mouvement scientifique de notre époque porte le nom de théorie mécanique de lu chaleur. Nous ne pouvons nous dispenser d'en exposer les principes et d'en citer quelques applications après avoir jeté un coup d'œil rapide sur les diverses hypothèses qui l'ont précédée.

III. Hypothèses sur la nature de la chaleur. — Les anciens ont fait du feu l'un des quatre éléments ; ils lui ont même voué un culte ainsi qu'au soleil, comme aux deux sources les plus puissantes des phénomènes calorifiques. Mais comme ils ne connaissaient que les effets les plus communs de la chaleur, ils n'ont eu sur sa nature que des idées vagues.

Les philosophes de tous les temps ont cherché à déterminer l'essence de cet acent mystérieux. Les uns n'ont donné que des explications confuses d'hypothèses bizarres ; les autres ont fait de la chaleur une matière flottant en corpuscules invisibles dans l'espace, et ne se manifestant que dans certaines conditions ; d'autres enfin ont admis sa nature immatérielle et cherché à la concilier avec la puissance de ses effets. De toutes ces spéculations, il est sorti deux hypothèses importantes par la place qu'elles tiennent dans la science et dans la philosophie naturelle. L'une, défendue surtout par les chimistes de la fin du dernier siècle, considérait la chaleur comme un fluide impondérable que l'on appelait le calorique et que , l'on supposait associé à la matière et capable de s'en dégager sous certaines influences déterminées. ! Ce calorique était lancé avec une grande vitesse par les corps chauds et, arrivé à la surface des corps froids, il pouvait s'y réfléchir ou j" pénétrer et se combiner à leur substance en des proportions diverses. L'autre, pressentie par Bacon, Beyle, Euler, et développée surtout par Rumford | et les physiciens modernes, considère la chaleur non plus comme une substance, mais comme un mouvement.

L'hypothèse du calorique rendait bien compte de réchauffement des corps et des conditions de leur changement d'état; elle permettait d'expliquer la transmission de la chaleur à distance, c'est-àdire le rayonnement, comme Newton expliquait le rayonnement de la lumière ; mais elle était impuissante à donner la raison de la production indéfinie de chaleur par le frottement. Le calorique était, en effet, considéré comme une substance matérielle existant dans l'univers en quantité aussi constante que la matière ordinaire ; on ne pouvait donc comprendre qu'il pût s'en dégager d'un corps frotté des quantités illimitées puisqu'il aurait fallu admettre une source de chaleur toujours aussi riche, si forte et si prolongée qu'en fût la dépense. L'esprit concevait difficilement cette canonnade de petites particules s'élançant des corps avec une vitesse inconcevable à travers l'espace sans se troubler l'une l'autre, pour produire la chaleur et la lumière: aussi la théorie du calorique disparutelle en même temps que disparaissait la théorie newtonienne de la lumière, devant les beaux travaux de Young et de Fresnel (V. Rayonnement et Lumière) ; elle est aujourd'hui universellemeut abandonnée.

IV. Théorie mécanique de la chaleur. — L'hypothèse moderne qui fait de la chaleur, non plus une matière, mais une condition de la matière, c'est -

h-dire un mouvement de ses dernières particules, a passé par deux phases distinctes :

La première comprend les nombreuses expériences qui ont mis en relief la transformation de la force motrice en chaleur;

La seconde, qui date de 1842, a établi, contrairement à ce qu'affirmaient les physiciens, qu'il peut se perdre de la chaleur, mais qu'alors il se crée une autre force physique ou qu'il s'effectue un travail mécanique ; que les quantités de chaleur perdue et de travail produit ou de forces physiques créées sont dans un rapport constant. Elle a ainsi posé la notion nouvelle de la conservation de la force et de l'équivalence des difl'érents agents physiques dans lesquels elle se transforme.

1. Transformation du travail mécanique en chaleur. — L'idée de donner pour cause à la chaleur produite dans la percussion ou le frottement, le travail mécanique détruit, est très ancienne dans la science. On la trouve développée dans le passage suivant de l'œuvre de Robert Bo3'le que l'on croirait écrit d'iiior : « Lorsqu'on enfonce un gros clou dans un morceau de bois, on remarque que pendant tout le temps que le clou s'enfonce, il faut donner un assez grand nombre de coups sur sa tête pour l'échaufl'er d'une façon sensible ; mais lorsqu'il ne peut plus aller plus loin, quelques coups suffisent pour lui communiquer une chaleur considérable. Dans le premier cas, le mouvement produit est un mouvement d'ensemble qui fait avancer le clou dans une direction ; mais quand ce mouvement vient à cesser, l'impulsion donnée par les coups de marteau étant incapable de chasser le clou plus avant ou de le briser, il faut qu'elle se dépense dans la production de ce mouvement intestin, varié et très rapide, dans lequel nous faisons consister la chaleur. » Mais cette notion nouvelle n'est définitivement admise que depuis les expériences de Rumford et de Davy que nous avons citées et qui ont été le point de départ de beaucoup d'autres destinées à les corroborer.

