II

L'humidité relative est le rapport de l'humidité absolue avec la quantité d’eau que l’air contiendrait, à la même température, s’il était saturé. Soit, à la température de lli°, une humidité absolue de 9 grammes d’eau par mètre cube d’air. Saturé à la même température, l’air contiendrait 12«r, 6 de vapeur. L’humidité relative sera donnée par l’équation 1^-—-. Et x= 71, 4 p. 100.

Au lieu d’exprimer l’humidité relative par un rapport, on l’exprime encore par différence, et c’est plus intéressant. On retranche l’humidité absolue du chiffre de saturation à la même température; le reste s’appelle déficit de saturation. Renk fait remarquer qu’avec une même humidité relative de 60 p. 100, le déficit de saturation est de 0er,426 à —20°, 1,930 à zéro ; 3,749 à 10°; 6,866 à 20° ; 12,056 à 30°. Ces valeurs méritent évidemment d’être connues. En effet, selon la juste remarque de Deneke, c’est ce déficit de saturation, bien plus que le degré d’humidité relative, qui fait paraître sec ou plutôt desséchant l’air des zones à haute température, comme le Sahara, le Sénégal, le Brésil. Il est clair que, par suite du déficit considérable qui existe toujours aux températures de 30 à 40 degrés, même quand l’humidité relative serait de 30 p. 100, il est fait un appel énergique à l’évaporation vis-à-vis de tous les objets qui se trouvent à la surface du sol, y compris le corps de l’homme. Alors le bois se fend, les meubles craquent, l’ivoire même se fissure, les lèvres de l’homme se gercent, ainsi que le relève H. Reinhard, d’après les récits de Rohlfs (Sahara), Borius (Sénégal), Todd (Australie), Ilann (Mexique), Ritchie, Duveyrier, etc.

La tension de la vapeur d’eau est le chiffre de millimètres de mercure qui lui fait équilibre. Elle est aussi contenue, pour chaque degré de température, dans de certaines limites qu’elle ne peut dépasser, mais qui s’étendent à mesure que la température s’élève.

Tension de la vapeur à diverses températures (Régnault).

Température.

Tension eu millimètres.

Température.

Tension en millimètres.

20,SSS

La connaissance de la tension sert à évaluer le poids p. 100 de la vapeur d’eau de l’air. On sait que tous les éléments de l’atmosphère occupent, chacun pour son propre compte, tout l’espace qui leur est offert et que chacun est sous sa pression propre. Si l’on exprime le volume de ces divers éléments pour 100 volumes d’air} c’est comme si l’on déterminait les espaces relatifs qu’occuperait chacun des gaz en

ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHERE

générale.]

le supposant sous une pression égale à la pression totale de l’atmosphère. La tension de la vapeur est-elle de 9mm,l65 (à 10°), c’est que la vapeur d’eau de l’air

à la surface du sol est sous une pression égale à-^

— de la normale; elle se

réduirait donc à 1,2 p. 100 de son volume, ou du volume de l’air (d’après la loi de Mariotte), si elle était sous la pression normale. C’est-à-dire qu’il y a 12 centimètres cubes de vapeur d’eau dans 1000 centimètres cubes (ou 1 litre) d'air, 12 litres dans 1 mètre cube d’air. Comme, à pression et à température égales, la pesanteur spécifique de la vapeur d’eau est 0,622 (celle de l’air étant 1), il suffit de multiplier par ce rapport le chiffre du volume p. 100; dans le cas particulier, 0,622 X 1,2 = 0,746.

Recherche de l’humidité atmosphérique. — Le procédé le plus sûr pour déterminer la quantité d’eau contenue dans l’air est le procédé chimique , qui consiste à faire absorber par de la pierre ponce imbibée d’acide sulfurique la vapeur contenue dans un volume d’air connu; l’augmentation du poids de l’appareil indique le poids p de la vapeur absorbée. En cherchant dans la table la tension maximum à la température à laquelle on opère, on calcule facilement le poids P, que le volume d’air contiendrait s’il était p

saturé. Le rapport- est l’état hygrométrique cherché (Gréhanl),

Les hygromètres à condensation (Daniell, Régnault) sont des instruments d’une exactitude satisfaisante. On sait qu’il s’agit de déterminer la température du point de rosée, c’est-à-dire celle à laquelle l’air est saturé par refroidissement; on connaît, d’autre part, la température réelle de l’air. On cherche dans les tables la tension maximum de la vapeur à la température du point de rosée, on la divise par la tension maximum à la température de l’atmosphère. Le quotient est l’état hygrométrique.

Pour des observations rapides, les médecins et les agronomes emploient de préférence l 'hygromètre à cheveu de Saussure plus ou moins modifié (fig. 40). Il faut savoir que l’échelle est une simple division en parties égales de la distance qui sépare le point de saturation du point d’extrême sécheresse, mais que les états hygrométriques ne sont pas proportionnels aux degrés de l’instrument. Ainsi, la division 50 n indique pas la demi-saturation (qui est la circonstance la plus favorable); ce point correspond à peu près à 72 degrés de l’hygromètre (72°, H).

Fig. 40. — Hygromètre à cheveu.

A 72°, 1 1 de 1 hygromètre, l’air contient par mètre cube :

à IG degrés à 25 — à 30 — à 35 —

G6r,41 d’eau 8 39 - 11 00 —

à 40 degrés à 45 — à 50 — à 55 — à G0 —

23sr,20 d’eau 29 30 —

(A. Bouvet.)

