CE QU'IL Y A DANS L'AIR SUITE

« L'analyse de l'air par Lavoisier, dit avec raison M. Deliérain, inaugure la chimie nouvelle. » Elle donne, en effet, la clef du phénomène de la respiration des animaux, de la combustion, de l'oxydation des métaux et de la réduction des oxydes. Il suffit de traduire dans le langage de la chimie moderne les conclusions de l'illustre chimiste, d'appeler oxygène l'air respirable ou vital (air déphlogistiqué de Priestley, air de feu de Scheele) , d'appeler azote la mofette ou air méphitique, pour retrouver dans ces quelques lignes le résumé de tout ce que les recherches ultérieures des chimistes nous ont appris de la composition de l'air et des rôles respectifs de ses éléments. Ces recherches ont démontré que l'air atmosphérique libre , qu'il soit pris dans les profondeurs les

plus considérables ou aux plus grandes hauteurs, à là surface des mers ou dans l'intérieur des continents, présente toujours et partout les mêmes proportions d'azote ou d'oxygène, savoir : en poids, 7,699 du premier et 2,301 du second; en volume, 79,19 d'azote et 20,81 d'oxygène. Il renferme en outre des quantités variables et relativement très petites d'acide carbonique et de vapeur d'eau.

L'oxygène et l'azote sont les deux principes constituants, essentiels et primordiaux de l'air atmosphérique. Ils n'y sont point à l'état de combinaison, mais seulement à l'état de mélange intime, en sorte que chacun d'eux conserve intégralement ses propriétés. L'un et l'autre sont des gaz insipides, inodores, incolores. L'oxygène a une densité supérieure à celle de l'air : la densité de l'air étant représentée par 1,000, celle de l'oxygène est 1,105; un litre de ce dernier gaz pèse donc, à la température de degré et à la pression barométrique normale, 1,43 centigr. L'azote a une densité plus faible : 0,97; aussi un litre de ce gaz ne pèse-t-il que 1,25 centigr. Tous deux sont des gaz permanents, c'està-dire qu'ils supportent sans se liquéfier le froid le plus intense et la pression la plus énorme qu'il nous soit possible de produire. Mais s'ils ont entre eux, par leurs caractères physiques, une grande ressemblance , il en est tout autrement au point de vue de leurs propriétés chimiques : celles de l'azote sont à peu près nulles; c'est un corps inerte, et dont la présence dans l'air semble avoir pour but unique de tempérer les affinités extrêmement énergiques de l'oxygène. Celui-ci est l'agent le plus puissant des combinaisons et des décompositions chimiques. Uni à l'hydrogène, il constitue l'eau. En se fixant sur les métaux, il forme les bases [chaux, terre et alcalis des anciens chimistes); de sa combinaison avec les métalloïdes résultent la plupart des acides, qui, s'unissant eux-mêmes avec les bases, forment les sels. Le feu qui nous chauffe ou nous éclaire est toujours l'effet de la combinaison de l'oxygène avec un corps organique riche en carbone ou en hydrogène (houille, bois, graisse, huile, gaz d'éclairage, etc.). Enfin l'oxygène seul entretient la respiration des animaux, véritable combustion lente, où l'excès de carbone et d'hydrogène dont le sang a été chargé par la nutrition est brûlé et transformé en vapeur d'eau (oxygène et hydrogène) et en acide carbonique (oxygène et carbone), et source principale de la chaleur qui se répand et se maintient incessamment dans tout le corps, tant que dure la vie.

