CHAPITRE PREMIER L'AIR

Composition de l'air* — Jusqu'à la fin du siècle dernier, Tair fut considéré comme un élément simple. En 1775, la célèbre expérience de Lavoisier établit d'une manière irréfutable que l'air est formé par le mélange de deux gaz incolores comme lui-même. Ces deux gaz, physiquement semblables, sont au contraire très différents par leurs propriétés intimes. L'un est remarquable par son activité chimique, c'est V oxygène; l'autre se distingue par sa neutralité, par son inaptitude à la combinaison, c'est Yazote.

. Voici deux vases de verre paraissant identiques : celui-ci contient de l'oxygène, celui-là de l'azote. Dans ce dernier, introduisons une bougie allumée; nous la voyons s'éteindre aussitôt. Un fragment de phosphore qui brûlait violemment dans l'air, s'éteint aussi quand nous le mettons dans l'azote. Un petit oiseau, placé dans le même gaz, s'affaisse presque instantanément, et périrait asphyxié si nous l'y maintenions quelques minutes. L'azote est donc incapable d'entretenir les combustions, incapable aussi d'entretenir la respiration des animaux.

Dans l'autre vase, qui renferme de l'oxygène, introduisons la bougie enflammée; non seulement elle ne s'éteint pas, mais elle brûle avec un éclat extraordinaire et se consume beaucoup plus vite que dans l'air. Une allumette de bois ne présentant plus que quelques points incandescents, se rallume vivement et continue

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à flamber avec un vif éclat. Un fragment de phosphore, préalablement enflammé, puis introduit dans le flacon, produit une lumière éblouissante j les fumées épaisses qui se condensent en une rieîge iDlanche, sont constituées par une combinaison de Toxygène et du phosphore, qu'on appelle acide phosphorique.

Si dans un vase rempli d'oxygène, nous enfermons un. oiseau, nous le voyons respirer facilement, plu& vivement que dans l'air.

C'est grâce à l'oxygène qu'il contient, que l'air est capable ^d'entretenir la respiration et les combustions ; mais son activité est moindre parce que l'azote mélangé à l'oxygène en tempère les propriétés trop énergiques.

La composition de l'air, grossièrement établie par Lavoisler, a été fixée par de nombreuses recherches ; Gay-Lussac et de Humbold, au commencement de notre siècle, puis Dumas et Boussingault, Regnault, Bunsen ont appliqué tour à tour à ce problème diverses méthodes que nous n'avons pas à décrire. On a ainsi trouvé que 100 volumes d'air sont constitués par le mélange de :

21 volumes d'oxygène,

ce qui fait à peu près pour 1 volume d'air :

ï d'oxygène, et = d'azote.

L'oxygène étant un peu plus lourd que l'azote, on trouve, en poids, une proportion un peu différente, savoir pour 100 grammes d'air ;

23 grammes d'oxygène, 77 — d'azote.

La composition de l'air est constante et partout la

même, — Les analyses de l'air effectuées depuis un siècle, ont fourni constamment des résultats sensiblement identiques, en quelque point du globe qu'on ait opéré. La nature de Tair demeure donc la même, quelles que soient la latitude et la hauteur au-dessus du niveau des mers. Regnault a examiné un grand nombre d'échantillons d'air, prélevés en Europe, en Afrique, en Amérique, à l'équateur ou sur les mers polaires.

La moyenne de plus de cent^ analyses de l'air de Paris a donné par 100 volumes d'air :

20,96 d'oxygène,

les valeurs extrêmes ayant été de ;

20,99 valeur maxima,

20,91 valeur minima.

Dans le monde entier, la moyenne est sensiblement égale à celle obtenue à Paris ; le maximum d'oxygène n'a pas dépassé 21 volumes. Les minima extrêmes, considérés par Regnault comme anormaux et dûs à des circonstances locales exceptionnelles, ont été :

20,40 port d'Alger,

20,46. golfe du Bengale,

20,38 bords du Gange.

Plus récemment, M.Xévy a trouvé pour l'air de la mer du Nord :

20,7 d'oxygène.

Mais, d'une manière générale, on peut dire que l'atmosphère possède une composition constante ; aucune variation notable n'a été accusée depuis le commencement du siècle. Nous trouvons l'air tel que Gay-Lussac l'avait trouvé.

Comment expliquer cette fixité, alors que l'air inter-

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vient constamment d'une manière active sur la sur' face immense du globe ? La respiration des hommes et des animaux, les combustions de nos foyers et de nos usines, certains phénomènes naturels d'oxydation minérale, consomment chaque jour des quantités énormes d'oxygène. La plus grande partie de ce gaz est ainsi transformée en eau et en acide carbonique, dont nous ne trouvons cependant que des doses peu importantes dans l'atmosphère. Nous verrons plus loin ce que devient le gaz acide carbonique et comment il régénère en tout ou en partie l'oxygène qui l'a fourni.

Quant à l'azote, il ne semble guère disparaître. Pourtant, ainsi qu'il sera dit ultérieurement, certaines influences doivent en soustraire des masses notables, tandis que d'autres, comme les putréfactions des substances organiques azotées, lui en restituent beaucoup. Y a-t-il équilibre parfait entre ces gains et ces pertes d'oxygène, entre ces gains et ces pertes d'azote? N'avons-nous pas à craindre qu'à une échéance peutêtre courte, la proportion des gaz de l'atmosphère ne soit modiûée assez profondément pour changer les conditions de la vie ? Se pourrait-il aussi que cette modification fâcheuse intervienne d'abord dans certaines contrées plus maltraitées?

