HYGROMÉTRIE

L’océan aérien, qui a pour lit la surface solide et liquide de la Terre , doit charrier des parcelles plus ou moins impalpables de celte surface , particulièrement des vapeurs d'eau. C’est la précipitation de ces vapeurs, invisibles ou visibles (sous forme de nuages), qui forme les météores aqueux, tels que la pluie, les brouillards , la neige, etc. Mesurer l’humidité, l’eau à l’état de vapeur, contenue dans une couche d’air donnée, voilà le but de l’hygrométrie.

On savait depuis longtemps que les métaux , les marbres, les pierres polies, etc., se couvrent de rosée, que les tambours et les châssis de papier se relâchent sous l’influence de certaines variations atmosphériques. Mais ce n’est que depuis environ deux siècles et demi que les physiciens se sont mis en quête d’un instrument propre à indiquer les degrés d’humidité ou de sécheresse de l’air, ou, plus exactement, à mesurer les changements que l’air éprouve dans son poids et son élasticité par la présence de quantités variables de vapeurs aqueuses. Cardan (mort en 1576 à l’âge de 75 ans) s’est, l’un des premiers, servi de boyaux ou de membranes amincies, pour apprécier, par leur état de contraction, le degré de sécheresse ou d’humidité de l’air *.

1. Hermann, Adolphe et Robert de Schlagintweit, De l'influence des altitudes sur l’homme, extrait du t. II de leur Afisston scientifique dans l’Inde et la haute Asie.

2. M. Libri, dans son Histoire des mathématiques en Italie, dit (t. III, p. 53, note 2) que le célèbre peintre Léonard de Vinci (né en 1452, mort en 1519) s’est beaucoup occupé de météorologie et qu'il a inventé l’hygromètre.

MATIÈRE

Le premier hygromètre connu, dans l’ordre, chronologique , est celui du Père Mersenne (né eu io88, mort à Paris en 1648). Son hygromètre ou noiiomètre — c’est le nom donné à ces instruments (de £7 p6ç ou vinoi humide, et pirpov mesure) — consistait en une simple corde de hoyau ou corde de violon, susceptible de s’allonger ou de se raccourcir, conséquemment de donner un son plus ou moins grave, suivant l’humidité plus ou moins grande de l’air *. A ce titre, tous les instruments de musique à cordes pourraient servir d'hygromètres, si l'on parvenait à les rendres comparables.

Molineux, Gould, Lambert, .construisirent deshygromètresà cordes qui, non plus par le son, mais par le mouvement , devaient indiquer le degré d'humidité ou de sécheresse de l’air : par son allongement et son rétrécissement alternatifs, la corde faisait tourner une aiguille qui marquait les degrés sur un cadran ou sur une échelle graduée. Lambert fit en même temps des observations précieuses sur le nombre de tours et de détours que les cordes font suivant leur grosseur, leur largeur et leur degré de torsion *.

Presque toutes les substances réputées hygroscopiques, c'est-àdire sensibles aux variations de la sécheresse ou de l’humidité atmosphérique, ont servi à construire des hygromètres; et il y a de ces substances dans tous les règnes de la nature. Ainsi, Casbois employait, à cet effet, des boyaux de vers à soie ; Ketzius, des tuyaux de plume, coupés en lanières minces; Huth, des fragments de peau de grenouille; Wilson, des vessies de rat; Mayer, de Vérone, Ja membrane interne des coquilles d’œuf; Cazalet, des fils de soie ; De Luc, des cylindres d’ivoire ; Leupold et Wolf, des fils de chanvre; Ilautefeuille, des planchettes minces de bois de sapin, enchâssées dans un cadre de bois de chêne ; Dalencé, des bandelettes de papier mince ; Franklin, des fibres de bois d’acajou ; le P. Maignan, des arêtes de gramiuées, comme celles de la folle avoine (avenu falua, L.);le comte delà Guérande, des algues marines; Bjerkander, des fibres desséchées de chardon { carlina acaulis , L.); Borbosa, les becs aristés de diverses espèces de géranium; .d’autres enfin se servaient d’éponges ou d'amiante, imprégnés de sels alcalins, propres à absorber l’humidité de l’air *,

