PHÉNOMÈNES PHYSIOLOGIQUES OBSERVÉS. 18S

quence de la respiration, constriction thoracique , traiissudation du sang par les surfaces muqueuses, tendance syncopale, palpitations, accélération du pouls, battement des artères intracrâniennes ; 3" fonctions digestives : anorexie, nausées, vomissements , soif, constriction sous-épigastrique , langue blanche ; !i° locomotion : douleurs musculaires, affaiblissement des membres abdominaux; 5° système cutané : peau rugueuse, suppression de la transpiration, pâleur de la peau, cyanose de la face.

Dans une note adressée le 18 août 1853 à l'Académie des sciences, iM. Payerne a cherclié à démontrer que dans les ascensions sur les hautes montagnes, la lassitude et l'anhélation éprouvées par la plupart des explorateurs n'ont pas pour cause une insuffisance d'oxygène dans l'air respiré, comme l'ont pensé quelques physiologistes. M. Payerne dit avoir observé des effets semblables produits par des causes diamétralement opposées, qui lui semblent propres à faire envisager la question sous un autre point de vue. C'est en descendant sous l'eau à des profondeurs qui ont quelquefois atteint kl mètres qu'il a pu observer les faits dont il rend compte»

M. Payerne a opéré des descentes à l'aide de trois appareils différents : la cloche ordinaire du plongeur, la cloche qu'il a perfectionnée et son bateau sous- marin. Ces trois appareils affectent le conduit auditif d'une manière différente. Le premier occasionne une sensation désagréable, presque douloureuse, pendant tout la durée de l'immersion ; le deuxième y donne lieu uniquement pendant qu'on descend ou qu'on remonte, et le troisième pendant le temps nécessaire à l'établissement de l'équilibre avec le milieu dans lequel on se trouve. Sous tous les autres points de vue, les effets physiologiques sont identiques. (]ette identité d'effets, dit M. Payerne, rend la description des appareils inutile à la mise en lumière du sujet traité, lequel a pour but de démontrer que les explications trouvées si naturelles devront perdre ce cachet dès que l'on connaîtra les effets que certaines pressions produisent sur nos organes.

A 30 mètres de profondeur d'eau, pourvu que la température de l'air qu'on y respire ne dépasse pas 10 degrés centigrades, et à moins de 30 mètres, lorsque la température dépasse cette hmite, les hommes livrés au travail sont obligés de se reposer plus souvent que lorsqu'ils travaillent à l'air libre. Les pulsations artérielles sont notablement accélérées.

La descente et le séjour sous l'eau ne donnent lieu à aucun saignement; mais le trajet pour revenir à la surface avec les cloches, et l'épanchement de l'air comprimé du bateau sous-marin au moment d'en ouvrir la porte

mii DIMINUTION DE LA PRESSION ATMOSPHÉUIQUE.

pour rentrer dans l'atmosphère terrestre, font éprouver à quelques personnes un saignement de nez particulier. Ce ne sont pas des gouttes de sang d'un rouge plus ou inoins vif, qui tombent successivement comme dans les hémorrhagies ordinaires : c'est un suintement non interrompu, de couleur safranée et d'une consistance moindre que celle du sang. M. Payerne considère ce suintement comme une simple exsudation, sans rupture aucune des vaisseaux capillaires, dont la dilatation s'opère moins vite que celle des fluides qu'ils renferment.

On ne saurait supposer que ces effets résultent d'une iusufifisance d'oxygène, puisqu'un volume d'air en possède un poids proportionnel au degré de pression à laquelle il est soumis ; qu'à Ul mètres d'eau, par exemple, un mètre cube d'air contient lsr,Zi80 d'oxygène, au lieu de 296 grammes que le même volume possède à la pression ordinaire.

Sur les cimes les plus élevées auxquelles on est parvenu, la pression égale au moins 0'",32 de mercure. L'air y renferme encore 125 grammes d'oxygène par mètre cube, soit 100 grammes pour 800 litres , qu'un homme respire par heure. Or des expériences dont on ne saurait suspecter l'exactitude ont récemment démontré qu'un homme en repos convertit seulement 50 grammes d'oxygène en acide carbonique. En supposant qu'au travail il en convertisse 5 et même 10 grammes de plus, il sera loin d'en manquer dans un lieu où le baromètre accuse 0™,32.