L'oxygène est encore aujourd'hui considéré comme un corps simple. En sera-t-il toujours ainsi? Il est permis d'en douter. Déjà l'on sait que, sous l'influence de fortes décharges électriques, ou lorsqu'il se trouve à l'état naissant, c'est-à-dire au sortir d'une combinaison, l'oxygène ne se ressemble plus à lui-même. Il acquiert une odeur forte,

piquante, ressemblant beaucoup à celle de l'acide sulfureux. Cette odeur a été remarquée par toutes les personnes qui ont eu la fortune de se trouver assez près d'un endroit où la foudre tombait pour observer les effets du terrible météore , et assez loin pour n'en pas devenir victimes. Elle a fait naître et entretient encore dans le vulgaire l'opinion que la foudre n'est autre cbose qu'un jet de soufre enflammé. Cependant la même odeur se manifeste aussi lorsqu'on tire des étincelles d'une machine électrique, et quand on dégage l'oxygène de l'eau au moyen d'un courant voltaïque, c'est-à-dire dans des circonstances où l'on peut s'assurer que. le soufre et l'acide sulfureux ne sont pour rien dans ce qui se passe. Dès 1786, van Marum avait observé ce phénomène. Il avait vu que l'oxygène électrisé est absorbé par le mercure avec une rapidité extraordinaire, mais il avait attribué l'odeur du soufre à la matière électrique, et l'oxydation du mercure à l'acide azotique que l'oxygène pouvait contenir. Ce ne fut qu'en 1840 que M. Schœnbein crut reconnaître que cette substance odorante et oxydante n'était autre que l'oxygène lui-même dans un état particulier. 11 lui donna le nom d'ozone. L'ozone a été étudié depuis par MM. Frémy, Becquerel et llouzeau, qui ont confirmé par de nombreuses expériences les vues de M. Schœnbein. On admet donc aujourd'hui que ce gaz est identique à l'oxygène, mais qu'en outre de l'odeur particulière dont je viens de parler, il jouit de propriétés bien plus énergiques que celles qu'on observe dans l'oxygène normal. Ses afiinités sont, pour ainsi dire, exaltées; il est plus oxydant, plus comburant; il déplace l'iode de ses combinaisons; mis en présence de l'eau oxygénée , il revient à l'état d'oxvgènc ordinaire, en détruisant autant d'eau oxygénée qu'il en faut pour fournir un volume d'oxygène égal à celui de l'ozone détruit. Ce dernier fait, découvert par M. Schœnbein, l'a conduit à supposer l'existence de deux espèces d'oxygène actif : l'un , auquel il conserve le nom d'ozone; l'autre, qu'il appelle Vantozone. Ce serait ce dernier qui se trouverait dans l'eau oxygénée ( bioxyde d'hydrogène) , et qui lui communiquerait ses propriétés singulières. De la combinaison de l'ozone et de l'antozone résulterait l'oxygène ordinaire ou neutre.

On sait maintenant qu'il existe de l'ozone dans l'atmosphère, mais en quantité très variable, selon les temps et selon les lieux. Quelques savants ont attribué à ce principe une grande influence sur la salubrité ou l'insalubrité de l'air. Un chimiste, — M. Braconnot (de Nancy) , je crois, — a même avancé qu'en temps de choléra la mortalité augmentait ou diminuait infailliblement suivant que l'air des localités infectées contenait plus ou moins d'ozone. Des observations ou des expériences longuement suivies, souvent répétées et d'une exactitude inattaquable, pourraient seules nous apprendre ce qu'il y a de vrai dans cesassertions,

qui ne s'appuient que sur des preuves insuffisantes. La présence même de l'ozone dans l'air et la valeur des procédés ozonométriques employés n'ont pas été sans soulever des objections. Cependant les recherches patientes poursuivies depuis plus de dix ans à ce sujet ont permis à M. Houzeau de déterminer rigoureusement la proportion d'ozone existant dans l'air. Dès 1872 , il présentait à l'Académie des sciences les premiers résultats de ses ohservations, et des résultats absolus. Ainsi l'air de la campagne, pris à 2 mètres de hauteur au-dessus du sol, contient au maximum 1/450 de son poids d'ozone. Cette proportion paraît augmenter à mesure qu'on s'élève au-dessus du sol. Dans ce mémoire, M. Houzeau confirmait l'origine de l'ozone, attribuée généralement à l'oxygène de l'air modifié par l'électricité.