Dans toutes les actions mécaniques, frottement, percussion, compression, où de la chaleur est engendrée, il y a du mouvement anéanti. De deux boules égales, l'une d'ivoire, l'autre de plomb, tombant de la même hauteur, la première remonte au point d'où elle est tombée, son mouvement n'a fait que changer de sens ; la seconde s'aplatit et reste sur le sol; mais elle s'est échauffée, et cette augmentation de chaleur est le résultat du mouvement disparu. Le tourillon qui frotte contre un anneau anéantit la force motrice qu'il reçoit ; mais il s'échauffe, et si l'on vient à rendre son frottement moindre en le graissant, il cesse de s'échauffer, il ne dépense plus autaiit de force motrice, ou bien il la rend en mo'uvement au lieu de la rendre en chaleur Nous pourrions reprendre un à un tous les phénomènes calorifiques des actions mécaniques ; ils vérifieraient tous ce premier axiome de la théorie moderne : quand du travail mécanique disparait, il se crée de la chaleur.

2. Transformation de la chaleur en travail. — Inversement, quand de la chaleur disparaît, elle engendre de la force, du mouvement ; elle produit du travail. Si l'on ouvre le robinet d'un vase solide qui contient de l'air comprimé, le gaz qui s'élance au dehors est cliassé par celui de l'intérieur; ce dernier accomplit le travail de pousser en avant le courant d'air qui s'échappe. Il se refroidit. La chaleur qu'il possède est le seul agent qu'il puisse employer pour exécuter son travail. Dans la machine à vapeur, c'est la chaleur du combustible qui devient force motrice par l'intermédiaire de l'eau vaporisée, et dans tous les cas, l'effet mécanique est la conséquence de la dépense de chaleur ; le travail produit est d'autant plus grand que la différence de température de la vapeur à son en-

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CHAMPIGNONS

trée et à sa sortie, c'est-à-dire la perte de chaleur, est elle-même plus considérable.

3. Équivaleîit mécanique de la chaleur. — Ainsi la force mécanique engendre de la chaleur, et celle-ci, en disparaissant, régénère de la force. Quel est le rapport de la chaleur développée par une action mécanique à la force qui l'a engendrée ? telle était la question à résoudre. La relation qui lie ces deux phénomènes dut se révéler indécise à quelques esprits avant d'être démontrée par l'expérience et de recevoir un énoncé précis. C'est à Joule qu'est due la première démonstration expérimentale, et c'est au docteur allemand Mayer que revient l'honneur d'avoir formulé le rapport intime qui lie la chaleur et le travail.

Joule fit froiter différents corps les uns contre les autres ; il mesura la chaleur produite par leur frottement ainsi que la force dépensée pour le vaincre, et il conclut qu'une quantité donnée de force produit toujours en se dépensant la même quantité de chaleur.

Mayer, dans son remarquable mémoire sur les forces de la nature, établit qu'il y a égalité entre l'effet et la cause, et que si un effet devient la cause ■d'un autre effet, ce dernier est encore égal à la première cause, quel que soit d'ailleurs le moyen dont on les ait tirés l'un de l'autre. Il résulte de là que la chaleur produite par le frottement et qui n'a eu pour cause que l'énergie dépensée dans cet acte doit être égale à cette énergie et capable de la reproduire tout entière. « La loi chaleur = effet mécanique est indépendante de la nature du fluide -ou du corps qui n'a été que l'instrument à l'aide -duquel une force est convertie en l'autre. »

L'équivalence de la chaleur et du travail peut donc se traduire par un nombre et présenter la même valeur quelque soit l'intermédiaire qui a opéré la transformation. L'expérience faite sur les gaz, les liquides et les solides donne pour Véquivalent mécanique de la chaleur le nombre 425 dont la signification est celle-ci: il faut détruire 435 unités de travail pour engendrer 1 unité de chaleur, et inversement, quand 1 unité de chaleur ou I calorie disparaît, elle produit 4"2ô unités de travail.

La calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 kilogramme d'eau de 1° ; l'unité de travail est représentée par celui d'un poids de 1 kilogramme tombant d'un mètre de hauteur ; nous en conclurons que la disparition d'une calorie peut élever un poids de 42o kilogrammes à un mètre de hauteur.

En mécanique, on définit le travail le produit de la force par le chemin parcouru; et dans le <;as le plus simple d'un corps qui tombe, c'est le produit du poids par la hauteur de chute. Mais tout corps en mouvement est une puissance mécanique dont l'effet est proportionné à la masse et au carré de la vitesse : à un poids double d'une balle qui frappe contre un mur correspond un choc de valeur double; à une vitesse deux fois plus grande correspond un choc de valeur quadruple. La puissance mécanique d'un mobile est donc mesurée par le produit de la masse par le carré de la vitesse; ce produit porte le nom de force-vi'c; ie travail dont le mobile est capable en est la moitié.

4. Conservation de la force-vive . — Énergie. — Tout corps abandonné à lui-même tombe, soumis qu'il est à l'action de la pesanteur. En arrivant à terre, il possède une force-vive qui est le produit de sa masse par le carré de sa vitesse. S'il reste au repos, que devient la puissance mécanique qui l'animait? S'est-elle détruite? Nullement, puisque rien ne peut se perdre dans la nature; elle s'est transformée, et sous son nouvel aspect, elle est équivalente à ce qu'elle était avant. Un boulet perd brusquement sa vitesse au moment du choc contre la muraille visée. Sa force vive est disparue ou plutôt transformée ; elle se retrouve dans le travail

interne que subit le boulet en se déformant, dans le travail externe éprouvé par la muraille et enfin dans le mouvement vibratoire qui constitue la chaleur répartie sur l'un et l'autre. Ainsi le propre de la force-vive c'est de se conserver intégralement malgré ses transformations diverses.

Mais on peut tirer d'un corps donné, outre le mouvement, de la chaleur, de l'électricité, de la force chimique ; et chacun de ces agents peut se transformer en un autre, équivalent pour équivalent. Il est donc utile d'avoir un mot qui exprime la faculté que possède le corps proposé de produire ou du travail mécanique, ou de la chaleur, ou de l'électricité, sans désigner spécialement ce que l'on veut tirer de lui.

De même qu'on dit d'un homme qu'il a de la richesse sans distinguer si elle consiste en terre ou en argent parce qu'on sait qu'ils s'équivalent; de même on dit d'un corps qu'il a de Yénergie. L'énergie est donc ce qui se conso've quand les agents naturels s'éc^iongent; et pour ne citer qu'un exemple, quand un moteur à air chaud élève un poids à une certaine hauteur, c'est son énergie thermique qui se transforme en travail.

La chaleur nous apparaît comme la source à laquelle sont empruntées toutes les sortes d'énergies que l'homme peut mettre en ieu. Émanée du soleil à l'état rayonnant (V. Rayonnement), elle se transforme dans les plantes en énergie chimique et elle reparaît en chaleur lumineuse quand on brûle le végétal et qu'on refait ainsi les matériaux inorganiques que la radiation solaire avait organisés. Tout mouvement qui s'éteint la produit; il en est de même de tout courant électrique qui se dissipe sans travail ; en un mot, elle est comme la métamorphose dernière de l'énergie à laquelle aboutissent tous les phénomènes de la nature. Existe-t-elle à l'état de chaleur dans les astres? Tout porte à croire qu'elle provient ellemême d'un mouvement détruit et dont la cause serait l'attraction qui porte sans cesse les corps les uns vers les autres.

Expériences. — 1. Chaleur dégagée des actions chimiques : mélanger de l'eau et de l'acide sulfurique, de l'acide et de l'alcool, dissoudre du zinc dans l'acide chlorhydrique, mêler du soufre en poudre et de la limaille de fer humide, constater dans chacun de ces cas la grande élévation de la température. — Verser lentement de l'eau sur des copeaux très menus pour les allumer. — Faire brûler du fer dans l'oxygène, comme exemple frappant de combustion vive. — Constater la différence calorifique de la flamme d'une bougie, d'une lampe à alcool, d'un bec de gaz, en y chauffant un tube de verre ; augmenter la chaleur de la flamme par le chalumeau.

2. Chaleur des actions mécaniques : ployer une barre d'étain plusieurs fois de suite dans deux sens opposés. — Battre le briquet au-dessus d'une feuille de papier. — Constater les- étincelles en gerbe que produit la roue du remouleur quand elle n'est pas arrosée. — Montrer que la limaille détachée par un foret sec est brûlante, — qu'une lame métallique fixée dans un étau s'échauffe au point où elle est serrée quand on la fait vibrer quelque temps. [Haraucourt.]