31. Payerne dit avoir observé , tant avec les cloches qu'avec le bateau sous-marin, qu'à de faibles profondeurs, entre autres à celle d'un mètre seulement, cjuand on éUmine avec soin l'acide carbonique expiré et que la température ne dépasse pas 10 degrés centigrades, un mètre cube d'air suffit facilement pendant une heure à la respiration de cjuatre hommes, et qu'il a parfois suffi à la respiration de cinq hommes. Or, si l'on retranche la moyenne de 210 grammes d'oxygène convertis en une heure par quatre hommes seulement en acide carbonique, de la quantité contenue dans un mètre cube d'air à la pression d'un mètre d'eau en sus de la pression atmosphérique, il ne reste que IIG grammes d'oxygène dans le volume énoncé, et cependant l'anhélation ne se fait pas encore sentir.

La lassitude et l'anhélation dans les lieux élevés ne paraissent donc pas à M. Paverne provenir d'une insuffisance d'oxygène, mais bien de la rupture de l'équilibre entre la tension des fluides contenus dans nos organes et celle de l'air ambiant, n'importe dans quel sens la rupture s'effectue. Il pense que les limites barométriques que l'homme ne doit pas chercher à franchir sans s'être entouré de certaines précautions sont entre 8", 30 et

ASCENSIONS AERUiNAlITIQUES. 185

ù"',56, c'est-à-dire, pour celte dernière limite, 3'",8() en sus de la pression atmosphérique.

Selon l'auteur cité, les explorateurs qui voudront essayer de dépasser ces limites « ne devront le faire que renfermés dans une chambre résistante, hermétiquement close, de l'intérieur de laquelle se pourront voir au dehors, et même expérimenter aussi au dehors, dans certaines mesures, à l'aide d'instruments dont les pièces motrices, s'il y a lieu, passeront par des boîtes à étoupes. Il est superflu d'ajouter que, dans les hautes régions atmosphériques, la chambre close devra résister à la force d'écartement, tandis que, dans les profondeurs de la mer, elle devra résister à une force inverse. »

AM.X. "V. — Ascensions aéronautiques.

Le principe d'Archimède est aussi vrai pour les gaz que pour les liquides. Plongés dans les gaz, les corps y perdent une partie de leur poids, égale à celui du volume de gaz qu'ils déplacent. Si l'air avait un poids deux à trois fois plus considérable que celui de l'eau, l'homme ainsi qu'une foule d'autres corps se trouveraient soulevés dans l'atmosphère.

Vers la fin du xviii'' siècle, les frères Montgolfier annoncèrent qu'au moyen d'un globe de leur invention ils pouvaient s'élever dans les airs et y naviguer. Le 5 juin 1783, ils démontrèrent l'exactitude de leur proposition par une expérience faite à Annonay, en présence des états généraux et d'un immense concours de peuple. Le gaz dont se servaient les frères Montgolfier était l'air atmosphérique raréfié par la chaleur. Quelque temps après, Charles, professeur à Paris, eut l'heureuse idée de substituer à l'air le gaz hydrogène que Cavendish avait démontré, dès 1766, être quatorze fois plus léger que l'air. Parmi les voyages aéronautiques entrepris dans un but scientifique, nous nous bornerons à signaler les plus importants.

A. Voyage aéronautique de MM. Biot et Gay-Lussac, exécuté le 6 fruclidor an XII (2i août 1804) (1).

« Nous partîmes du Conservatoire, disent les deux physiciens , le 6 fructidor, à 10 heures du matin, en présence d'un petit nombre d'amis. Le baromètre était à 0'",765 (28 pouces 3 lignes), le thermomètre à 16", 5 de la division centigrade (13°, 2 Réaumur), et l'hygromètre à 80°, 8, par conséquent assez près de la grande humidité. M. Conté, que le ministre de l'intérieur avait chargé, dès l'origine , de tous les préparatifs , avait pris

()) D'après le Moniteur universel du 12 fructidor an xii.

toutes les mesures imaginables pour que notre voyage fût heureux, et il le fut en effet.

» Nous l'avouerons, le premier moment où nous nous élevâmes, ne fut pas donné à nos expériences. Nous ne pûmes qu'admirer la beauté du spectacle qui nous environnait. Notre ascension, lente et calculée, produisait sur nous cette impression de sécurité que l'on éprouve toujours quand on est abandonné à soi-même avec des moyens sûrs. Nous entendions encore les encouragements qui nous étaient donnés ; mais nous n'en avions pas besoin : nous étions parfaitement calmes et sans la plus légère inquiétude.

