I.E MILIEU RESPIRABLE

ballons sont en communication par un tube d’ébonite T percé de nombreux trous. Enfin, au robinet II, et dans l’intérieur du ballon 1’, se trouve adaptée une soupape en caoutchouc de Dcnayrouse. On sait que sous les pressions les plus formidables ces soupapes tiennent d’autant plus qu'elles sont plus pressées.

L appareil étant ainsi disposé, on commence par fermer le robinet H, puis on adapte le robinet R' à la machine pneumatique à mercure qui fait partie, comme on va le voir bientôt, de notre appareil d’analyse. En un coup de pompe, le vide est fait dans les deux ballons dont les parois s’appliquent énergiquement lune contre l'autre. On ferme le robinet R', la bouteille de caoutchouc ne contient par conséquent absolument rien.

On la suspend alors au fd de sonde

1 * *&• !'*• — .jciioiua uc ia jjuu-

F (fig. 172 et on la descend dans la teille en caoutchouc de P. Re-

met. Quand Oll est aili\e au point où 0ü la descend dans la mer.

voulu, on envoie du bord l’anneau de

fonte A qui passe autour de la bouteille, s’accroche au levier L et l’abaisse brusquement ; la bouteille est ouverte.

Le ballon P, en caoutchouc épais, se dilate violemment et se remplit complètement d’eau, P' au contraire reste flasque. On remonte alors l’appareil, et si l’eau contenue en P augmente de volume, si elle dégage des gaz abondants, tout cela va se loger en P' qui se distend au fur et à mesure des besoins. Il est entendu qu’à la remontée le clapet de Dcnayrouse C se ferme énergiquement par le simple poids de l’eau qui est au-dessus ; je me suis assuré qu’il tenait en effet absolument. On a pesé la bouteille avant le départ, on la pèse au retour, la différence des deux poids représente l’eau ramenée, on ferme alors lerobinetR, on abouche R' avec le ballon vide de notre appareil d’analyse,

Fig. 172. — Bouteille en caoutchouc de Fig. 173. — Bouteille en caoutchouc P. Reguard représentée au moment où de P. Regnard représentée au moarrive le poids messager. ment où on la remonte.

LE MILIEU RESPIRABLE

eau et. gaz qui ont pu se dégager y sont entraînés d'un seul coup.

Nous avons même ajouté un perfectionnement qui peut servir quand on ne puise pas à grande profondeur. Un croisillon G, suspendu au-dessous de la bouteille, recueille l'anneau de ionte qui n’est pas perdu. Pour les grandes profondeurs cet anneau doit être abandonné sur le fond.

Nous nous sommes servi de cet instrument par des profondeurs moyennes (60 à 100 mètres). Il nous a donné d’excellents résultats. Nous attendons une prochaine expédition pour l'envoyer dans les grands fonds ; nous sommes persuadé qu’il pourra rendre service.

De quelque manière que l’eau ait été puisée, il faut maintenant en dégager les gaz dissous et les analyser.

De nombreuses méthodes ont été proposées pour cela, nous ne nous occuperons que des plus récentes, ne faisant que signaler les anciennes qui n’ont plus aujourd'hui qu'un intérêt historique.

llumboldt et Provensal extrayaient les gaz de l’eau en faisant bouillir ce liquide et en recueillant sur le mercure les gaz qui se dégageaient. Leur procédé donnait des résultats inexacts, car on sait aujourd'hui que l’ébullition seule ne chasse pas tous les gaz; de plus beaucoup d'eau se condensait dans l’éprouvette des gaz et redissolvait ceux-ci, du moins en partie.

En 1838, Frémy se servait du même procédé, l’eau dont il dosait les gaz avait été recueillie par la Bonite un an auparavant ; les résultats étaient de ce lait entachés d’une grave erreur : les matières organiques avaient détruit beaucoup d’oxygène.

Nous en dirons autant des recherches faites par Morren en 1843. Cet observateur recueillait l’eau à Saint-Malo et ne l'analysait qu’à llennes.

En 1869, le Porcupine commence sa grande expédition. On se décide à faire les analyses à bord; on se sert encore de l’ébullition pour expulser les gaz, puis on dose l’acide carbonique par la potasse cl l’oxygène par l'acide pyrogallique.

Regnard.

Une seule des causes d'erreur se trouve éliminée de ce chel ; les résultats sont encore incomplets.

Enfin, en 1872, Jacobsen imagine un procédé dérivé de celui de Bunsen que nous avons déjà fait connaître.

L’opération se divise en deux parties : dans la première on recueille les gaz (celle-ci se fait à bord); puis on les analyse (cette deuxième partie ne se fait qu’à terre, au retour).

L’appareil se compose de trois parties: un grand ballon B, une ampoule A, et un tube T, étranglé à ses deux orifices. Les trois parties sont raccordées par des caoutchoucs et maintenues l'iine au-dessus de l'autre par un support P (fig. 174).