CHA.>IPIG.\ONS. — Botanique , XL — Les champignons sont desvégétaux de structure entièrement cellulaire, chez lesquelsonreconnaîtdeux parties essentielles bien distinctes : l'une, par laquelle le végétal se nourrit, s'appelle le mycélium; l'autre portant les organes de reproduction, le 7'éceptacle. La disposition relative de ces deux parties est extrêmement variable : le chapeau de certains champignons n'est autre que le réceptacle recouvrant les organes reproducteurs. Ceux-ci, chez tous les champignons, sont des spores, qui se détachent de la plante mère et qui, placées dans des conditions

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favorables, reproduisent on germant un mycélium produisant bientôt lui-même un réceptacle. Dans un assez grand nombre de genres, le chapeau est réuni par ses bords au stipe, par l'internoédiaire d'une sorte de voile, le collet, pouvant le recouvrir complètement, et chez d'autres toute la jeune plante peut être renfermée dans un sac nommé la volva. Les champignons se reproduisent par des spores développées dans des régions très diverses du végétal.

Descriidion des parties d'un champignon de couche ou aqaric — Prenons comme exemple le champignon de couche, afin de nous rendre compte des diverses parties et de la structure d'un de ces cryptogames les plus élevés d'organisation. Le mj/célium est la partie enfoncée dans le sol et qu'on nomme le blunc de champignon, formé de filaments blancs en lacis ; au-dessus s'élève une colonne cylindrique charnue qu'on appelle le stipe et qui porte le chapeau, coifi"e convexe et nue supérieurement. Sous le chapeau sont des lamelles membraneuses verticales adhérentes à sa face inférieure et au stipe, jouant le rôle de récept'icle, car perpendiculairement à leur surface on verrait, sous un verre grossissant, des cellules dressées (basides) et terminées à leur extrémité par lesspores qu'elles supportent. Quand le champignon est jeune les bords du chapeau sont réunis au stipe par uir voile qui se déchire plus tard, laissant autour du pied, là où il s'insérait, ses débris qui constituent nnQ collerette ou collier. (Dans l'oronge, ce voile ou volva entoure tout le champignon.)

Classification, genres et espèces principaux. — La majorité des champignons végèce dans les lieux chauds et humides, les uns h la surface du sol, les épigés; les autres dans la terre, les hypogés; d'autres enfin, comme parasites, sur l'homme, les animaux et les plantes, les épiphytes. Au point de vue de la place qu'ils occupent dans l'échelle végétale, ces plantes, dans leurs formes les plus simples, ressemblent beaucoup aux algues également simples ; seulement, tandis que les algues sont toujours aquatiques, les champignons vivent dans l'air; dans la classe des algues, les organes de végétation ne sont pas distincts des organes reproaucteurs comme cela s'observe dans celle des champignons.

On a proposé plusieurs classifications de ces cryptogames : les unes basées pour les distinguer sur les formes diverses du réceptacle ; les autres sur la couleur des spores, ou bien encore sur le lieu de végétation, et, quoique très différents, ces caractères ont groupé les champignons à peu près de même.

Nous étudierons non la classification méthodique des champignons, mais les genres les plus intéressants : I* comme parasites; 2° comme alimentaires; 3" comme plantes vénéneuses.

\o Champignons parasites. — Nous citerons parmi ceux-ci les irichophytes, V oïdium et le claviceps. — Les trichophi/tes (de deux mots grecs signifiant plante dans les chereux) sont des organismes très simple? composés de cellules allongées, globuleuses ou ovoïdes placées bout à bout et microscopiques, faisant office de spores reproductives capables de se détacher de la plante mère pour germer et donner naissance à des chapelets semblables à ceux qui les ont ' produits. Ces plantes croissent à l'intérieur de la racine des cheveux ou des poils qui deviennent ternes, roux et cassants, se rompent un peu au-dessus ■de l'épiderme. C'est l'un de ces trichophytes, le trichophyte tonsnrant, qui occasionne l'affection rebelle et contagieuse connue sous le nom de teigne et qui peut se terminer par la calvitie complète du malade.