Enfin 1 état hygrométrique de 1 air peut aisément et avec assez de précision être détermine à 1 aide du psychrométre, instrument dont le psychromèlre d’August est reste le type, mais dont il existe d’assez nombreuses modifications (fig. 41). On comprend d autant mieux ces variantes que le jeu de l’instrument se réduit en définitive à la comparaison de deux thermomètres, l’un sec, l’autre mouillé, qui sont associés dans les psychromètres ordinaires, mais qui pourraient évidemment être libres 1 un et 1 autre. A la rigueur même, un seul thermomètre alternativement sec,

puis mouillé, suffirait au luit qu’on se propose. Les indications du psycbromètre sont incertaines pendant les gelées et par certains vents. Il ne donne immédiatement que

la température T du thermomètre sec, T' température du thermomètre mouillé, d’où l’on déduit la différence T T'. On

trouve la tension (e) de la vapeur dans l’air par la formule : £ — e h (I 1 ) b, dans laquelle e représente La tension correspondant à la température T', b la hauteur du baromètre, et K un facteur empirique évalué par Régnault,

Dans do petites chambres fermées, à... 0,00128 Dans de grandes — — . . 0,00100

Dans des salles, les fenêtres ouvertes.. 0,00077i

Dans des cours 0,00074

A l’air libre, sans vent 0,00090

Du reste, la tension de la vapeur et l’humidité relative de l’air, correspondantes aux indications du thermomètre, sont inscrites d’avance dans des tables toutes faites, dont se servent les mélérologistes. Les Annuaires de Montsouris possèdent de pareilles tables avec l’indication des corrections nécessaires. En 1864, l’on construisit pour les observations météorologiques des hôpitaux de l’armée des tables très étendues et très commodes, qui se trouvent dans le Recueil de mémoires de médecine militaire (3e série, t. XI, 1864).

Les hygromètres à cheveu ne sont, à vrai dire, que des hygroscopes, et l’inventeur de l’un de ces instruments le plus en vogue, Ivoppe (de Zurich), est le premier à le déclarer. C’est au psychromètre que les hygiénistes doivent avoir recours. Mais les indications de celui-ci sont plus ou moins rapides et exactes, selon le mouvement de l’air, qui détermine l’évaporation sur la boule du thermomètre mouillé. Pour contrebalancer celte influence essentiellement variable et uniformiser les résultats, Deneke (de Hambourg) recommande l’usage du psychromètre fronde. Celui-ci n’est autre que le psychromètre ordinaire dont les deux thermomètres sont indépendants et mobiles. Chacun d’eux étant suspendu à une ficelle d’un mèlre de long, on leur fait faire séparément 1 00 tours — en fronde — dans l’air libre, à raison d’une seconde de durée pour un tour; ce qui équivaut à l’action cl’un courant d’air de 6m.3 par seconde. Cette pratique simplifie l’outillage, le rend très transportable et s’adapte spécialement aux observations dans les locaux habités, où l’air est peu mobile.

Oscillations cle V humidité de l’air. — La quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air est soumise à des oscillations journalières, saisonnières, annuelles, qui ne se ressemblent pas d’une contrée ou d’une localité à l’autre, et qu’il faut, par conséquent, avoir déterminées par l’observation directe.

L’humidité absolue , au bord de la mer, a son maximum unique un peu après midi. Dans l’intérieur du continent, elle a un maximum à 8 heures du malin et un autre à 6 ou 8 heures du soir. Pour l’année, le maximum est en juin-août; le minimum en janvier.

Les allures de l’humidité relative sont réglées par les circonstances suivantes. En été, il s’évapore de la surface des collections aqueuses une quantité de plus en plus grande à mesure que la chaleur du jour s élève; celte vapeur se répand dans l’air, dont l’humidité va, par conséquent, en

Fig. 41.

Psychromètre ordinaire.

générale.] ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE.

augmentant. Celte situation dure jusqu’à 9 heures du matin environ. A ce moment, réchauffement du sol est suffisant pour dilater les couches d air en contact avec lui ; celles-ci s’élèvent, entraînant leur vapeur, et, bien que l’évaporation continue, les couches inférieures de l’air sont relativement sèches. Ce mouvement cesse vers 4 heures du soir; alors 1 humidité va en s’accumulant dans les couches inférieures de l’atmosphère jusque vers 9 heures du soir, instant auquel le refroidissement de l’air met une borne à l’évaporation.

En hiver, le soleil ayant peu d’action, les choses se passent autrement; c’est vers 2 heures que l’air renferme le plus d’eau et au coucher du soleil' qu’il en a le moins.

Au lever du soleil en été, l’air nous paraît très humide, quoique ce soit le moment où il renferme le moins d’eau.

L’bumidité absolue décroît de l’équateur au pôle et croît inversement. L’air est plus sec sur le continent que sur le littoral; il va sans dire que les collections d’eau intérieures peuvent modifier cette loi.

La moyenne annuelle, dans nos contrées, est un peu au-dessus de la demisaturation, 70 p. 100. Selon Dove, la moyenne annuelle dans les six stationsde l’Institut météorologique prussien a varié entre 54 et 94 p. 100. La limite inférieure, de 11 degrés hygrométriques, observée à Montsouris en juin 1871, est exceptionnelle chez nous. En Algérie, la moyenne hygrométrique est de 45 à 50°. Dans la zone méditerranéenne, àHyères, lamoyennne annuelle est de 56°, 47 (Fonssagrives), avec des oscillations de 20° à 80°. A Nice (Roubaudi), avec une moyenne de 58°, 2, il y aurait des oscillations de 15° à 90°. Le voisinage de la mer, surtout de l’Océan (non de la Méditerranée), tend à élever le chiffre de l’hygrométricité : à Lille, Meurein trouve un peu plus de 77 p. 100 d’humidité relative pour l’année moyenne (Lille est presque un climat marin).

Circonstances qui influent sur l’humidité de l'atmosphère. — Les vents doivent être mis en tête. Les vents nés sur les mers tropicales abattent l’humidité dontilssont chargés sur les contrées où les colonnes d’air se portent, tandis que les souffles venus du Sahara n’apportent que la sécheresse. C’est de cette façon que les côtes de l’Inde n’ont que deux saisons, une sèche et une pluvieuse, selon que régnent les vents de mer ou les vents continentaux. Il en est un peu de même dans nos contrées, sauf que les souffles océaniques et les vents continentaux n’alternent pas avecla même régularité.

Les chaînes de montagnes dépouillent de leur eau les vents humides. Le Fiihn arrive chaud et humide des pentes sud des Alpes; il se refroidit sur les sommets et précipite ses vapeurs; de telle sorte qu’il est sec et froid lorsqu il gagne les vallées du Rhin, de la Reuss, de l’Aar, du Rhône.

