CHAPITRE VIII

C'est ainsi que Lavoisier, généralisant de plus en plus les problèmes qui se présentaient à lui, fut amené à transporter ses recherches, jusque-là purement chimiques, clans l'ordre de la physique proprement dite. Il dut s'occuper de la chaleur et de ses effets, d'abord au point de vue de la constitution physique des gaz, qu'il a concouru à fixer sur ses bases véritables ; puis dans ses relations directes avec les phénomènes chimiques : la logique même de la discussion relative au plilogistique l'obligeait à entrer dans ce nouveau domaine.

En effet, tout n'était pas chimère et illusion dans la théorie du plilogistique. Elle reposait sur ce fait parfaitement exact que, dans les réactions chimiques, et spécialement dans les combustions et oxydations, quelque chose est perdu ; mais ce quelque chose n'est pas une matière pondérable, c'est de la chaleur, c'est-à-dire une chose dont on ne saurait, même aujourd'hui, affirmer la nature substantielle. Est-ce un fluide, une matière réelle? est-ce un mouvement actuel," une virtualité, ou moins encore, une énergie? Nous n'avons pas

cessé de discuter sur tous ces points : ils étaient déjà impliqués dans la vieille théorie du phlogistique.

Lavoisier ne pouvait échapper à la difficulté de ces problèmes, il y applique tout d'abord des conceptions réalistes, analogues à certains égards, — sauf ce qui touche les questions de poids, — aux notions qu'il venait de renverser. Il substantifie la chaleur dans un fluide igné, matière commune du feu, de la chaleur et de la lumière : ce qui était conforme, en effet, aux idées que les physiciens s'étaient formés peu à peu, par un travail qui durait depuis le temps de Descartes, inventeur de la matière subtile et même auparavant; car on pourrait remonter jusqu'aux anciens philosophes. Lavoisier créa le nom de calorique, depuis fort en honneur, afin de désigner cette matière, et pour mieux caractériser son idée.

Examinons avec lui les conséquences de cette conception, dans l'ordre des phénomènes purement physiques, puis dans l'ordre des phénomènes chimiques proprement dits. Il les a poursuivies dans ces deux domaines avec sa force logique ordinaire, mais en employant le langage de son temps, qui a parfois quelque chose d'étrange pour nous. Rappelons d'abord comment il comparait étroitement le rôle du calorique à celui de l'eau, dans les actions physiques et chimiques. « Le rôle de l'eau, disait-il, est double, suivant qu'il s'agit de Veau de combinaison, c'est-à-dire de l'eau unie aux sels neutres et aux acides pour former ce que nous appelons aujourd'hui des composés définis ; ou bien de l'eau de dissolution, qui teud à se mettre par sa masse toute entière et en proportion indéfinie en équilibre avec les sels qu'elle dissout.

« De même, ajoute-t-il, il convient de distinguer dans les corps le feu de dissolution, c'est-à-dire le feu libre, celui qui se borne à élever la température des corps, dirions-nous aujourd'hui, et le fende combinaison. Ces expériences ont vieilli ; mais c'étaient à peu près, dans l'ordre de la chimie, les mêmes idées que Black venait d'exprimer en physique, en distinguant la chaleur libre et la chaleur latente, expressions qui ont subsisté jusque dans les traités de physique moderne.

« Si la combinaison nouvelle renferme moins de matière du feu qu'il n'en existait dans son état précédent, ajoute Lavoisier, une portion du fluide igné, précédemment combiné avec ses composans, devient feu libre et elle se dissipe avec élévation de température. Réciproquement, il y a refroidissement, toutes les fois qu'il y a absorption de la matière du feu dans une combinaison. C'est précisément ce qui arrive pendant l'évaporation : elle donne lieu à une absorption de chaleur, et par suite à un refroidissement. Les machines à froid de nos jours, où l'on évapore de l'ammoniaque ou de l'acide sulfureux, sont fondées sur ces principes, que les physiciens avaient reconnus dès la fin du xvnr3 siècle. Lavoisier ajoute avec eux, et ici ses idées prennent une importance capitale, Lavoisier ajoute que presque tous les corps peuvent exister dans trois états différents : ou dans l'état solide, ou sous la forme liquide, c'est-àdire fondue, ou bien dans l'état d'air ou de vapeurs. Ces trois états généraux ne dépendent que de la quantité plus ou moins grande de la matière du feu dont les corps sont pénétrés et avec laquelle ils sont combinés. Les substances aériformes contiennent ainsi une grande quantité de feu combiné. La volatilité des corps est leur

propriété de se dissoudre dans le fluide igné. « Les mots mêmes : airs, vapeurs, fluides aériformes, n'expriment qu'un mode de la matière; ils désignent une classe de corps infiniment étendue1.»

Ces théories sont aujourd'hui devenues vulgaires; mais elles avaient alors un grand caractère de nouveauté. On voit qu'elles identifiaient les gaz, récemment découverts par Priestley et par d'autres, avec les vapeurs connues de tout temps, mais que beaucoup s'efforçaient encore d'en distinguer.

Al'appuide ces de idées2, Lavoisier institue une expérience destinée à montrer que la vapeur d'éther, recueillie sur un bain dont la température surpasse 36", se comporte comme un gaz et en offre toutes les propriétés : il répète la même démonstration sur la vapeur d'alcool, au voisinage de la température de l'eau bouillante.

