PREMIERE PARTIE

ne sont qu’un cas particulier de la résistance que cette pression oppose à la dilatation des gaz et à la formation des vapeurs, et qu’on peut rendre sensible par diverses expériences.

Celle de la vessie contenant une petite quantité de gaz, et qui, introduite sous le récipient de la machine pneumatique, se gonfle et se dégonfle selon qu’on extrait l’air du récipient ou qu’on l’y laisse rentrer, est un exemple du premier de ces phénomènes. Cette expérience n’est elle -même que la répétition de celle qui fut faite en Auvergne par le beau-frère de Pascal, et dont il a été parlé au chapitre précédent.

Ces dernières années ont vu s’agiter, à ce sujet, des questions d’une haute importance, soulevées par des études expérimentales auxquelles s’attache le nom de M. Paul Bert, professeur à la Faculté des sciences et membre de l’Assemblée nationale, puis de la chambre des députés. Ces études, dont les résultats ont été exposés successivement dans une série de mémoires présentés à l’Académie des sciences, avaient trait aux effets des variations de la pression de l’air sur les animaux. La théorie à laquelle était arrivé le savant expérimentateur peut se résumer à peu près ainsi , dans ses points principaux :

Lorsqu’un animal est soumis à des pressions atmosphériques moindres ou plus fortes que la pression normale, les modifications physiologiques qui se produisent en lui sont dues, selon M. Bert, non pas, comme on l’avait cru jusqu’ici, à la pression considérée en elle-même, mais à la quantité plus ou moins grande d’oxygène qui s’introduit dans le sang par la respiration, et qui en altère plus ou moins la composition. L’animal peut donc être ou asphyxié si, la pression étant trop laible, il n absorbe pas assez d’oxygène, et si X hématose est insuffisante; il peut éprouver, au contraire, une sorte particulière d’empoisonnement, de combustion interne si, la pression étant trop forte, il absorbe un excès d’oxygène.

L’AIR

Dans l’un comme dans l’autre cas, le phénomène serait purement chimique.

Quant aux effets mécaniques et physiques de la compression et de la raréfaction du milieu gazeux , M. Bert les niait, et pour les nier il invoquait des expériences qui, à première vue, semblaient, il faut le reconnaître, très concluantes.

M. Bert a enfermé des animaux dans des boîtes en tôle où il pouvait, à volonté, faire le vide plus ou moins complet, ou comprimer l’air à deux atmosphères et plus, et introduire tel gaz qu’il voulait. Eh bien! si, en comprimant fortement le mélange gazeux, ou si, le raréfiant jusqu’à la plus extrême limite, il y maintenait artificiellement la quantité d’oxygène reconnue nécessaire à l’entretien de la respiration, les animaux n’éprouvaient pas même un malaise; tandis que, sous une pression quelconque, les symptômes d’asphyxie se reproduisaient identiquement les mêmes, dès que l’on refusait aux animaux soumis aux expériences la ration d’oxygène qui leur est indispensable.

C’est d’après ces faits que M. Paul Bert s’était cru fondé à conseiller aux aéronautes d’emporter, dans les hautes régions de l’atmosphère, des ballonnets d’oxygène, afin de combattre, par l’inhalation de ce gaz vivifiant, les effets de la raréfaction de l’air. Les suites lamentables de la catastrophe du Zénith et la mort de deux aéronautes sont venues gravement ébranler cette théorie. C’est qu’il faut compter nécessairement avec les effets mécaniques et physiques de la décompression du corps humain, surtout de la décompression rapide, subite. Ces effets sont : la dilatation brusque des gaz internes, leur effort pour s’échapper à travers les tissus, les ruptures qui s’ensuivent nécessairement, et aussi l’évaporation de l’eau, évaporation d’autant plus prompte que la pression est moindre.

Un autre physiologiste. M. le docteur Jourdanet, a également étudié les effets des variations de pression de l’air sur la vie humaine; mais M. Jourdanet est bien moins un expérimentateur, comme M. Bert, qu’un observateur. Il a réuni dans un important ouvrage1 les résultats de ses travaux, poursuivis principalement sur les hauts plateaux de l’Amérique et surtout au Mexique. Son point de vue spécial , c’était l’étude des climats d’altitude et des climats de montagne. C’est ainsi qu’il a observé dans le tempérament ordinaire des habitants, dans les caractères des affections endémiques, dans la fréquence ou la rareté des épidémies, des différences qui lui ont paru se rapporter d’une manière constante à la pression de l’atmosphère, et il a cru reconnaître que les phénomènes physiologiques et pathologiques constatés par lui dépendaient essentiellement de l’état de l 'hétamose , c’est-à-dire de l’activité de la respiration et de l’absortion de l’oxygène.