Les oïdium (d'un mot grec signifiant gonflement). — Les champignons de ce genre sont un peu plus compliqués que les précédents ; en effet, bien que le

mycélium soit encore rudimentaire. le réceptacle est constitué par des filaments tubulés, divisés en compartiments par des cloisons transversales, ramifiés et entre-croisés en un feutrage assez dense pour simuler de véritables membranes. C'est à des champignons de ce genre qu'est due la maladie connue chez les enfants sous le nom de muguet, conséquence d'une alimentation trop substantielle à l'époque où le lait de la mère devrait suffire. C'est aussi un oïdium qui a causé la maladie parasitaire qui si longtemps a frappe la vigne.

C'est au genre clnviceps qu'appartient le claviceps pourpré dont le mycélium tuberculeux gris-noirâtre constitue ce qu'on appelle V ergot de seigle, dont le nom vient de ce qu'il est fusiforme, pointu à l'une de ses extrémités et recourbé comme l'ergot d'un coq. Ce parasite vit aux dépens de la fleur du seigle et constitue une maladie de cette dernière céréale. Détaché de la plante malade et placé sur du sable fin, l'ergot de seigle donnera naissance, comme tout mycélium de champignon, à des organes de fructifications, c'est-à-dire à un certain nombre de stipes portant autant de réceptacles arrondis ressemblant aux chapeaux des champignons les plus connus généralement.

2" Champigno7is cojnestibles. — Nous citerons, parmi les champignons comestibles, les tiniffes, les morilles, les agarics, les mousserons, Vaqaric atténué, le lactaire doré, Yagaric délicieux, Yoronge, Yamanite rougissante, la chanterelle, les bolets comestibles.

3° Champignons vénéneux. — Vagaric annulaire, Yagaric meurtrier, Yagaric caustique, Yagaric éméiique, Yagaric de tolivier, Yagaric scyptiqiie, la fausse oronge, Ya?nanite à veirues, Yamanite bulbeuse, les bolets peimicieux, les bolets azurés, etc.

Les truffes \i\ent sous terre loin de l'influence de la lumière ; leur mycélium à peine visible ne dure que peu de temps, leur surface extérieure est lisse ou verruqueuse, elles sont noirâtres et présentent intérieurement, quand on les coupe, des lignes blanches simulant de véritables marbrures; ces lignes indiquent la présence de canaux aérifères ; les truffes noires du Périgord sont les plus estimées et on emploie à leur recherche les cochons, qui en sont friands, et les découvrent parfaitement à l'aide de leur boutoir.

Les caractères des agarics nous sont connus puisque nous en avons décrit précédemment les différentes parties en choisissant comme type l'agaric comestible; indiquons maintenant les caractères difl'érentiels des agarics utiles et des agarics vénéneux :

Agaric comestible. — Chapeau charnu, stipe avec ou sans collerette, lames restant solides pendant la vieillesse ; blanc dans le jeune âge, passant ensuite au brun foncé. Dans les bois peu couverts et les prairies en automne.

Moiissero7i. — Chapeau d'abord arrondi et convexe, puis en cloche, pas de collerette, stipe court, odeur musquée ; croît au printemps par groupes dans les terrains incultes et les prairies. Très commun dans l'ouest et le midi de la France.

Agaric atténué. — Chapeau conique, stipe élargi à la base, lames adhérentes à la base, brun fauve clair. Sur les vieux saules ou les peupliers, dans le midi de la France.

Agaric délicieux. — Chapeau convexe, légèrement redressé s'ir ses bords, couleur jaune ou rouge brique clair ; laisse échapper, quand on l'incise, un suc laiteux d'une saveur douce, puis acre, croît dans le midi, dans les bois montueux.

Lactaire doré (dit î;«cAedans les Vosges). — Produit un suc laiteux, amer, qu'ii répand quand on le casse ; chapeau concave jaune, devenant rouge plus tard, ressemble beaucoup à l'agaric meurtrier quand il vieillit.

CHARBON

Agaric annulaire (vénéneux). — Ce qui permet de le distinguer, c'est qu'il croît par touffes de trente ou cinquante dans les bois, sur les vieilles souches ou en terre; son chapeau est convexe, son stipe avec collerette en entonnoir, sans volva, lames sèches.

L'agaric meurtrier (vénéneux) ressemble à l'agaric déhcieux dont il diffère par les bandes foncées qui tranchent sur la couleur générale du chapeau, et par son odeur désagréable.

Vagariccaustique {vénéneux). —Chapeau un peu déprimé au centre (ombilic), et gris ou jaune livide, stipe cylindrique et fauve, lames inégales écartées et rouges gorgées d'un suc laiteux, doux d'abord, puis acre.