En ce qui concerne 1 influence des forêts , il n’y a pas beaucoup plus d humidité absolue (Ebermayer) dans leur air qu’en plaine. Mais, comme la température y est moins élevée, la saturation arrive plus vite (Ebermayer, Fautrat), et 1 évaporation est moindre en forêt qu’en plaine (Broitenlohncr, C. Ney).

Quant aux extrêmes d’humidité, le degré de 100 p. 100 est très souvent

298 DE L’ATMOSPHÈRE. [Hygiène

atteint; c’est quand se forment les brouillards ou la pluie. En revanche, celui de zéro p. 100, à l’air libre, ne l’est jamais; ni en Sibérie (Ilumboldt, Rose) ni on Abyssinie (Abbadie).

Les espaces clos et habités peuvent gagner une atmosphère saturée, par la respiration môme des humains, si la ventilation est insuffisante. Le cas contraire arrive quelquefois par le fait du chauffage sans restitution de vapeur d’eau.

L’air humide est plus léger que l’air sec. Un mètre cube d’air sec, à 15°, pèse lkn,225 ; à 50 p. 100 d’humidité, lkil,222 ; à 100 p. 100 lkil,218 (Soyka).

Applications sanitaires. — Il ne sera question, dans les lignes qui suivent, que du rôle des éléments constituants de l’atmosphère et de la portée des oscillations auxquelles ils sont sujets.

A. L 'oxygène a le rôle actif dans la respiration des animaux ; il pénètre dans l'économie par échange endosmotique avec l’acide carbonique qui provient des combustions interstitielles. Les chiffres ci-dessous, empruntés à Kiihne, représentent les résultats de cet échange, au point de vue de la consommation d’oxygène et de la production d’acide carbonique :

Azote.

Oxygène.

Acide carbonique.

Air inspiré

Air expiré

C’est-à-dire que l’oxygène baisse et que l’acide carbonique s’élève de 4 p. 100 de tout le volume. Dans la respiration ordinaire d’un adulte, il est inspiré et expiré environ 1 demi-litre à chaque respiration. Le volume de l’air expiré paraît plus grand qu’il n’est réellement, parce que cet air est chaud et humide; ramené à la température de l’atmosphère, il serait moindre de 1/40 ou 1 / 50, attendu, que tout l’oxygène n’est pas représenté par de l’acide carbonique et qu’une partie du gaz comburant est rendue sous forme d’eau. A raison de 17 respirations par minute, chiffre moyen,

un adulte consomme — lit. X 0,0478x60 = 24 litres oxygène par heure,

et rejette — lit. x 0,0434x60 = 22 litres acide carbonique. La tempéra-

ture influe sur l’expulsion de ce dernier; elle est moindre quand la température s’élève (Vierordt). Le travail musculaire par rapport au repos, le jour par rapport à la nuit, élèvent également la production d’acide carbonique et la consommation d’oxygène (Ludwig, Czelkow, Voit et Pettenkofer, Pflüger).

L’oxygène est dissous dans le sang artériel à la proportion moyenne de 20 à 21 p. 100/11 est surtout fixé à l’hémoglobine; 6,4p. 100 seulement sont retenus par absorption dans le plasma.

Indépendamment des circonstances dans lesquelles l’oxygène de l’air, comme dans les mines (de charbon particulièrement), est consommé par des combustions diverses et tombe au-dessous de la proportion normale, les variations de la pression atmosphérique font baisser (altitudes, voyages

générale.] ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE. 299

en ballon) ou monter (travail dans l’air comprimé) le chiffre absolu de cet élément. Nous en retrouverons les conséquences sanitaires plus loin, à l’article : Propriétés physiques de l’air, où elles seront étudiées plus à leur place qu’elles ne seraient ici.

B. L’azote est dissous dans le sang à raison de 1,8 p. 100 en moyenne. 11 diminue quand la pression baisse et augmente dans le cas contraire, mais moins que ne le voudrait la loi de Dallon. Comme on le verra plus loin, les influences de ce gaz ne sont guère que d’ordre mécanique.

C. L’acide carbonique à 10 p. 100 dans l’air empêche la combustion des lampes. La tension de 13,5 à 17 de CO2 est mortelle pour les reptiles; celle de 24 à 28 pour les moineaux; elle atteint et dépasse 60 pour les mammifères (P. Bert). On a vu de telles asphyxies dans l’entre-pont des navires, dans des locaux où l’on avait entassé des prisonniers de guerre, etc. Pettenkofer a passé quelques heures dans une atmosphère à 10 p. 1,000 de CO2, sans en être positivement incommodé; bien plus, Forster a respiré sans difficulté pendant dix minutes dans une cave où fermentait du vin et à 40 p. 1,000 de CO2. Selon Smith, quand la richesse de l’air en CO2 provient de la respiration, la tolérance est moins facile ; il lui a paru impossible de rester un temps notable dans une atmosphère à 40 p. 1,000 de CO2 de cette origine.

La plupart des auteurs pensaient que l’acide carbonique n’a aucune propriété toxique et qu’il éteint la vie simplement à la façon dont l’eau éteint la flamme. Les expériences de Demarquay, dans lesquelles l’homme a respiré pendant 4 à 6 minutes un mélange de 8 à 10 parties d’oxygène ou d’air avec 1, 2, ou même 3 de CO2, sans éprouver autre chose que des troubles passagers, semblent prouver à la fois que la tolérance de l’organisme pour ce gaz peut être poussée très loin et qu’il n’est pas toxique, puisque les troubles (oppressions, vertiges) ne se prolongent que pendant peu de temps après l’expérience. Néanmoins Smith a remarqué que les proportions assez ordinaires dans quelques mines mal tenues peuvent devenir tout à coup dangereuses. Une dame était entrée dans une chambre close où la proportion de CO2, faisant obstacle à l’entretien de la flamme des bougies, n’allait pas à moins de 21 p. 1,000, et où l’on ne pouvait d’ailleurs reconnaître la souillure organique de l’air qui a servi à la respiration ; pendant cinq minutes, cette dame, bien portante et nullement impressionnée, se trouva parfaitement bien dans cette atmosphère carbonique; mais, tout à coup elle pâlit et l’on dut venir à son aide pour la faire sortir.