1. Encyclopédie méthodique, t. III (Physiqxie, p. 521, article Hygrométrie).

2. Mémoires de l'Acad. des Sciences de Berlin, année 17<i9, n° 72.

3. Voy. Gehler, Physikal. Wœrterbuch, t. V, p. 594et suiv. (article Hygrométrie).

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Mais de tous ces hygromètres celui de Saussure mérite seul une meution particulière, parce que son usage a longtemps prévalu. Ce fut en 1775 que ce physicien, célèbre par ses voyages dans les Alpes, eut l’idée d’employer les cheveux à la construction de son instrument. Il s’en occupa pendant tout l’hiver de 1776; il se croyait assuré du succès, lorsqu’il découvrit que les cheveux, tels qu’il les employait, éprouvaient, au bout de quelques mois, une altération qui les rendait absolument impropres à cet usage ; cl ce défaut lui parut sans remède1. Depuis lors jusqu’à la fin de l’année 1780, il avait entièrement perdu de vue l’hygrométrie. Mais l’interruption forcée, par une maladie, de ses travaux sur les montagnes, le conduisit à revenir aux hygromètres à cheveux, et à tenter de les perfectionner. « J’y travaillai, dit-il, tout l’hiver et le printemps de l’année 1781; j’eus le bonheur de découvrir la cause du défaut qui me les avait fait abandonner, de trouver un remède à ce défaut, et de déterminer avec beaucoup de précision les termes d’humidité et de sécheresse extrêmes que j'avais entrevus en 1776. Enfin je donnai à ces instruments une forme commode et portative. »

De Saussure recommande de choisir des cheveux fins, doux, non crépus, coupés sur une tête vivante et saine. « 11 est, dit-il, inutile qu’ils aient plus de l pied de longueur. Pour les dépouiller de la matière huileuse dont ils sont imprégnés, il faut les coudre dans un sac de toile et les faire bouillir pendant trente minutes dans une lessive de carbonate de soude; après les avoir laissés refroidir, il fau les sécher à l’air. Cette opération les rend propres à l’usage auquel on les destine >* — Pour marquer le terme de l’humidité extrême, l’inventeur place son hygromètre sous une cloche sur une assiette pleine d’eau : l’air qui s’y trouve emprisonné se sature, le cheveu s'allonge, et l’aiguille vient s’arrêter à un point fixe, qui s’inscrit sur le limbe. Pour déterminer le terme de la sécheresse extrême, il couvre l’instrument avec une cloche pleine d’air qu’il dessèche en y introduisant une plaque de tôle revêtue d’un vernis fondu de carbonate de potasse ; le cheveu se raccourcit, et l’aiguille s’arrête à un point invariable, qui s’inscrit également sur le limbe. L’intervalle entre ces deux points extrêmes, dont le premier correspond à

1. Voy. la lettre de B. de Saussure, dans le Journal de Physique, année 1778, 1. 1, p. 435.

2. B. de Saussure, Essais sur l’hygrométrie, Préface, p. vu (Neuchâtel, 1783, ln-8®).

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100 et le dernier à 0, est divisé en 100 parties égales, nommés degrés >.

Abandonné à lui-même, cet instrument indique des degrés d’humidité variables de l’atmosphère. Mais remplit-il bien le but proposé? Des doutes sérieux se présentèrent ici à l’esprit de Saussure? Il se demanda d’abord «si la vapeur aqueuse est la seule qui allonge le cheveu. » Une série d’expériences faites avec des vapeurs d’alcool, d’éther, d’huiles, etc. , l’amena à établir que « les dimensions du cheveu, ou du moins sa longueur, ne sont sensiblement affectées par aucune vapeur, si ce n’est par la vapeur aqueuse. »

Mais de toutes les questions la plus importante c’était de savoir si les variations hygrométriques étaient proportionnelles à celles de l’air, en d’autres termes, si, toutes choses étant égales d’ailleurs, un nombre double, triple, etc., de degrés indiquait constamment une quantité double, triple, etc., de vapeurs aqueuses contenues dans l’air. Un fait bien simple avait éveillé à cet égard l’attention de l’habile expérimentateur. Quelques physiciens avaient pensé que la transpiration insensible devait faire marcher à l’humide un hygromètre placé dans le voisinage de la peau. « Mais j’ai toujours, ajoute de Saussure, observé le contraire : l’approche du visage, des mains, le fait marcher très-promptement au sec, sans doute parce que la chaleur du corps augmente la force dissolvante de l’air plus que la transpiration ne le rassasie *. »

Pour bien faire comprendre l’importance de la question, le célèbre physicien de Genève rappelle un autre fait, aussi général que fréquent. Au moment où une forte rosée matinale couvre la surface de la terre, l’hygromètre indique 100° (l’extrême humidité). A mesure que le soleil s’élève au-dessus de l’horizon, la rosée disparaît, l’air se réchauffe, et l’aiguille hygrométrique se dirige vers 0°, terme de l’extrême sécheresse. A juger par cette indication, il n’existe dans l’atmosphère aucun vestige d’humidité. « Qu’on dise à un homme qui n’est pas physicien, qu’alors au milieu du jour, quand un soleil ardent dessèche et brûle les campagnes, l’air contient réellement plus d’eau qu’il n’en contenait dans le moment où il distillait cette rosée bienfaisante, cet homme croira qu’on veut se jouer

1. Cet instrument, qui porte le nom d’ Hygromètre de Saussure, se trouve figuré dans presque tous les traités de physique. Mais ces figures diffèrent sensiblement de celle qu’en a donnée l’inventeur lui-même.