On voit très clairement ici comment s'est opéré le passage entre la notion des éléments des anciens, réputés autrefois substantiels, et la conception nouvelle des états purement phénoménaux de la matière. Les travaux de Lavoisier sur le phlogistique ont eu une grande part à cette transformation; en môme temps qu'ils faisaient sortir les théories de la chimie de cet état d'isolement et de mystère où elles étaient demeurées jusque-là, pour les faire entrer dans le domaine général

i\ Pur la combinaison delà matière du feu avec les fluides évapo-

etsurla formation des fluides élastiques aériformes. Œuvres,

t. II, p. 212. — Mémoires de l'Académie pour 1777, imprimés en 1780.

(2 Sur quelques fluides que Von peut obtenir dans Vêlai aéri forme à un degré de chaleur peu supérieur à la température moyenne delà terre. Œuvres, t. II, p. 261. — Mémoires de l'Académie pour 17S0, mprimés en I7*i.

et chaque jour agrandi des sciences mathématiques et physiques.

De là la faveur que sa réforme rencontra chez les esprits les plus solides et les plus réputés de l'Académie; c'est à ce moment que fut écrite cette page célèbre, où Lavoisier poursuit, dans l'ordre cosmologique, les conséquences de son système.

« Considérons un moment ce qui arriverait aux différentes substances qui composent le globe, si la nature en était brusquement changée. Supposons, par exemple, que la terre se trouvât tout à coup transportée dans une région beaucoup plus chaude du système solaire, dans la région de Mercure, par exemple.... Bientôt l'eau et tous les fluides susceptibles de se vaporiser à des degrés voisins de l'eau bouillante, et le mercure lui-même, entreraient en expansion; ils se transformeraient en fluides aériformes ou gaz, qui deviendraient parties de l'atmosphère.... Par un effet contraire, si la terre se trouvait tout à coup placée clans des régions très froides, l'eau qui forme aujourd'hui nos fleuves et nos mers et probablement le plus grand nombre des fluides que nous connaissons, se transformerait en montagnes solides, en roches très dures.... L'air, dans cette supposition, ou au moins une partie des substances aériformes qui le composent, ne cesseraient sans doute d'exister dans l'état de vapeurs élastiques, et il en résulterait de nouveaux liquides dont nous n'avonsaucune idée. »

Il était réservé à nos contemporains de réaliser jusqu'au bout ces brillantes hypothèses; nos yeux ont vu l'air et les gaz qui le composent prendre l'état liquide, sous les influences combinées du froid et delà pression. Déjà, il va plus d'un demi-siècle, Faraday avait manifesté

en acte la possibilité de liquéfier les nouveaux gaz de Priestley, possibilité que Lavoisier annonçait en ces termes, le lendemain même de la découverte de l'acide chlorhydrique (gaz muriatique d'alors) : « Il est propable qu'en le soumettant à une pression très forte et à un degré de refroidissement très considérable, on parviendrait à réduire le gaz muriatique à l'état de solide ou de liquide. »

Les conceptions sur la constitution de l'air, que Lavoisier exprimait sous une forme si frappante, ne lui étaient pas purement personnelles, comme on pourrait le croire, en se bornant à lire ses Œuvres. Déjà Boerhaave disait, presque clans les mêmes termes que le vieil alchimiste grec Olympiodore : « Le feu est la source du premier mouvement. » Il le regarde comme la cause de la fluidité des autres corps, de l'air et de l'eau par exemple, et il ajoute : « Que toute l'atmosphère serait réduite en un corps solide par la privation du feu. » Macquer développe aussi les mêmes idées :« La difficulté de nous procurer un froid suffisant, dit-il, est peutêtre la seule cause pour laquelle nous n'avons jamais vu d'air solide. »

La netteté de ces idées contraste avec les chimères que des chimistes du plus haut mérite, mais imbus des préjugés de l'école et peu au courant des théories des physiciens, continuaient à se faire à la même époque sur la chaleur et sur la constitution des gaz. C'est ainsi que Scheele regardait la chaleur comme une combinaison d'air fixe (acide carbonique), surchargé de phlogistique; tandis que l'oxygène était pour lui de l'air fixe dulcifié par le phlogistique. La confusion entre les matières douées de pesanteur et celles qui en sont destituées est

ici complète. « La chaleur, disait encore Scheele, unie avec très peudephlogistique, devient lumière; si on l'en surcharge, elle devient air inflammable, » c'est-à-dire hydrogène, etc.

Le ferme esprit de Lavoisier lui-même n'est pan exempt d'un coté romanesque quand il cherche à trop approfondir ces questions. Non seulement il s'attache d'une façon absolue à la matérialité de la chaleur, envisagée comme élément constituant des gaz; mais il suppose encore, en 1777, qu'il existe des fluides plus subtils que les gaz, moins que le calorique, capables de pénétrer les pores de certaines substances avec plus ou moins de facilité : tels seraient, à ses yeux, les fluides magnétiques et électriques. Il attribuait alors l'aurore boréale et les météores ignés à l'existence et à l'inflammation locale d'une couche d'hydrogène, que sa légèreté spécifique aurait fait monter clans les régions élevées de l'atmosphère. Au-dessus de cette couche, il existerait encore une couche plus ténue, constituée par le fiuicle électrique, etc. La notion si claire et si précise des gaz pesants et coercibies finissait ainsi par se dissoudre, en quelque sorte, en une série d'intermédiaires hypothétiques, qui se confondaient peu à peu avec la notion extrême et plus obscure des fluides impondérables.

Beiitiielot. — Révol. cliim.