Le volume de l’ampoule A est calculé de manière à contenir deux fois environ le résultat de la dilatation de l’eau renfermée en B quand on la porte à 1 00°.

On commence par remplir de l’eau à analyser le ballon B, et on le ferme par son bouchon sans conserver la moindre bulle d’air ; puis on remplit A à moitié avec de l’eau douce. On chauffe cette ampoule avec une lampe à alcool ; l’eau entre en ébullition et chasse tout à fait l’air par le tube T. Quand on est bien sûr qu’il n’y a plus de gaz, on ferme T en haut, d'un coup de chalumeau.

On allume alors la lampe L et on chauffe le ballon B. Les gaz se dégagent et passent dans le tube T. On laisse bouillir une heure, on chauffe la boule A, de manière que la dilatation totale de l'eau contenue en A et en B la remplisse, puis d’un nouveau coup de chalumeau on sépare le tube T rempli des gaz dégagés, on l’étiquette et, au retour, on analyse son contenu que l’on fait passer sur la cuve à mercure dans un eudiomètre gradué. L’acide carbonique est absorbé par la potasse et l’oxygène est brûlé par l’hydrogène pur. Le résidu est de l’azote.

Bien que ces procédés soient remarquablement précis, nous croyons qu’on peut aller plus loin encore comme exactitude scientifique, et nous avons pensé qu'il y aurait certainement avantage à employer la pompe à mercure aujourd’hui si souvent utilisée dans les analyses gazométriques.

LE MILIEU RESPIRABLE

M. Gréhant, dans ses recherches sur la respiration des Poissons, s'en était déjà servi.

L’appareil est représenté ci-contre par la ligurel75. A est un long tube barométrique terminé par une boule. A sa partie supérieure, se trouve un robinet à trois voies H que surmonte,

d’une part, une cuvette à mercure C, et d'autre part un tube latéral, qui, par un caoutchouc, peut être mis en rapport avec un ballon D, lequel plonge dans l’eau chaude. A l'extrémité inférieure du tube barométrique se trouve un long tube de caoutchouc à vide qui se termine d’autre part dans un grand récipient B, qu’une manivelle permet de monter ou de descendre. Supposons le récipient B en haut et tout l’appareil plein de mercure. Mettons le robinet à trois voies dans la position figurée en 4. Le baromètre est fermé. Descendons le récipient B, aussitôt le vide se fait dans la boule A. Donnons alors au robinet la position 3 ; l’air du ballon D est appelé en A ; remettons le robinet en position 1 et remontons le récipient B; le mercure reprend son niveau et comprime en A l’air puisé en D. On met alors le robinet en position 2. L’air s’échappe à travers le mercure de la cuvette C. En répétant cette manœuvre un certain nombre de fois , on arrive à faire le vide complet dans le ballon D ; d’autant qu’on y a laissé un peu d’eau qui, se vaporisant, expulse vile les dernières traces d’air.

Quand le vide est parfait, ce qu’on voit par ce fait qu’il ne vient plus la moindre bulle d’air quand on relève le récipient B, il ne reste plus qu’à introduire le liquide à analyser. Cela se fait par le robinet r, qui plonge lui-même dans de l’eau ou du mercure: on adapte à ce robinet celui (IV) de notre bouteille à eau, on ouvre et la pression atmosphérique fait entrer immédiatement l’eau de la bouteille dans la pompe.

Instantanément, les gaz dissous se dégagent; l’eau, dans le vide, bout tumultueusement et les bouillons iraient jusqu’à la pompe si un courant d’eau froide qui se fait dans un manchon, autour du col du ballon, ne venait les faire crever.

On ouvre alors le robinet en position 3, tous les gaz se précipitent dans la boule A ; on amène le robinet en position 2, on remonte le réservoir B et les gaz de l’eau passent aussitôt sur la cuvette C, où on les recueille dans le tube eudiométrique dans lequel on les analysera ensuite par la potasse (absorption

LE MILIEU RESP1RABLE

Pompe à mercure disposée pour l’extraction des gaz de i eau

de l’acide carbonique) et par la combustion avec l’hydrogène pur (dosage de l’oxygène).

Avec son apparente complication, cet appareil permet d’aller quatre fois plus vite qu'avec celui de Jacobsen. Les résultats sont beaucoup plus certains, l’eau passe directement de la mer dans le ballon analyseur: il n'y a pas le moindre contact avec l'air permettant, soit un dégagement de gaz, soit une dissolution de l’air atmosphérique. Si le ballon est de grande capacité, on peut faire cinq ou six analyses de suite, sans le vider, tout simplement en ajoutant le nouveau liquide par dessus celui qu’on vient d’épuiser de ses gaz ; enfin on est certain chaque fois qu’on a bien tous les gaz contenus dans l’eau.