A cette dernière question, nous sommes déjà en mesure de répondre. Puisque sur tous les points de la terre, l'air présente actuellement la même composition, les causes locales d'altération n'ont jusqu'à présent exercé qu'une influence minime et on peut prédire avec certitude qu'il en sera de même dans l'avenir. On le conçoit aisément, si on songe que l'atmosphère est constamment agitée par des courants immenses, dont la météorologie nous indique les trajectoires, essayant d'en découvrir les lois. Ces grands mouvements qui produisent localement les vents, les ouragans, les trombes, agitent l'air dans tous les sens et rendent

DE CttlMIË AGRICOLE. lÔ

ainsi sa composition homogène et identique en toutes ses parties.

Quant au danger de la variation d'ensemble., Dumas et Boussingaull nous ont pleinement rassurés par un raisonnement bien facile à suivre. La masse de Tair atmosphérique est énorme : le baromètre nous apprend que sur chaque point du globe son poids est celui d'une colonne de mercure haute d'environ 76 centimètres. Imaginez donc la surface de la terre recouverte entièrement d'une couche de mercure de 76 centimètres d'épaisseur : le poids de ce mercure est égal au poids total de l'air. Si on pouvait le placer tout entier dans l'un des plateaux d'une gigantesque balance, il faudrait pour lui faire équilibre placer dans l'autre plateau 581,000 cubes massifs de cuivre, ayant chacun 1 kilomètre de côté. L'oxygène total que l'atmosphère contient pèserait environ 134,000 de ces , cubes.

Supposons que chaque homme consomme chaque jour par sa respiration un kilogramme d'oxygène, ce qui est au-dessus de la réalité ; admettons qu'il y ait mille millions d'hommes ; supposons enfin que par le fait de la respiration des êtres vivants et des diverses combustions, cette consommation d'oxygène soit décuplée ; imaginons qu'il n'existe aucune cause naturelle de restitution d'oxygène (ce qui est bien loin d'être admissible), eh bien, dans cette hypothèse la plus défavorable que nous puissions faire, nous trouvons que la consommation d'oxygène pendant tout un siècle, ne dépasserait pas le poids de 38 à 40 des grands cubes de cuivre.

Ainsi l'action d'un siècle n'abaisserait que de 5^ au plus la dose d'oxygène qu'il y a dans l'air. En mille ans, elle ne diminuerait que de ^, c'est-à-dire d'une quantité presque inappréciable à nos moyens analytiques. Après plusieurs milliers d'années, la corn-

position de l'air se retrouverait encore semblable à ce qu'elle est en ce moment. Devant une telle réserve d'oxygène, nous pouvons repousser toute crainte, et considérer comme absolue la constance de composition de rair.

Des autres substances contenues dans Pair. —

L'oxygène et l'azote ne sont pas les seuls éléments qui existent dans l'atmosphère. On y trouve aussi quelques substances qui n'y manquent jamais, bien que leur dose soit beaucoup plus faible. Leur rôle cependant est capital : dans le mélange d'oxygène et d'azote seuls et maintenus seuls, la végétation ne pourrait s'exercer d'upe façon normale.

Ces substances accessoires sont principalement : la vapeur d'eau, l'acide carbonique, l'acide nitrique, l'ammoniaque.

Il y a aussi des traces de diverses matières dont l'intervention est moins directe en agriculture, par exemple l'ozone.

Enfin, surtout au voisinage du sol, l'air tient en suspension un grand nombre de poussières ténues, qui tombent très lentement; quelques-unes sont des germes microscopiques utiles ou nuisibles, d'une importance capitale pour certaines actions naturelles.

Vapeur d'eau. — La vapeur d'eau existe toujours dans l'air, mais sa proportion y est très variable. Pour prouver sa présence, il suffit d'abandonner pendant quelque temps à l'air libre un vase rempli de glace pilée : la vapeur d'eau se condense à l'état liquide sur la surface froide du vase. Si on place sur une soucoupe un fragment de chlorure de calcium, solide, blanc, parfaitement sec, on voit qu'il ne tarde pas à fixer l'humidité de l'air et à se liquéfier. Ce sont là des faits bien connus, sur lesquels il est inutile d'insister.

La présence de la vapeur d'eau dans l'atmosphère

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est / d'ailleurs nécessaire ; sur les vastes étendues d'eau liquide qui constituent les mers, Tévaporation se produit, d'autant plus active que la température est plus haute, et que les couches d'air se renouvellent plus fréquemment. Si l'air ainsi saturé d'humidité vient à se refroidir, une partie plus ou moins considérable de la vapeur se condense en eau liquide, et donne la pluie. Les eaux pluviales répandues sur le sol, le traversent en partie et fournissent les sources, puis les rivières et les fleuves, restituant à l'Océan l'eau qu'il avait donnée. La vapeur d'eau de l'atmosphère contribue donc à alimenter la terre en eau, et cette eau, ainsi que nous le verrons bientôt, lui apporte avec elle quelques autres éléments de l'air.

La quantité de vapeur d'eau, contenue dans l'air, varie beaucoup : elle dépend généralement de la température, du régime des vents, de l'altitude, et aussi des masses d'eau plus ou moins étendues qui peuvent exister dans le voisinage. Pendant la saison des pluies, sous les tropiques , on trouve jusqu'à 3^^5 de vapeur d'eau pour 100 grammes d'air; au contraire pendant les gelées d'hiver, ou sur le sommet des hautes montagnes, la dose de vapeur d'eau est très faible. D'ailleurs l'état d'humidité de l'air ne dépend pas du poids absolu de vapeur aqueuse que l'air renferme, mais de la distance à laquelle cet air se trouve de son point de saturation ^ Avec très peu de vapeur, l'air peut être humide, s'il est froid ; il peut être sec, avec une quantité plus grande, si la température est haute. L'état d'humidité est défini au moyen de certains appareils de physique connus sous le nom d'hygromètres. Les