On a cherché à expliquer de tels incidents par la difficulté des échanges gazeux intrapulmonaires; l’acide carbonique, accumulé dans l’air, fait sur la muqueuse respiratoire l’effet d’un vernis, disent A. Gautier et Morelle (de Lille). Mais L. Hirt fait observer que : 1° un animal meurt plus vite dans CO2 que dans l’azote, qui est simplement irrespirable ; 2° l’animal plongé dans CO" meurt néanmoins quand on a introduit assez d’oxygène pour que la flamme reprenne vigueur. Selon cet auteur, et d’après l'influence anesthésique (contestée) de ce gaz, l’acide carbonique appartiendrait à la classe des poisons narcotiques. Smith et surtout Forster partagent

cette manière de voir et comparent l’action de CO* à celle de l’opium.

Les expériences de Paul lîert ont confirmé les propriétés anesthésiques de CO2 et, en le rangeant parmi les réels poisons, montré commentil faut comprendre son rôle. « Quand un animal respire en vase clos, soit dans l’air comprimé, soit dans un air suroxygéné, à la pression normale, en telle sorte que l’oxygène ne lui fasse jamais défaut, la tension croissante de CO2 dans l’air maintient une proportion croissante du môme gaz dans le sang, si bien que l’acide carbonique produit dans la profondeur des tissus reste dans ces tissus. Il résulte de celte accumulation un ralentissement progressif des oxydations intra-organiques, d’où, comme conséquence, un abaissement considérable de la température du corps. Le système nerveux central, dans cette action générale sur l’organisme, manifeste le premier qu’il est atteint, par la perte des transmissions réflexes, d’abord aux membres, puis à l’œil, puis enfin au centre respiratoire, d’où résulte la mort », sans agitation ni mouvement convulsif ; ce qui ruine la théorie de Brown-Séquard, d’après laquelle CO2 serait un poison convulsivant. Les convulsions qu’on remarque sous l’influence de l’acide carbonique n’apparaissent qu’au moment où l’on fait cesser son action.

Le cœur ralentit ses mouvements, mais conserve très longtemps toute sa force ; il est encore Yultimum moriens. Donc CO2 n’est pas non plus un poison du cœur.

« La vie végétale, la germination, le développement des moisissures, la putréfaction, sont ralentis, suspendus, arrêtés définitivement par l’acide carbonique sous une tension suffisante.

« Ainsi, l’acide carbonique est un poison universel, qui tue animaux et végétaux, de grande taille ou microscopiques; qui tue les éléments anatomiques isolés ou groupés en tissus. Et tout cela n’a rien d’étonnant, puisqu’il est le produit d’excrétion universelle de toutes les cellules vivantes; sa présence empêche l’excrétion et arrête par conséquent, en y opposant un obstacle terminal, toute la série des transformations chimiques de la vie, qui commencent par l’ahsorption d’oxygène et finissent par le rejet de l’acide carbonique. »

D’une autre façon, quand, dans une atmosphère, CO2 s’élève à 2 ou 3 p. 100, c’est d’ordinaire l’oxygène qui diminue d’autant et dont la tension s’abaisse de 21 à 18, ou aux environs. Or, toutes les fois que la tension de l'oxygène se trouve ainsi réduite, que ce soit par diminution totale de l’atmosphère (comme aux grandes altitudes), ou par raréfaction de l’oxygène seul sous la pression atmosphérique normale (comme dans la cloche à expériences de P. Bert), les accidents asphyxiques , vertiges, nausées, céphalalgie, anxiété, etc., commencent à se faire sentir. On peut ainsi éprouver le mal de montagnes (Voy. plus loin: Climats ) en plaine au niveau de la mer, ou même au-dessous, au fond d’une mine. Forel fut saiside troubles intellectuels, defaiblesse musculaire, d’accélération desmouvements circulatoire et respiratoire dans la grotte des Fdes de Saint-Maurice (le 23 juin 1864), où le professeur Bischoff constatait 2 p. 100 d'acide carbonique. Mais la proportion d’oxygène étaiL réduite à 13,33, c’est-à-dire que la tension de ce gaz équivalait à celle qu’il possède dans l’atmosphère à une altitude de plus de 2,000 mètres.

11 est certain, comme il a été dit plus haut, que l’acide carbonique entrave les échanges gazeux respiratoires et que le poumon rend d’autant moins de CO2 qu’il y en a plus dans l’air fourni à la respiration. Gréhant fait respirer à un chien 50 litres d’air pur et, recueillant les gaz expirés, constate qu’ils renferment 2Br,747 de CO2. Il fait ensuite respirer au même animal

générale.] ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE. 301

un mélange de 49 litres d'air et de 1 litre CO2; l’air expiré contient 3Br,61 de CO2 ; d’où il suit, en retranchant le poids lBr,83 du litre de CO- préalablement ajouté, que le poumon n’a fait, cette fois, que 3,61 1,83 =

1,78 CO2. A 48 litres d’air et 2 litres de CO2, il ne rend que 0sr,533. Enfin, si le mélange contient 4 à 3 litres CO2, non seulement l’élimination de 1 acide diminue, mais elle est remplacée par une absorption, et l’on trouve, dans les gaz expirés, moins de CO2 (0Br,52 à IBr,25 en moins) que dans le mélange inspiré. Ainsi, à 1/10 de CO2, le gaz est absorbé. A cette dose, l’animal ne paraît pas souffrir; il est seulement un peu agité et multiplie les efforts inspirateurs.

Mais il est difficile qu’un gaz qui a tant de caractères d’un agent toxique, d’autre part, n’agisse pas quelquefois par lui-même, au moins quand il est absorbé à hautes doses. L’acide carbonique a bien pu jouer un rôle direct dans les asphyxies en masses qui eurent lieu sur le transport anglais Maria Sorties (1846), sur le steamer Londonderry (1848), dans la « prison noire » ( Black Idole) de Calcutta.