MM. Houzeau et Renard et M. Boillot ont produit des quantités considérables d'ozone en faisant agir sur l'oxygène ou même sur l'air atmosphérique les effluves électriques, c'est-à-dire l'électricité sans chaleur ni lumière apparente , et constituant une force nouvelle, d'une application des plus intéressantes. C'est ainsi que M. Boillot a imaginé un appareil qui permet d'obtenir jusqu'à 45 à 46 milligrammes d'ozone par litre d'oxygène.

L'ozone exerce dans l'atmosphère une action purifiante par la propriété énergique qu'il possède de détruire des gaz délétères émanés des substances organiques en décomposilion. C'est un puissant oxydant et un décolorant actif, et les hygiénistes se sont plus d'une fois préoccupés des moyens de rendre plus importante la proportion qu'on en trouve dans l'atmosphère. Un savant anglais, le D r Robertson, dans un mémoire lu à la session de 1875 de l'Association britannique pour l'avancement des sciences, traçant le plan d'une cité idéale, qu'il appelait Hygiœa, et dans laquelle tous les principes de l'hygiène moderne seraient scientifiquement appliqués, prévoyait l'établissement d'appareils spéciaux pour la production en grand de l'ozone et l'assainissement de l'atmosphère de la grande ville.

Nous nous occuperons plus loin de la vapeur d'eau qui fait partie de notre atmosphère , et des phénomènes météorologiques qui se rattachent à sa production et à sa condensation. Je me bornerai , pour le moment, à faire remarquer que son importance, au point de vue de la physiologie animale et végétale, est beaucoup plus grande qu'on ne serait tenté de le croire. Un air chargé d'humidité est très favorable à la végétation ; il est malsain pour la plupart des animaux , et en particulier pour l'homme; un air entièrement sec serait également funeste aux plantes et aux animaux, en activant outre mesure la transpiration et l'évaporation des liquides de l'organisme.

Nous venons de voir que, dans l'acte de la respiration, les animaux

transforment en acide carbonique une certaine quantité d'oxygène. Cette quantité est considérable. L'air expiré par un homme en repos, dans l'état de santé, contient en moyenne 4 pour 100 d'acide carbonique. Un adulte vigoureux rend, dans l'espace de vingt-quatre heures, 807 grammes ou 443,409 centimètres cubes de gaz. En outre , des sources naturelles abondantes , et d'innombrables foyers allumés par la main de l'homme, versent continuellement dans l'atmosphère des torrents d'acide carbonique. 11 doit donc sembler étonnant que, malgré cela, depuis que la terre est habitée, l'air n'ait pas cessé d'être respirable, et ne contienne toujours que des traces d'acide carbonique. Mais il ne faut pas oublier que, tandis que les animaux absorbent de l'oxygène et rendent de l'acide carbonique, les plantes , au contraire, absorbent de l'acide carbonique, s'assimilent le carbone, et restituent à l'air de l'oxygène; qu'ainsi la composition chimique de l'atmosphère n'est point altérée. D'ailleurs, « le calcul montre, dit M. Dumas, qu'en exagérant toutes les données, il ne faudrait pas moins de huit cent mille années aux animaux vivant à la surface de la terre pour faire disparaître l'oxygène en entier. Par conséquent , si l'on supposait que l'analyse de l'air eût été faite en 1800, et que pendant tout le siècle les plantes eussent cessé de fonctionner à la surface du globe entier, tous les animaux continuant d'ailleurs à vivre, les analystes, en 1900, trouveraient l'oxygène de l'air diminué de Vsooo de son poids, quantité qui est inaccessible à nos méthodes d'observation les plus délicates, et qui, à coup sûr, n'influerait en rien sur la vie des animaux ou des plantes...

