EXISTE-T-IL UNE THERMODYNAMIQUE SPÉCIALE A L'ÊTRE VIVANT

Robert Mayer avait su deviner que le principe de l'équivalence de la chaleur et du travail s'applique à la machine animale, la plus compliquée déboutes : ce sont ses réflexions sur l'origine du travail fourni par l'être vivant qui lui ont suggéré sa découverte immortelle. Par contre, les physiciens anglais qui ont apporté leur contribution à la Thermodynamique, et particulièrement au second principe, se sont posé la question de savoir si l'être vivant obéissait à ce second principe. Thomson, dans le mémoire célèbre où il a, pour la première fois, déduit du principe de Carnot la « tendance universelle à la dissipation de l'énergie mécanique » dans le monde, déclare qu'elle n'est que probable dans les phénomènes qui s'accomplissent dans les animaux et les végétaux. Joule exclut de ses raisonnements les « forces qui opèrent par l'intervention mystérieuse de la vie». Plus tard, Helmholtz lui-même paraît avoir tout au moins envisagé l'hypothèse d'une restauration possible de l'énergie utilisable dans les êtres vivants.

M. Duhem a très heureusement formulé le problème

à la fin de son ouvrage sur la viscosité, le frottement et les faux équilibres chimiques.

Rappelant que le principe de Garnot et Clausius se traduit, dans le cas général, par une inégalité qui a toujours lieu dans le même sens, il fait ressortir le « caractère arbitraire que présente cette inégalité de Clausius » ; et remarque que le sens de cette inégalité n'est pas une conséquence indirecte ^d'hypothèses d'ordre logique. Rien ne prouve donc que la confirmation apportée jusqu'ici par l'expérience aux déductions de la thermodynamique ne puisse se changer un jour en contradiction :

« Le physicien qui, en présence de la notion de coefficient de dilatation, poserait que ce coefficient est toujours positif, verrait son hypothèse confirmée par les faits jusqu'au jour où il étudierait la dilatation de l'eau. Il est donc prudent de prévoir une thermodynamique où le sens de l'inégalité de Clausius ne serait plus fixe, où le travail de la viscosité, du frottement, pourrait être positif aussi bien que négatif.

« En une semblable thermodynamique, on pourrait rencontrer des corps qui se transformeraient dans un certain sens, alors que la thermodynamique classique annonce leur équilibre ou leur transformation en sens inverse; à basse température, des corps endothermiques pourraient prendre naissance, des corps exothermiques pourraient se décomposer, alors que la thermodynamique classique n'admettrait la possibilité de telles réactions qu'à une température très élevée; on pourrait, par exemple, voir l'acide carbonique et l'eau se transformer, à la température ordinaire, en oxygène et amidon, alors que la doctrine admise indique la modification inverse comme seule possible; un système pourrait, en une transformation isothermique, fournir un effet utile supérieur à sa perte d'énergie utilisable ; le mouvement perpétuel ne serait plus impossible.

« Lorsqu'on analyse les propriétés des systèmes où le travail de la viscosité et du frottement ne serait plus essentiellement négatif, où les transformations non compensées ne seraient plus essentiellement positives, il est impossible de ne pas être frappé des analogies que ces propriétés présentent avec celles des tissus vivatits, soit animaux, soit végétaux; de ne pas remarquer la facilité avec laquelle elles rendent compte de la plupart des synthèses organiques, inexplicables à la mécanique chimique ordinaire, irréalisables, hors de l'organisme, dans les conditions de température où V organisme fonctionne.

« On est alors conduit à se demander s'il n'y a pas lieu d'appliquer aux tissus vivants une thermodynamique nouvelle; dans cette thermodynamique physiologique, le principe de la conservation de l'énergie serait conservé; mais le principe de l'impossibilité do mouvement perpétuel serait rejeté; le travail de viscosité et de frottement pourrait être positif aussi bien que négatif; la transformation non compensée pourrait être négative aussi bien que positive.

« Cette vue sur la constitution d'une thermodynamique physiologique peut sembler audacieuse. Helmholtz me paraît l'avoir indiquée; on me pardonnera d'avoir insisté sur une hypothèse émise par cet homme de génie.

« D'ailleurs, une autre interprétation des synthèses organiques accomplies à l'inverse des prévisions de la thermodynamique semble susceptible de se substituer à la précédente. On n'a d'exemples certains de semblables synthèses que celles qui se produisent au sein du protoplasme chlorophyllien soumis à l'action de la lumière; n'est-ce point cette dernière action qui doit être indiquée comme la cause du désaccord entre les faits et les prévisions de la thermodynamique? Nous avons vu la lumière diminuer la valeur absolue des termes de viscosité et de frottement; ne

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pourrait-elle aller jusqu'à changer le signe de ces termes? Ne pourrait-elle produire, au sein du protoplasme chlorophyllien, des actions accompagnées d'un travail positif du frottement ou de la viscosité? Ne pourrait-elle agir de même en dehors de l'organisme, ce qui expliquerait certaines actions photographiques? L'influence de la lumière ultra- violette sur la déperdition électrique ne serait-elle pas un phénomène analogue à son influence sur la viscosité chimique? L'avenir répondra peut-être affirmativement à ces questions 4 ».

Cette page, qui date de 1896, donne, avec l'énoncé de l'hypothèse, l'argument qu'on peut lui opposer. Elle a le mérite de révéler une vue claire des conséquences d'un renversement de l'inégalité de Clausius : ce renversement équivaudrait ;\la possibilité du mouvement perpétuel; il est arrivé à d'autres écrivains qui se sont flattés de trouver dans d'autres phénomènes une contradiction avec le principe de la dégradation de l'énergie, de ne pas en avoir aussi nettement conscience.

Le grand fait qui domine toute la physiologie moderne est que, pris isolément, tous les phénomènes physico-chimiques dont l'être vivant est le théâtre obéissent aux lois ordinaires de la physique et de la chimie. C'est cette idée qui inspirait Berthelot lorsqu'il poursuivait la synthèse chimique des composés organiques. L'étude des solutions colloïdales qui a pris, depuis l'invention des ultramicroscopes, une si grande importance, rapproche plus étroitement encore les échanges de matière et d'énergie entre les liquides artificiels, examinés, comme on disait jadis, in vitro, et les échanges entre les liquides des cellules vivantes.

1. Dufiem. — Théorie thermodynamique de la viscosité. Paris, Hermann, 1896.

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On peut donc présumer, avant toute démonstration de détail, que les principes qui dominent la physique et la chimie ne seront pas mis en défaut parles faits que présente le monde vivant. Telles sont les lois de la conservation de la matière et celles de la conservation de l'énergie.

L'être vivant s'assimile des aliments ; il élimine des matériaux usés; son poids peut augmenter ou diminuer: il n'est capable ni de créer de la matière ni d'en détruire. Si on barricade un animal dans une cage à parois imperméables, le poids total de la cage avec son contenu ne variera pas; si l'animal y meurt asphyxié, le poids ne cessera pas d'être invariable.