Qu’il y ait quelque chose d’une action toxique, à un moindre degré, dans les circonstances vulgaires où l’air se charge de CO2, chez les ouvriers des mines, chez ceux qui percent les tunnels, comme celui du Saint-Gothard (Pagliani, 1880), chez les soldats dans les chambres de caserne vers la fin de la nuit, les écoliers à la fin de la classe, les habitués des cafés, brasseries, théâtres, les garçons etfillesde magasins, la population des ateliers, etc., cela ne nous paraît nullement impossible. Il ne peut être indifférent d’absorber un poison, même à petite dose. Cela n’a pas de rapport direct avec le développement de la phtisie, de la scrofule, de la fièvre typhoïde, du choléra, ainsi que le faisait remarquer Boudin; mais cela pourrait être une préparation à beaucoup de maladies, par la dépression constante et progressive de la vitalité des individus. Il serait étonnant que l’acide carbonique ne fût pour rien dans les fâcheux caractères de l’air confiné, dont il est le premier élément.

A vrai dire, il n’y est pas seul. Quand il est dû à la présence des humains, il s’accompagne toujours des produits des sécrétions cutanées, des gaz rendus par les voies digestives et des impuretés (autres que lui-même) provenant des voies respiratoires. Nous préciserons plus loin la nature de ces dernières. Dès maintenant, cette simple mention suffit à faire comprendre pourquoi l’acide carbonique est adopté par les hygiénistes, comme Y indicateur de la souillure de l’air dans les habitations. C’est moins lui, d’ordinaire, qui est une souillure, que les éléments auxquels il est associé. Ce rôle d indicateur justifie 1 importance que l’on a attachée à l’expertise de 1 air, au point de vue de son titre en CO2 et les procédés et appareils, assez nombreux, que 1 on a imaginés pour mettre celte expertise à la portée du premier venu.

Il est convenu (Pettenkofer, Wiel et Gnehm) que l’air des lieux habités est pur quand il n a pas plus de 4 d’acide carbonique p. 10,000; qu’à 7 p. 10,000, il est inoffensif • mais qu’au-dessus de 10 p. 10,000 il est impur et insalubre. C est pour cette raison que nous pensons devoir consacrer

302 DE L’ATMOSPHÈRE. [Hygiène

quelques pages aux recherches qui ont en vue celle détermination. Dosage iic l’acitic carbonique de i*air. — L expertise la plus exacte est

assurément l’analyse de l’air, faite selon les procédés minutieux des chimistes. Mais l’hygiène n’a pas besoin d’approcher des chiffres réels jusqu a des fractions infinitésimales.

générale.] ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ ATMOSPHÈRE. 303

Les dosages de l’acide carbonique par le procédé de Régnault se pratiquent en faisant passer de grandes quantités d’air sur une solution de potasse (voir les Traités de chimie). A. Braud a imaginé un appareil, imité de celui de Régnault, mais dans lequel la potasso est remplacée par la baryte. A l’aide d’un ballon de caoutchouc, on peut rapporter de l’air pris dans n’importe quel local sans que l’appareil ait besoin de quitter le laboratoire.

Cet appareil (fîg. 42) se compose : 1° d’un flacon de verre A, aspirateur, de 7 à 8 litres de capacité, muni d’un robinet à sa partie supérieure, et rempli avec de l’eau dont l’écoulement se fait à la partie inférieure, par différence de niveau, dans un deuxième flacon de verre B, vide, qui est relié au premier par un tube de caoutchouc ; — 2° d'une série de tubes en U, a, b, c, d, e, f, garnis de pierre ponce imbibée d’acide sulfurique, les quatre premiers a, b, c, d, destinés à retenir l’humidité normale de l’air examiné, les deux autres e, f, disposés pour reprendre à l’air l’humidité qu’il a pu entraîner par son passage dans l’eau de baryte; 3° de tubes barboteurs I, II, remplis d’une quantité convenable d’eau de baryte, destinée à s’emparer de l’acide carbonique de l’air qui traverse l’appareil ; le tube II n’est là que pour témoigner que le tube Iaretenu tout l’acide carbonique. Tous ces tubes sont réunis les uns aux autres par des bouts de tubes en caoutchouc serrés avec des fils ; au tube a s’adapte un ballon de caoutchouc C, gonflé d’un air rapporté du lieu dont on veut connaître le régime atmosphérique ; le tube /'s'ajuste à l’aspirateur A.

Pour connaître la quantité de CO2 fixée à l’eau de baryte, il suffît de peser ensemble, avant et après l’expérience, à l’aide d’une balance très sensible, les tubes barboteurs, I et II, et les tubes en U, e, f ; la différence est le poids cherché de CO2.

Par un calcul de proportions, on trouve le poids de CO2 par litre d’air.

A Montsouris, le volume de CO2 est fixé dans une dissolution de potasse au cinquième par l’air qui pénètre dans trois barboteurs. Cet air est amené par une trompe, se dépouille de ses poussières en traversant une couche de colon et est mesuré au compteur. La figure 43 lë‘ l3' ~ barboteurs en verre et en platine

... c,e Montsouris.

reproduit la disposition essentielle

des appareils de fixation carbonique. Le dosage se fait en déplaçant CO2 du carbonate de potasse formé, au moyen de l’acide chlorhydrique.

Ces procédés ne peuvent convenir qu’aux grands laboratoires. Ceux de Petlenkofer et de Hesse sont, au contraire, essentiellement des procédés d’hygiénistes.

Méthode de Petlenkofer. — On prépare deux solutions: l’une de 7 grain-

•304 DE L’ATMOSPHÈRE. [Hygiène

mes d’hydrate de baryte dans un litre d’eau, l’autre de 2Kr,8636 d’acide oxalique cristallisé pour 1000 d’eau. De celle-ci, 1 centimètre cube = 0,0028630 d’acide oxalique; c’est la quantité qui équivaut à un milligramme CO2. De la première, 100 centimètres cubes correspondent exactement à 98 milligrammes CO2. Pour indicateur, on se sert du papier ou d’une solution de curcuma, qui est d’une couleur brune avec les alcalis et d’un jaune clair avec les acides.