Mais revenons aux effets physiques de la pression de l’air. Nous en avons déjà examiné pluseurs. Quant à l’évaporation des liquides, elle est notablement retardée et ralentie, elle peut même être entièrement empêchée, malgré l’élévation de la température, par un accroissement artificiel delà pression de l’air. A la pression et à la température ordinaires, l’eau, l’alcool, l’éther, etc., émettent constamment de la vapeur par leur surface, et, si on les chauffe, il arrive un moment, qui varie

1 Influence de la pression de l'air sur la vie de l'homme; î vol. grand in-8® avec cartes et gravures. — Paris, libr. Masson.

suivant l’espèce du liquide, mais qui est constant pour chacun d’eux, où la masse entière se vaporise. C’est ce qu’on nomme l’ébullition, L’eau, par exemple, bout à 100° centigrades, l’alcool à 76°, l’éther à 37°. Mais à mesure que la pression de l’air augmente, le point d’ébullition s’élève; à mesure quelle diminue, le point d’ébullition s’abaisse. Sur les hautes montagnes, l’eau bout bien plus facilement que dans les plaines. Au sommet du mont Blanc, c’est à 84° qu’elle entre en ébullition-: ce qui rend très lente et très difficile, à cette altitude, la cuisson des aliments. Si l’on met de l’eau froide dans une capsule sous la cloche de la machine pneumatique et qu’on fasse le vide, cette eau ne tarde pas à entrer en ébullition. De l’alcool et de l’éther bouilliraient plus promptement encore, et à des températures d’autant plus basses que leurs points d’ébullition, dans les circonstances ordinaires, sont moins élevés.

Si des effets physiques de la pression de l’air on passe à ses effets mécaniques, on ne sera plus étonné de leur puissance ni des applications que l’homme en a su faire bien longtemps avant d’en connaître le principe.

La plus ancienne peut-être, et à coup sûr la plus universellement employée des machines atmosphériques, celle, en outre, qui a été le prototype de presque toutes les autres, c’est la pompe. L’inventeur de la pompe, s’il était connu, devrait être placé, sans contredit, dans la reconnaissance et dans la vénération des hommes au même rang que les inventeurs, également inconnus, hélas! de la charrue, de la voiture et du navire!

La pompe primitive, c’est évidemment la pompe aspirante. Sa construction et son mécanisme sont d’une simplicité antique; mais il n’en fallut pas moins, pour les concevoir et les appliquer, une inspiration qui , eu égard à l’état des connaissances scientifiques des anciens, suppose un génie exceptionnel; à moins toutefois que cette belle invention n’ait été, comme tant d’autres, l’effet d’un hasard heureux.

Quoi qu’il en soit, la pompe aspirante se compose essentiellement de deux pièces: un tube, ordinairement cylindrique, qu’on nomme corps de pompe, plongeant dans le liquide qu’il s’agit d’élever, et, dans ce corps de pompe , une masse moulée sur sa capacité intérieure, et s’y mouvant alternativement de bas en haut et de haut en bas : c’est le piston. Ces deux organes, ou plutôt cet organe unique en deux parties est devenu l’instrument par excellence, et devrait être l’emblème de l’industrie, du travail, du génie de la mécanique moderne. De l’humble et rustique pompe à eau de nos ancêtres, il a passé dans la pompe à feu (qu’il ne faut pas confondre avec la pompe à incendie) ; et la pompe à feu n’est autre chose que la machine à vapeur, présentement le premier ministre, j’ai presque dit le ministre unique du roi de la terre : en fait, à notre époque, la vraie souveraine du monde. Mais n’anticipons point, et revenons à la pompe aspirante ; nous en indiquerons ensuite les métamorphoses successives.

La voici telle qu’on la construit encore aujourd’hui ( voir à la page suivante).