Agaric émétique (vénéneux'. — Chapeau aplati ou déprimé, recouvert d'une pellicule ; stipe sans collerette, lames égales, sèches, non latescentes.

Nous n'avons fait ces comparaisons des agarics que pour montrer combien il est difficile de donner des caractères faciles pour reconnaître les champignons comestibles des vénéneux. La pratique seule peut donner de l'assurance, et dans chaque région, chacun peut avoir des connaissances pratiques qu'il serait imprudent d'employer ailleurs. Nous ne saurions donc trop engager à la plus grande prudence dans les récoltes de ces cryptogames.

On est loin d'être fixé sur la nature des principes vénéneux contenus dans les plantes qui nous occupent ; sans doute il n'est pas le même pour toutes. Par exemple, les agarics vénéneux peuvent entraîner la mort au bout de trois ou cinq jours, après des vomissements, des envies trompeuses d'évacuer et des douleurs stomacales. Les oronges fausses sont des poisons stupéfiants, et le sommeil qu'ils causent est tellement invincible, qu'il est quelquefois impossible de réveiller le malade pour lui administrer le contre-poison. En attendant les secours du médecin qui ordonnera le remède convenable, il faut éviter d'administrer au malade de l'alcool, de l'éther ou de l'eau salée ou vinaigrée, substances qui hâtent les effets du poison.

Parmi les champignons comestibles dont nous n'avons pas encore parlé, citons enfin l'oronge, la chanterelle et le lolet. — h'oronge assez voisine des amanites est enveloppée jeune, dans une volva blanche aie chapeau d'un beau rouge et est d'une blancheur parfaite intérieurement; la fausse oronge lui ressemble beaucoup, seulement la volva est incomplète dans cette dernière, et laisse des débris qui marbrent de blanc le chapeau ; la fausse oronge est des plus vénéneuses. Là chant erelle . connue suivant les localités sous les noms différents de: chevrette, cheveline, GiraudetJeannelet, crête de coq, etc., sereconnaîtà la couleur d'un beau jaune de son chapeau à bords très relevés et à forme d'entonnoir profond. Enfin, les bolets dont le plus estimé est le cèpe, comprennent des espèces comestibles et des espèces vénéneuses. Le bolet comestible a le chapeau uni, lisse, ondulé sur ses bords, souvent rouge brique plus ou moins brun, le stipe est iaune marqué de taches brunes ; il pousse dans les clairières des environs de Bordeaux en été et ne se montre jamais sur les souches des arbres.

C'est du bolet amadouvier qui croît sur le chêne que l'on obtient Yamadou. Quand on a recueilli ce champignon, on le fait bouillir dans une solution de salpêtre, puis on le sèche, et on le bat afin de l'assouplir. [G. Philippon.]

CHANSON. — V. Poésie.

CHANT. — V. le môme mot dans la Jr* Partie et Musique dans la II« Partie.

CHARBON. — Nous groupons sous ce nom usuel les notions très diverses qui se l'apportent à ce corps et à ses principaux compostas en classant ces notions d'après les différentes sciences physiques et naturelles auxquelles elles appartiennent.

1- Le Carbone. — Chimie, IV et XXL — En chimie, le charbon pur, à l'état de simplicité et de pureté parfaite, s appelle carèone (du latin carbonem, charbon}.

Le carbone est un corps tellement répandu dans la nature, si variable dans ses formes, si riche en combinaisons, si multiple d'aspects, si important à tous égards dans les trois règnes qu'on a pu dire avec raison : faire la chimie du carbone, ce serait faire la chimie organique tout entière et de plus une grande partie de la chimie minérale.

Il importe donc de donner même dans l'enseignement primaire des notions sommaires mais justes sur ce vaste et intéressant chapitre de la science.

Différents états du carbone. — Carbone cristallisé : 1° Diamant. — Le carbone absolument pur ne se trouve sur la terre qu'en infiniment petite quantité : c'est le diamant. Cette substance minérale a fait de tout temps l'admiration des hommes par son éclat, par sa dureté, par son inaltérabilité, mais sa véritable nature n'est connue que depuis la fin du siècle dernier. Lavoisicr remarqua le premier que le diamant brûlant dans l'oxygène produit un dégagement d'acide carbonique, mais il ne savait pas encore s'il se trouvait dans le diamant autre chose que du charbon. C'est Humphrey Davy qui démontra que le diamant n'est autre chose que du carbone, en mesurant la quantité d'acide carbonique produite par la combustion du diamant dans l'oxygène. Aujourd'hui l'on sait que le diamant n'est que le carbone cristallisé. Quand, où, comment, par suite de quelles circonstances géologiques le carbone a-t-il pu dans certains cas prendre au sein de la terre cette forme cristalline merveilleusement transparente, acQuérir cet éclat extraordinaire, et devenir le plus dur de tous les corps connus ? C'est ce que la science n a pas encore découvert, ne découvrira peut-être jamais.