Dans un flacon d'environ 5 litres, nettoyé et sec, on introduit, à l’aide d’un soufflet, de l’air du lieu que l’on veut expertiser; l’air du flacon peut être considéré comme identique à l’air extérieur quand on a injecté cinq fois le volume de gaz que ce vase peut contenir. On ajoute alors un volume déterminé, soit 100 centimètres cubes, de la solution de baryte, on ferme le flacon, l’on agite vivement et l’on attend dix à quinze minutes; après ce temps, l’acide carbonique de l’air intérieur est absorbé et l’on s’en aperçoit au trouble du liquide. On ajoute goutte à goutte la solution normale d’acide oxalique, à l’aide d’une burette graduée, en essayant à chaque instant si la liqueur intérieure a cessé d’être alcaline; ce qui se voit, soit en en versant une goutte sur le papier de curcuma, soit en ayant eu la précaution d’introduire un peu de solution de curcuma en même temps •que la solution de baryte ; dans les deux cas, la couleur brune de curcuma passe au jaune clair. Au moment précis où la liqueur de baryte paraît neutre, on s’arrête et l’on note la quantité de centimètres cubes employés de la solution acide; en prenant l’équivalent en acide carbonique de la quantité d’acide oxalique dépensée et en la retranchant de ce qu’il eût fallu pour neutraliser les 100 centimètres cubes de la solution de baryte, on a le volume de CO2 absorbé préalablement par celle-ci, c’est-à-dire celui que renfermait l’air essayé.

Par exemple, le flacon étant de la capacité de 5,100 centimètres cubes, on a dû ajouter 52 centimètres cubes de la solution acide avant de voir apparaître la couleur jaune clair du curcuma :

100 centimètres cubes eau de baryte exigent 0sr,09S CO-

On a employé : Acide oxalique 52 centimètres cubes = 0tr,052 CO^

Reste 0Br,046 CO-’

•c’est-à-dire que le poids de l’acide carbonique de l’air contenu dans le flacon atteint 46 milligrammes. A 0° et par 760 millimètres de pression, 1 milligramme d’acide carbonique occupe environ 0,5 de centimètre cube. Dans le cas supposé, l’air du flacon (5,000 cent, cub.) renfermerait donc 23 centimètres cubes GO2; ce qui équivaut à 46 volumes de CO2 pour 10,000 d’air ou à 4,6 p. 1,000.

On ramène le volume d’air à zéro et à 760 millimètres de pression par la formule suivante :

VxP

V'=Hil>(l+»,u««7XT)’ ‘1“S la‘""î"e V' est le volume cherche,

V, le. volume connu du flacon en centimètres cubes,

P, la hauteur barométrique en millimètres,

générale.]

ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE

T, la température en degrés centigrades.

Soit V = 5000, P= 700, T = 10, nous aurons :

4442 centimètres cubes.

Des tables ont d’ailleurs été dressées qui donnent le volume Y' pour toutes les températures et pour les diverses pressions.

Procédé de liesse. — C’est une modification du précédent. liesse a voulu épargner aux expérimentateurs la peine de transformer les poids en volumes; et surtout leur mettre entre les mains un outillage facile à transporter. De plus il a remplacé le papier et même la teinture de curcuma par une solution (1 gram. dans 500 gram. d’alcool à 80 degrés) d 'acide rosolique, qui est d’un beau rose dans les liqueurs alcalines, jaune d’or dans les acides et incolore dans les liquides neutres. Les flacons employés varient de contenance depuis 1 litre jusqu’à un douzième de litre; les plus grands sont pour les cas où l’on suppose que l’air à examiner renferme très peu de CO2. La solution acide est titrée de telle sorte que 1 centimètre cube de la solution oxalique représente aussi 1 centimètre cube (non pas 1 millig.) de CO2 ; on dissout 5Br, 6325 d’acide oxalique dans un litre d’eau ; chaque centimètre cube renferme donc 0Br, 0056325 d’acide oxalique, équivalant à 1 centimètre cube de CO2. Yoici la façon dont on opère :

« On prend un flacon de 1 litre, à la température du milieu où l’on va opérer; avec un soufflet, on y insuffle de l’air. Le flacon est fermé avec un bouchon en caoutchouc percé de deux trous qu’on obture provisoirement avec de courtes tiges de verre. A l’aide d’une pipette dont la pointe est glissée dans l’un de ces trous, on verse 20 centimètres cubes d’une solution de baryte titrée, contenant quelques gouttes (2 ou 3) d’alcoolé d’acide rosolique. On agite ; au bout d’une demi-heure au plus, on introduit dans le bouchon le bec très allongé d’une burelte graduée, avec robinet de verre, contenant une solution acide titrée (5^6325 d’acide oxalique par litre, ou mieux celte solution décime). En ouvrant le robinet, on laisse couler goutte à goutte cette solution, on agite, et l’on arrête l’écoulement quand on voit apparaître la décoloration ou le début de la teinte jaune. On lit sur la burelte le nombre de centimètres cubes de solution acide employés pour obtenir ainsi la neutralisation; il en a fallu 18, tandis que la solution normale de baryte n’était antérieurement neutralisée que par 20 centimètres cubes. La différence est 2 ; donc i litre de cet air contient 2 centimètres cubes ou 2 p. 1000 d’acide carbonique. » (Vallin.)

On voit par celte description que le bouchon et la burette graduée adaptés à l’appareil de Hesse comportent une construction un peu spéciale. Mais leur emploi dispense l'opérateur de tout souci vis-à-vis de l’entrée de l’air extérieur dans le flacon; cet air ajoutant un peu de CO2 à la solution de baryte, chaque fois qu’on débouche le flacon, les résultats obtenus se trouvent légèrement faussés, dans la méthode de Pellenkofer. En répétant deux fois, successivement, la même analyse, suivant le procédé de Hesse, on trouve plus aisément le point auquel la neutralisation est parfaite, et le second résultat obtenu est fort exact. Les corrections se font à l’aide de tables ou de la formule citée plus haut.