C’est le corps de pompe, qui communique par le tuyau T, appelé tuyau d' aspiration , avec le réservoir d’eau. Un autre tuyau e, disposé au sommet du corps de pompe, est destiné à l’écoulement du liquide. P est le piston, sur-

L’AIR

monté de sa tige E, qui passe dans un trou pratiqué au centre du couvercle C. Une soupape S ouvre de bas en haut, et ferme du haut en bas l’orifice supérieur du conduit T. Une autre soupape R, disposée de même, est adaptée au piston. Celui-ci se manœuvre au moyen* d’un levier L, articulé sur l’extrémité de sa tige. Supposons-le au bas de sa course. Si l’on vient à le soulever, la pression de l’air refoulé vers le sommet fermera la soupape R. En même temps le peu d’air contenu dans le tuyau d’aspiration se dilatera, ouvrira la soupape S, et se répandra dans le corps de pompe au-dessus du piston; mais sa force élastique diminuera

Pompe aspirante.

notablement et cessera de faire équilibre à la pression extérieure de l’atmosphère, qui, agissant sur l’eau du réservoir, la fera monter dans le tuyau T, et jusque dans le corps de pompe. Lors donc que le piston sera parvenu au haut de sa course, la capacité du corps de pompe sera remplie en partie d’air et en partie d’eau. Faisons maintenant redescendre le piston : sa soupape va s’ouvrir, et livrera passage d’abord à l’air, puis à l’eau, qui, en pressant l’autre soupape S, s’est fermé elle-même le retour vers le réservoir. Quand le piston sera revenu s’appliquer contre le fond du corps de pompe, toute l’eau aspirée la première fois se trouvera sur sa face supérieure; en remontant il la refoulera de bas en haut, et la chassera par le conduit e. En outre, le tuyau T ne contenant plus 4’ai.r) pression extérieure y fera monter l’eau en plus grande abondance, et au moment où le piston arrivera au haut de sa course , cette eau remplira toute la capacité du corps de pompe. Le piston redescendant alors, la soupape S se refermera, la

soupape R s’ouvrira, l’eau passera au-dessus du piston, elle sera refoulée et chassée à son tour par le tube e, et ainsi de suite, tant que l’on continuera de faire jouer la pompe, et que le réservoir contiendra de l’eau.

La pompe foulante, probablement moins ancienne que la pompe aspirante, n’est cependant pas plus compliquée; mais elle réalise sur la première un progrès notable, en permettant de faire monter l’eau à une certaine hauteur, non seulement au-dessus du réservoir, mais aussi au-dessus du corps de pompe. 11 est vrai qu’en revanche elle puise directement cette eau dans le réservoir, où elle est en partie immergée.

Son piston est plein ; une soupape S est adaptée au fond même du corps de pompe.

Cette soupape s’ouvre de bas en haut comme dans la pompe aspirante. Une seconde soupape T, placée latéralement, s’ouvre de

dedans en dehors sur l’orifice du tuyau de dégorgement D. Quand le piston monte, la pression de l’atmosphère ferme la soupape T, et en môme temps force le liquide à pénétrer par la soupape S dans le corps de pompe. Quand le piston redescend, la soupape S se referme, la soupape T s’ouvre, et l’eau est foulée dans le tube D, qui peut avoir une hauteur quelconque, pourvu que la force mise en œuvre pour

... 1 Pompe ioulante

mouvoir le piston soit suffisamment énergique.

Un troisième genre de pompe réunit les dispositions des deux systèmes précédents, et prend le nom de pompe aspirante et foulante. En réalité, la pompe aspirante et foulante est une pompe foulante dont le cylindre, au lieu d’être immergé dans le réservoir d’eau, communique avec ce dernier par un tuyau d’aspiration. Elle peut, par conséquent, servir à élever l’eau à de grandes hauteurs, la longueur du tuyau d’aspiration pouvant être de 8 à 9 mètres, et celle du tuyau de dégorgement n’étant limitée, ainsi que je viens de le dire, que par la puissance du moteur.

Les pompes à incendie sont des pompes foulantes à deux corps de pompe jumeaux, dont les pistons s’articulent sur un grand levier à bras égaux. Aux extrémités de ces bras sont fixées des traverses sur lesquelles plusieurs hommes peuvent

L’AIR

agir à la fois. Les deux corps de pompe plongent dans une bâche qu’on alimente en y versant continuellement de l’eau, et renvoient le liquide dans un réservoir, où il est repris par un long tuyau en cuir que les pompiers dirigent à volonté sur

les différentes parties des édifices en proie aux flammes. Enfin il est encore une foule de dispositions données à cet utile appareil , pour le rendre plus ou moins propre à tel ou tel usage spécial, et ce serait une besogne assez ingrate que de dresser ici la liste de tous les perfectionnements imaginés par des centaines d’inventeurs. L’une des dernières inventions est celle de la pompe dite pulsomètre , de Ilall, décrite en 1874; c’est une pompe à vapeur, sans cylindre, ni piston, ni