Une fois cette identité reconnue entre le charbon et la plus rare de toutes les pierres précieuses, la première idée devait être de chercher s'il ne serait pas possible de produire artificiellement le diamant à l'aide du charbon. Que d'essais ont été faits soit par les savants, à l'aide des méthodes les plus rationnelles, soit par des empiriques procédant presque à tâtons ! On est bien parvenu à changer le diamant en charbon, et même en véritable coke, mais non pas à changer inversement le charbon en diamant.

2° Graphite. — Le graphite est une autre forme de carbone cristallisé. On sait que le fer en fusion jouit de la propriété de dissoudre le charbon. S'il en a dissous une petite quantité, il la conserve en se refroidissant et devient de l'acier ou de la fonte. S'il en a au contraire beaucoup absorbé et si on laisse la masse en fusion se refroidir lentement, le charbon se sépare et vient à la surface se solidifier en cristallisant sous forme de lames noires et brillantes : ce n'est plus du charbon commun, c'est du graphite, corps qui tout en ayant presque l'éclat d'un métal, est assez mou pour laisser une trace sur le papier par une légère pression.

La plombagine est une variété de graphite en paillettes très fines, dont on se sert pour faire les crayons dits à mine de plmb. Il est à noter que malgré ce nom, la plombagine ne contient aucune trace de plomb.

Carbone non cristallisé. — Parmi les innombrables ^rmes sous lesquelles se présente le carbone amorphe, il n'est besoin que de citer les plus connues. Elles diffèrent entre elles chimiquement par la nature ou la proportion des corps étrangers qui s'y trouvent unis au carbone pur Toutes ces espèces de charbon proviennent de la calcinaiion ou de la combustion incomplète de matières soit végétales, soit minérales.

CHARBON

Le charbon de bois est celui dont la production ost le plus simple, celui par conséquent qui peut servir d'exemple, de point de départ dans l'enseignement élémentaire.

Il est facile de faire comprendre comment on le fabrique en grandes quantités dans les forêts en faisant des meules ou tas de bois, en les recouvrant de terre sauf de petites ouvertures pour laisser passer l'air, en les enflammant ensuite et en les laissant brûler lentement. L'art du charbonnier €st de savoir graduer le feu, qui doit être tantôt très vif, tantôt très modéré, de pousser la combustion juste à point, de surveiller les fissures qui introduiraient trop d'air, d"en ouvrir s'il y avait danger d'explosion, de ménager convenablement les soupiraux, de faire que la combustion soit égale dans toutes les parties de la meule, etc.

Le charbon est d'autant plus compacte que le bois qui l'a fourni esi plus dur et dun grain plus serré. Sa densité est généralement proportionnelle à celle du bois. En réalité elle est ordinairement de 2 par rapport à celle de l'eau, mais comme le charbon est très poreux, l'air qu'il contient le fait surnager et il semble plus léger que l'eau.

2. Charbon de terre; lignite, anthracite, coke, €tc. — Géologie, VL — V. Houille.

3. Tourbe. — Tandis que la houille est le pro duit de la carbonisation complète d'une masse énorme de végétaux accumulés sous terre et remontant à une lointaine époque géologique, il s'est formé dans les terrains les plus récents, et il se forme encore de nos jours dans certaines régions marécageuses, des dépôts analogues de végétaux aquatiques pour la plupart, qui ne se carbonisent qu'incomplètement : c'est la tourbe. Elle se présente sous la forme d'une matière noirâtre ou brune, d'une texture spongieuse, tantôt compacte et homogène, si on l'a prise au fond de la tourbière, tantôt irrégulière et mêlée de terre, de racines, de tiges, d'écorces encore reconnaissables, quand elle piovient des couches supérieures où la décomposition des végétaux est moins avancée. Ce combustible, dont la qualité peut varier beaucoup, brCde avec une ardeur particulière et laisse toujours un abondant résidu terreux.