Procédé minimétrique d' A. Smith. — Celui-ci est, plus encore que les précédents, à la portée de tous les hygiénistes. Le principe en est que plus

AnNouLD, Hygiène. 2» édit.

il y a d’acide carbonique dans l’air, moins il faut de cet air pour troubler 1 eau de baryte. On dOleimme donc le Tyizïivuiunx de l’air d’un lieu donné qui trouble une solution de baryte, adoptée une fois pour toutes. Celle solution est à 6 grammes d’hydrate de baryte dans 1 litre d’eau. L’instrument est représenté dans la figure 44 (qui ne reproduit pas absolument l’appareil primitif; le modèle ci-dessous est pourvu du perfectionnement apporté dans le mode de fermeture f g par Fischli, préparateur de Wiel, à Zurich).

A est un flacon de 53 centimètres cubes, renfermant 7 centimètres cubes d’eau de baryte limpide. — B, une poire à air en caoulcnouc, d’environ 28 centimètres cubes

Fig. 44. — Appareil minimétrique d’Angus Smith.

de capacité, servant à aspirer l’air extérieur. — a, tube de verre descendant au fond du flacon. — b, tube de verre coudé, ouvert à la partie supérieure du flacon et le mettant en communication par un tuyau de caoutchouc avec la poire à air. — D, tube évasé (modification Fischli), terminant le tube a et fermant par un bouchon que traverse le lube/'(l centimètre de diamètre et 8 centimètres de long). — f, petit tube ouvert aux deux extrémités et dont l'inférieure est engagée dans un court tuyau de caoutchouc, que ferme un cylindre plein en verre, g. — c et k, deux fentes longitudinales, faites d’un coup de canif et faisant l’office de soupapes (dites de Bunsen), s’ouvrant de dedans en dehors. — Pour ne pas être obligé de mesurer à chaque fois les 7 centimètres cubes d’eau de baryte, on fait sur le verre du flacon un trait gravé marquant le niveau auquel doit atteindre la liqueur alcaline.

Voici comment on opère. Les 7 centimètres cubes d’eau de baryte étant introduits, on bouche et l’on agite ; en général, il ne se produit pas de trouble, sans quoi ce serait un air extrêmement impur. On presse sur la poire B; l’air s’échappe par la soupape c, sans qu’il en sorte par /’, puisque la soupape k s’y oppose ; en abandonnant la poire, l’air pénètre par f, entre par k dans le récipient D et, de là, va se mettre au contact de l’eau de baryte. On agite de nouveau. On fait, en les comp-

générale.] ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE. 307

tant, mais en donnant le numéro 2 à la première, autant d aspirations avec la poire qu’il est nécessaire pour produire un trouble deciiled, dit 1 auteur; mais, justement, la difficulté est dans cette appréciation. Le trouble ne doit être ni absolument laiteux ni tout à fait transparent ; il faut qu’on ne distingue plus, à travers, des leltres tracées au crayon sur un papier blanc, collé au fond du ilacon (en dehors). Ce trouble est celui qu’on obtient en secouant, dans une bouteille de 644 centimètres cubes, une demi-once d’eau de baryte (08r,8 de baryte dans 1 4 grammes d’eau) avec de l’air ordinaire, à 4 CO2 pour 10,000. — Avec de l’habitude, on se met en quelque sorte la teinte dans l’esprit. Vallin a pu se servir utilement du procédé, et nous- même l’avons employé avec succès dans des salles de cours.

Les proportions d’acide carbonique, selon le nombre d’aspirations, sont indiquées dans la table ci-dessous:

Nombre Vol. (le C O-

«i’aspirations. p. 10,000 vol d air.

12 7,4 Limite de la salubrité.

22 4.0 Limite de l’état normal.

2G 3.4 Air normal.

30 2,9 Air très pur (Vallin).

Procédé de Wolpert. — Le professeur Wolpert a remplacé l’eau de baryte

par l’eau de chaux saturée, qui ne coûte presque rien et n’est pas toxique. Son appareil, fondé sur le môme principe que le précédent, se compose de deux parties : 1° un tube de verre fermé à l’une de ses extrémités, long de 12 centimètres et de 12 millimètres de diamètre; le fond est en porcelaine opaque et porte à l’intérieur un millésime (1882 par exemple) en caractères noirs ; au-dessus du fond, à une hauteur correspondant au volume de 3 centimètres cubes, un trait noir sert de point de repère invariable; 2° une poire à air en caoutchouc, de 28 centimètres cubes de capacité, fixée à un tube assez mince et assez long pour pouvoir être introduit jusqu’au fond du précédent. \

On s en sert de la façon suivante. De l'eau de chaux saturée, limpide, est versée dans le premier tube jusqu’au Irait noir. On introduit le tube de la poire à air dans 1 eau de chaux jusqu à mettre le pourtour de l’orifice de ce tube au contact du fond du premier; puis, en tenant la poire entre l’index et le médius de la main droite en supination, on presse doucement avec le pouce sur son fond, de façon à en chasser tout 1 air qu elle contient et qui sort bulle à bulle en barbotant dans 1 eau de chaux. Le tube de la poire est retiré jusqu’à 3 ou 4 centimètres au-dessus du

DE L’ATMOSPHÈRE

[Hygiène

niveau de l’eau de chaux; la poire est abandonnée à elle-même et se remplit dr* nouveau d’air par aspiration. La petite manœuvre de tout à l’heure recommence et cela, autant de lois cju’il est nécessaire pour qu’en regardant de haut en bas dans l’éprouvette, les chiffres du millésime (1882) cessent d’être nettement visibles et disparaissent tout à fait après agitation énergique du contenu.