« En ce qui concerne la permanence de la composition de l'air, nous pouvons dire en toute assurance que la proportion d'oxygène qu'il renferme est garantie pour bien des siècles , même en supposant nulle l'influence des végétaux, et que néanmoins ceux-ci lui restituent de l'oxygène en quantité au moins égale à celle qu'il perd , et peut-être supérieure: car les végétaux vivent tout aussi bien aux dépens de l'acide carbonique fourni par les volcans qu'aux dépens de l'acide carbonique fourni par les animaux eux-mêmes *. »

L'acide carbonique a passé longtemps pour un gaz vénéneux. On confondait alors ses elTets avec ceux de l'oxyde de carbone, qui se produit d'abord dans les fourneaux lorsque la combustion du charbon est encore peu active, et qui , brûlant à son tour avec une jolie flamme bleue, passe à l'état d'acide carbonique. La vérité est que l'acide carbonique, loin d'être un poison, jouit, au contraire, de propriétés salutaires. Ingéré dans les organes digestifs avec les boissons gazeuses , il

1 Essai sur la statistique chimique des êtres organisés. Paris, 186'i.

exerce sur ces organes et sur toute l'économie une action légèrement stimulante, qui le fait souvent recommander par les médecins. En Allemagne on l'emploie depuis plusieurs années pour guérir les douleurs rhumatismales et traumatiques 1 , et en France on l'utilise également, soit à titre d'anesthésique local, soit en raison de ses propriétés cicatrisantes. Respiré en petite quantité avec l'air normal, il n'incommode point; mais il est aisé de comprendre que, dans un espace confiné où il est substitué en tout ou en partie à l'oxygène, la respiration devienne pénible et bientôt impossible. Les hommes ou les animaux périssent alors par asphyxie.

« L'acide carbonique, dit M. J. Girardin ', est à coup sûr un des corps les plus répandus dans la nature... Il se rencontre pur, ou presque pur, dans les diverses cavités ou grottes que présentent les pays volcaniques, et quelques-uns des terrains calcaires. Il existe aussi au fond des puits, dans les mines et dans les carrières. Comme il est plus pesant que l'air (sa densité est de 1,529), il n'occupe jamais que la partie inférieure de ces cavernes, à moins que la quantité qui se dégage continuellement du sol ne soit assez considérable pour les remplir entièrement, ce qui arrive dans quelques localités... Dans les mines mal aérées et dans les houillères, il manifeste souvent sa présence en éteignant les lumières des mineurs, et en rendant leur respiration excessivement pénible; ils le nomment mofette asphyxiante. »

Les grottes d'où s'exhale du gaz acide carbonique sont très communes sur le territoire de Naples et dans quelques parties de l'Italie. La plus célèbre est la grotte du Chien, située au bord du lac d'Agnano, près de Puzzuolo. Son nom lui vient de ce que, de temps immémorial, les habitants du voisinage exercent l'industrie d'offrir aux étrangers qui viennent visiter cette grotte le spectacle de l'asphyxie d'un chien : asphyxie incomplète ordinairement.

Les substances que nous venons de passer en revue, — à savoir : l'azote, l'oxygène, la vapeur d'eau et l'acide carbonique, — entrent toujours et partout, en proportions sensiblement constantes, dans la composition de l'air. Mais il en est d'autres, en très grand nombre, qui peuvent s'y trouver mêlées, quelquefois en assez grande quantité pour exercer une action délétère sur les hommes et sur les animaux qui les respirent. Dans ce cas, on les désigne sous le nom de miasmes. Ces substances étrangères sont gazeuses, liquides ou solides. Parmi les gaz qui le plus souvent altèrent la pureté de l'air il faut citer l'oxyde de

1 En plongeant le membre malade ou blessé dans une atmosphère d'acide carbonique.

2 Leçons de chimie élémentaire appliquée aux arts industriels (2 vol. in-8°, Paris," 1860), t. 1, 3- leçon.

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