LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE. — LE BAROMÈTRE

L’année 1630 est une date mémorable. Elle fut signalée par une de ces découvertes qui font époque dans les fastes de la science. Personne, jusque-là, n’avait soupçonné que l’air fût un corps pesant, qu’il exerçât, comme l’eau, sur les corps immergés dans sa masse une pression proportionnelle à sa hauteur et à l’étendue de la surface pressée. Archimède, le grand Archimède, le père de l’hydrostatique, avait ignoré que les lois qui président à l’équilibre des liquides et des corps qui y lïottent on qui y sont plongés, s’appliquent identiquement aux gaz, et par conséquent à l’air.

Au xvnc siècle, on connaissait pourtant plusieurs des effets de la pression atmosphérique, et l’on savait fort bien les appliquer à la construction des pompes, des fontaines jaillissantes, etc. Mais, au lieu de les attribuer à leur véritable cause, on les expliquait par l’aphorisme ancien : Naturel abhorret a vidao (la nature a horreur du vide), — aphorisme que la nature, chose assez étrange, n’avait jamais démenti, parce qu’on n’avait jamais essayé d’élever l’eau, par aspiration, à plus de trente-deux pieds.

Le grand -duc de Toscane eut, en 1630, cette fantaisie ambitieuse et toute princière. Des fontainiers reçurent de lui l’ordre d’installer dans son palais des pompes capables d’élever et de distribuer l’eau jusque dans les appartements supérieurs. Cela dépassait toutes les hardiesses hydrauliques qu’on s’était permises précédemment. Les fontainiers, néanmoins, se mirent à l’œuvre sans hésiter, convaincus que, puisque Son Altesse grand-ducale voulait que l’eau montât, l’eau monterait. Les appareils furent donc établis avec grand soin. On en fit l’essai; ils fonctionnaient parfaitement. L’eau monta jusqu’à trente-deux pieds; on continua à pomper, l’eau ne monta plus; on redoubla d’efforts, mais en vain. On examina les tuyaux; point de fuite, pas la moindre fissure par où l’air pût pénétrer; et cependant les pistons n’aspiraient plus de liquide. Grand étonnement parmi les fontainiers, grand émoi parmi les ingénieurs et les savants de Florence. Pour la première fois ^ la nature semblait se départir de son horreur du vide.

L’AIR

On en référa au grand-duc. Celui-ci ne vit qu’un homme dans toute l’Italie, dans toute l’Europe, qui fût capable d’expliquer un si étrange renversement des idées consacrées : c’était Galilée. Hélas! Galilée, pris à l’improviste, ne sut trouver au problème qu’une solution erronée. C’était, dit-il, le poids de l’eau qui empêchait ce liquide de s’élever davantage. Au fond, il devait bien s’avouer que c’était là une piètre explication. Mais quoi! il fallait dire quelque chose : un tel homme ne pouvait rester court devant une question de physique. Le grand-duc et les ingénieurs florentins se contentèrent de sa réponse.

Il y avait à Rome, en ce temps-là, un jeune physicien de vingt-trois ans, nommé Evangelista Torricelli. Il suivait les leçons de Castelli, élève de Galilée. Malgré sa vénération pour le grand homme qui avait été le maître de son maître , Torricelli trouva peu satisfaisante l’explication donnée par Galilée du phénomène de Florence, et il se mit en devoir d’en chercher une autre plus plausible. En y réfléchissant , il ne tarda pas à se convaincre que la prétendue horreur de la nature pour le vide était une pure imagination, sans fondement comme sans portée, une de ces phrases vides de sens qui répondent à tout sans rendre compte de rien, et qu’il faut bannir impitoyablement du répertoire philosophique. Si, comme le prétendait Galilée, c’était le poids de l’eau qui l’empêchait de dépasser dans le corps de pompe une hauteur de trente-deux pieds, pourquoi ce même poids lui permettait-il de l’atteindre? Car enfin l’ascension de l’eau s’opérait en dépit et au rebours de la pesanteur!... N’y a-t-il donc pas là, se demanda Torricelli, quelque chose d’analogue à ce que l’on voit dans la balance : un poids faisant équilibre à un autre? Alors il songea à l’air, dont personne ne tenait compte, et qui, étant une substance matérielle, devait, comme toute autre, obéir à la pesanteur, exercer sur les corps placés à la surface du globe une certaine pression. De là à présumer que, dans un corps de pompe, l’eau s’arrête au point où elle fait équilibre à la pression extérieure de l’atmosphère, et que ce point est précisément à trente-deux pieds, ni plus ni moins, au-dessus du niveau normal, il n’y avait qu’un pas, mais un de ces pas que le génie seul sait faire, et qui mènent un homme à l'immortalité.

Toutefois, pour transformer en certitude une présomption si nouvelle * si contraire aux idées qui avaient cours de son temps* Torricelli avait besoin de la vérifier par quelque épreuve décisive. Si elle était juste* la hauteur de la colonne liquide capable de faire équilibre à la pression de l’atmosphère devait être inversement proportionnelle à la densité du liquide. Ainsi le mercure (on disait alors argent vif) étant environ quatorze fois plus lourd que l’eau, et ce dernier liquide pouvant monter dans le vide jusqu’à trente-deux pieds, le premier ne monterait qu’à une hauteur quatorze fois moindre, c’est-à-dire à vingt-huit pouces. — Encore une induction qui nous paraît aujourd’hui la plus simple du monde, mais qui pourtant n’était venue encore à l’esprit de personne, pas même de Galilée, et dont les conséquences théoriques et pratiques ont été immenses.

Passant aussitôt du raisonnement à l’expérience, Torricelli prit un tube long d’environ trois pieds et fermé à l’une de ses extrémités. Il le remplit de mercure, et, appuyant un doigt sur l’orifice, il renversa le tube dans une cuve contenant