Si la première injection d’air produit ce résultat, c’est que l’air renferme 20 p. 1000 d’acide carbonique. Pour connaître la richesse en CO2 de l’air essayé, il suffit de diviser 20 par le nombre des injections pratiquées ; 10 poires, par exemple, correspondent à 2 d’acide carbonique p. 1000 d’air. D’ailleurs, l’appareil est accompagné d’une table où les calculs sont faits. Le tout, avec une fiole d'eau de chaux et des instruments de nettoyage, est contenu dans une boite qui peut se mettre à la poche.

Procédé de Bcrtin-Sans. — Les méthodes qui précèdent ont des faiblesses, que le professeur Bertin-Sans (de Montpellier) a fait ressortir avec quelque sévérité, quoique cet hygiéniste n’atlache aucune importance aux proportions d’acide carbonique des atmosphères confinées, en tant que ces proportions pourraient nuire par elles-mêmes. L’auteur a cru trouver mieux dans un appareil assurément moins simple et que nous ne croyons pas très répandu, mais qu’il convient de mentionner ici, comme un témoignage de plus des efforts tentés dans celte direction.

La partie essentielle de l'appareil est le verre barboteur (fig. 46), renfermant

Fig. 45. — Aspirateur.

Fig. 46.

Barboteur.

Fig. 47.

Tube de dosage.

6 centimètres cubes d’une lessive de soude, concentrée et récente, à travers laquelle

générale.]

ÉLÉMENTS NORMAUX DE L’ATMOSPHÈRE. 303

passe, de bas en haut, le volume d’air (10 litres) aspiré par le flacon (fig. 45) qui se vide dans un seau de contenance au moins égale, construit, d’ailleurs, de façon à pouvoir loger toutes les pièces de cel outillage.

Le passage de 10 litres d'air par ce barboleur dure de 30 à 45 minutes. Quand il est terminé, on fait pénétrer la lessive chargée de CO2, par l’entonnoir c, dans la branche gauche du tube en U (fig. 47), graduée en centimètres cubes, de la façon suivante. Cette branche a été remplie de mercure, versé par la branche de droite pendant que le robinet b est fermé et que le robinet a est ouvert; en fermant ce dernier et en ouvrant l’autre, le mercure de la branche droite s’écoule seul. C’est alors que, refermant le robinet b, on introduit la lessive de soude par le robinet a. Le mercure remonte un peu dans la branche droite ; on l’écoule de nouveau. Finalement, avec la pipette à bec recourbé (fig. 48), plongée dans la branche droite, on porte, à la base de la colonne mercurielle de gauche, quelques gouttes d’acide sulfurique, qui s’élèvent jusqu’à la lessive de soude et mettent CO2 en liberté. Ce gaz occupe immé. dialement, dans la chambre barométrique, un certain nombre de divisions qui sont des centimètres cubes et des dixièmes de centimètre cube ; par conséquent, précisément le chiffre proportionnel de CO2 p. 10,000 d’air. En réalité, il faut ajouter 5 à ce chiffre, parce que les 5 centimètres cubes d’eau de la lessive de soude retiennent en dissolution le même

volume de CO2, qui ne sera pas sensible sous forme de gaz.

. „ . . . ,, . c -l Pipette u bec recourbé.

De telle sorte, même, que si 1 air ne renfermait que 5 CO2

p. 10,000, il n’apparaîtrait aucun gaz dans la branche gauche du tube en U. —

11 y a aussi quelques corrections à faire.

Indicateur automatique continu. — On connaît une substance, la phthaléine du phénol ( Phenolphthalein ), qui a la propriété de se décolorer sous l’influence de l’acide carbonique, dans les solutions alcalines qu’elle colore en rouge. Le chimiste Ballo, il y a quelques années, avait déjà exposé un procédé de dosage de l’acide carbonique de l’air, fondé sur ce principe. En 1886, Wolpert a eu l’idée de l’appliquer à la construction d’un appareil assez analogue aux hygromètres à cheveu ou à boyau, qui indique à chaque instant le degré d’impureté carbonique de l’air, et fonctionne tout seul. Nous l’avons décrit, d’après l’inventeur, dans la Revue d’hygiène , t. IX, p. 79, 1887.

Une cordelette de lin, à laquelle on a communiqué une certaine raideur par 1 immersion répétée dans une forte solution de phénolplithaléine, est fixée dans le tube terminal d un petit entonnoir de verre et suspendue verticalement audessus d une cuvette. A côté et sur le même plan que l’entonnoir repose un vase ex lindrique renfermant la solution alcaline (soude), colorée en rouge par la phthaléine du phénol. On recouvre le liquide d une mince couche d’huile minérale pour prévenir 1 évaporation. Dans la solution, au moj'en du flotteur auquel il est fixé, plonge un tube capillaire recourbé en siphon, qui verse une goutte de la liqueur rouge dans 1 entonnoir, toutes les 100 secondes, à la température ordinaire. — La cordelette, recevant incessamment de la liqueur rouge, se décolorera s’il y a assez

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d’acide carbonique dans l’air, clans la partie qui est le moins arrosée de la liqueur, c’est-à-dire à son extrémité la plus éloignée de l’entonnoir, et sur une longueur proportionnée à la richesse de l’atmosphère en CO2. L’expérience prouve qu’il en est ainsi, en effet. 11 ne reste qu’à monter les diverses parties de cet appareil sur un cadre et à placer derrière la cordelette indicatrice une règle de 40 centimètres de longueur, portant cinq grandes divisions, lesquelles correspondent, de bas en

Fig. 49. — Indicateur automatique de CO2 dans l’air , d’après Wolpert.

haut, aux litres de CO2 suivants : 0,7 p. 1,000 ( Air •pur)-, 1 p. 1000 ( tolérable ); 2 [mauvais); 4 ( très mauvais ); 7 ( extrêmement mauvais ), comme le montre la figure 49 (*).

D. La richesse de l’air en vapeur d’eau n’est point indifférente à la santé. Mais ce que l’on sait sur ce point ne saurait être bien compris qu’après l’étude des Propriétés physiques de l’air et, spécialement, de la température atmosphérique et des pluies. Nous renvoyons aux développements qui seront donnés, plus loin, à ces objets.