Les tourbières les plus anciennes sont quelquefois recouvertes d'un terrain solide : ainsi beaucoup de riches pâturages de la Normandie reposent sur une couche de limon et de sable au-dessous de laquelle sont des tourbières. Le plus souvent les tourbières restent pendant longtemps presque à nu ou recouvertes d'une croûte mince qui leur donne l'apparence du sol ferme, mais qui se brise sous les pieds. Les tourbières les plus considérables de la France sont celles de la vallée de la Somme ; il y en a aussi dans le bassin de l'Oise et près de l'embouchure de la Loire. Les plus vastes de TEuropïï sont celles des plaines basses de l'Allemagne du Nord.

Propriétés physiques et chinv'ques du charbon sous ses différentes formes. — 1° En laissant de côté le diamant et le graphite, la propriété essentielle et le principal usage de tous les charbons est de produire de la chaleur et d'être employés comme combustibles.

Les charbons les plus légers sont ceux qui produisent le moins de chaleur, mais ceux aussi qui s'allument le plus aisément. Tout le monde sait qu'un brasier de coke chauffe plus à volume égal qu'un brasier de charbon de bois. La raison en est d'abord que le coke est plus dense que le charbon de bois, mais aussi que le charbon de bois en brûlant dégage de l'acide carbonique et de l'oxyde de carbone ^V. ci-dessous), tandis que le coke ne produit que de l'acide carbonique, et ce dernier gaz en «e formant produit environ cinq fois plus de chaleur que l'autre.

2" Une autre importante propriété physique du 2e Partie.

charbon est son pouvoir absorbant : il est d'autant plus fort que le charbon est plus poreux et plus divisé. Le noir animal, le charbon de bois, la braise possèdent cette propriété au plus haut degré. Le charbon de bois calciné et refroidi dans le vide pourrait absorber 1 fois son volume d'azote, 9 fois d'oxygène, 55 fois d'acide sulfhydrique, 65 fois dacide sulfureux, et plus de 80 fois son volume d'acide chlorhydrique ou de gaz ammoniac.

Le charbon n'absorbe pas seulement les gaz, il s'assimile aussi certaines substances solides, telles que les matières colorantes, ce qui le fait employer dans les raffineries de sucre pour clarifier et décolorer les sirops, dans les fontaines, les réservoirs d'eaux potables, sur les navires comme filtre pour purifier l'eau, dans les fabriques d'engrais chimiques pour enlever aux matières fécales leur mauvaise odeur, etc. Une expérience curieuse montre jusqu'où va cette propriété d'absorption : on peut enlever à une décoction de quinquina ou d'absinthe son amertume en y laissant séjourner du charbon ; on peut ensuite, en faisant bouillir ce charbon dans un liquide approprié, lui retirer les principes dont il s'est imprégné.

C'est encore cette même propriété qui fait que le charbon exposé à l'air humide pèse beaucoup plus que le charbon tenu au sec. Si l'on soumet brusquement à une très haute chaleur ce charbon imprégné d'humidité, l'eau qui s'y trouve se décompose, il se produit difiérents gaz combustibles, qui s'enflamment aussitôt en donnant lieu à un fort accroissement de chaleur. C'estce qui explique en particulier pourquoi, dans un incendie, une quantité d'eau insuffisante tombant sur des poutres brûlantes semble aviver le feu plutôt que l'éteindre.

3" Les propriétés chimiques du charbon n'ont pas moins d'importance. Nous venons déjà d'en i.ndiquer une en parlant de cette décomposition de l'eau parle charbon, au rouge. Il décompose de môme, et aussi pour s'emparer de leur oxygène, tous les acides (sauf les acides borique et siiicique), la plupart des oxydes métalliques et plusieurs autres composés oxygénés. Son affinité pour l'oxygène le fait employer sans cesse comme l'éducteur soit en chimie soit en métallurgie.

4° L'affinité du carbone pour quelques autres métalloïdes donne lieu aussi à diverses applications industrielles. Il faut connaître surt<iut ses combinaisons avec le soufre* (W. ci-dessous su fure de carbone], avec le chlore* il existe aujourd'hui une série nombreuse de chlorures de carbone), avec l'azote* (d'où le cyanogène* et les divers cyanures).

5° Parmi les métaux, il en est un dont les combinaisons avec le carbone ont une importance capitale dans l'industrie moderne ; nous n'avons ici qu'à nommer la fonte ; nous en parlerons plus amplement au mot Fer.

G° Il resterait à traiter du carbone dans la chimie organique, mais on ne pourrait le faire, ici ou à des mots tels qu'azote, hydrogène, etc., qu'en renvoyant sans cesse des uns aux autres et de tous au mot Chimie organique. C'est à ce dernier article que nous résumons les notions qui partout ailleurs ne pourraient qu'être éparses.