Seulement, l'appareil comme nous venons de le décrire peut bien fonctionner à terre, mais il serait tout à fait imprudent de l’installer à bord d’un navire. Le roulis le mettrait de suite hors d'usage. Le mercure se renverserait sans cesse ; de plus, le baromètre se penchant à chaque inclinaison du navire, le mercure ferait bélier et viendrait choquer sur le robinet à trois voies qui, étant en verre, serait brisé du premier coup.

Nous avons donc dû faire une modification à la pompe de façon à la rendre très portative et même pratique à bord d’un navire (fig. 176).

Une grande barre de fer, de la grosseur du doigt, est attachée au plafond de la cabine où l'on opère ; elle est terminée par un poids G, très lourd (20 kil. ), elle oscille donc en même temps que le bateau, mais très lentement. Une planche est fixée vers son milieu et sur cette planche se trouve tout le mécanisme de la pompe, c’est-à-dire la chambre barométrique R, la cuvette r et le tube gradué T. Un petit robinet, terminé parle tube de caoutchouc L, permet de vider l’excès de mercure de la cuvette quand celle-ci se trouve un peu trop pleine. Le robinet à trois voies est supprimé, il est remplacé par deux pinces en fer PP' qui saisissent des tubes de caoutchouc à vide, et les ferment ou les ouvrent suivant qu’on vçut mettre le baromètre en communication avec la cuvette ou avec le ballon analyseur. Cette dispo-

LE MILIEU RESPIRABLE

sition est 1res bonne, elle reproduit l’effet du robinet à trois voies et n’est nullement fragile comme lui : de plus tout accident, qui avec le robinet en verre est irréparable à bord, se répare au contraire en quelques minutes avec les caoutchoucs pressés. Le vide est aussi bien tenu qu’avec le robinet, nous avons pu le conserver intact pendant toute une semaine.

Le réservoir 11 est monté et descendu au moyen d’une simple poulie ; quand il doit être au repos, on accroche le bout de la corde qui le tient à un piton qui n’est pas figuré dans la planche. Enfin le ballon analyseur Z a dû être aussi modifié; il est maintenu dans un peu d’eau chaude que chauffe un fourneau à pétrole M, fixé solidement au plancher.

On ne peut faire ici un courant d'eau autour de son col, mais les bulles qui se produisent sont obligées de passer dans un tube S, où elles rencontrent un rétrécissement X qui les crève et les empêche d’aller plus haut :1e liquide qui résulte de leur destruction retourne en Z par le tube U. Enlin l’eau est introduite dans l’appareil en aboutant notre bouteille par son robinet R' au petit robinet de verre Y.

Quand l’appareil ne sert pas, on l'attache solidement au mur de la cabine, il ne fait alors aucune oscillation et il suit celles du navire, le réservoir est fixé un peu plus haut que la boule barométrique.

On peut utiliser notre instrument par les houles moyennes : il est évident qu’il ne faut pas s’en servir par les gros temps, mais qui pensera jamais à faire une expérience délicate par la tempête, quand on a déjà toutes les peines du monde à se maintenir debout? D’ailleurs ces jours-là on ne peut même pas recueillir de l'eau et envoyer les bouteilles dans la profondeur.

Les tubes contenant les gaz de l'eau peuvent être simplement bouchés avec un bouchon de caoutchouc et maintenus debout dans des porte-tubes ; le mercure qui reste au fond, au-dessus du bouchon, suffit pour les fermer aussi hermétiquement que s’ils étaient soudés à la lampe. Enfin si, à bord, on est bien installé, on peut placer une petite cuvette profonde à mercure

le milieu respirable.

sur une suspension à la Cardan et faire les analyses par la potasse et 1 acide pyrogallique, sinon on ne les exécute qu’au retour.

Quelque soit l’appareil dont on se servira, on constatera toujours <]uo trois gaz existent en dissolution dans les eaux, ce sont : l’oxygène, l’azote et l’acide carbonique.

Nous devons examiner quelles sont les proportions relatives de ces trois gaz et leurs variations. Pour cela nous distinguerons les eaux en deux grandes classes, les eaux douces et les eaux de mer.

A) Eaux douces. — Elles comprennent les eaux de sources, les eaux de rivières ou de fleuves, les eaux des lacs et des étangs.

Les eaux de rivières et de fleuves, c’est-à-dire celles qui ont pour origine les eaux de sources qui s’écoulent à la surface du sol, et celles résultant de la fonte des neiges et des glaces sur les hauts sommets de montagnes, ont une composition gazeuse, assez variable, suivant qu’elles s’éloignent plus ou moins de leur point d’émergence, c'est-à-dire suivant qu’elles ont subi l’action de l’air et de la lumière, qu’elles ont traversé de grandes cités, etc.

Le tableau suivant, que nous empruntons au travail de M. II. Sainte-Claire Deville, donne la composition gazeuse des eaux de nos principaux fleuves. Les quantités des gaz y sont données en centimètres cubes et rapportées au litre.

GAZ

par litre.