» Nous arrivâmes bientôt dans les nuages : c'étaient comme de légers brouillards, qui ne nous causèrent qu'une faible sensation d'humidité. Notre ballon s'étant gonflé entièrement , nous ouvrîmes la soupape pour abandonner du gaz, et en même temps nous jetâmes du lest pour nous élever plus haut. Nous nous trouvâmes aussitôt au-dessus des nuages, et n'y rentrâmes qu'en descendant.

•) Ces nuages, vus de haut, nous parurent blanchâtres, comme lorsqu'on les voit de la surface de la terre. Ils étaient tous exactement à la même élévation ; et leur surface supérieure, toute mamelonnée et ondulante, nous offrait l'aspect d'une plaine couverte de neige.

» Vers 2724 mètres, nous observâmes les animaux que nous avions emportés ; ils ne paraissaient pas souffrir de la rareté de l'air ; cependant le baromètre était à vingt pouces huit hgnes; ce qui donnait une hauteur de 2622 mètres. Une abeille violette [Apis violacea), à qui nous avions donné la liberté, s'envola très vite et nous quitta en bourdonnant. Le thermomètre marquait 13 degrés de la division centigrade (10", /i Réaumur). Nous étions très surpris de ne pas éprouver de froid ; au contraire, le soleil nous échauffait fortement : nous avions ôté les gants que nous avions mis d'abord, et qui ne nous ont élé d'aucune utilité. Notre pouls était fort accéléré : celui de M. Gay-Lussac, qui bat ordinairement 62 pulsations par minute, en battait 80 ; le mien, qui donne ordinairement 79 pulsations, en donnait 111. Cette accélération se faisait donc sentir pour nous deux à i)eu près dans la même proportion. Cependant notre lespiratioh n'était nullement gênée, nous n'éprouvions aucun malaise, et notre situation nous semblait extrêmement agréable.

» Nous avons observé nos animaux à toutes les hauteurs; ils ne paraissaient souffrir en aucune manière. Pour nous, nous n'éprouvions aucun effet, si ce n'est une accélération de pouls dont j'ai parlé. A 3400 mètres de hauteur, nous donnâmes la liberté à un petit oiseau que l'on nomme un

ASCENSIONS AÉRONADTIQUES. 187

verdier; il s'envola aussitôt, mais revint |)resque à l'instant se poser sur nos cordages; ensuite, prenant de nouveau son vol, il se précipita vers la terre en décrivant une ligne tortueuse peu différente de la verticale. Nous le suivîmes des yeux jusque dans les nuages, où nous le perdîmes de vue. Mais un pigeon que nous lâchâmes de la même manière et à la même hauteur, nous offrit un spectacle beaucoup plus curieux : remis en hberté sur le bord de la nacelle, il y resta quelques instants comme pour mesurer l'étendue qu'il avait à parcourir, puis il s'élança en voltigeant d'une manière inégale, en sorte qu'il semblait essayer ses ailes; mais, après quelques battements, il se borna à les étendre, et s'abandonnant tout à fait, il commença à descendre vers les nuages, en décrivant de grands cercles, comme font les oiseaux de proie. Sa descente fut rapide, mais réglée ; il entra bientôt dans les nuages, et nous l'aperçûmes encore au-dessous.

» Nos observations du thermomètre nous ont indiqué une température décroissante de bas en haut, et qui est conforme aux résultats connus. Mais la différence a été beaucoup plus faible que nous ne l'aurions attendu : car en nous élevant à 2000 toises, c'est-à-dire bien au-dessus de la limite des neiges éternelles à cette latitude, nous n'avons pas éprouvé une température plus basse que 10", 5 centigrades (8",/i Réaumur), et au même instant la température de l'Observatoire, à Paris, était de 17", 5 centigrades (14 Réaumur).

» Un autre fait assez remarquable qui nous est aussi donné par nos observations, c'est que l'hygromètre a constamment marché vers la sécheresse, à mesure que nous nous sommes élevés dans l'atmosphère, et, en descendant, il est graduellement revenu vers l'humidité. Lorsque nous partîmes, il marquait 80°, 8 à 16°, 5 du thermomètre centigrade; et à ZiOOO mètres de hauteur, quoique la température ne fût qu'à 10", 5, il ne marquait plus que 30 degrés. L'air était donc beaucoup plus sec dans ces hautes régions qu'il ne l'est près de la surface de la terre. »

Pour s'élever à ces hauteurs, MM. Biot et Gay-Lussac avaient jeté à peu près tout leur lest; ayant atteint la hauteur à laquelle l'aérostat pût s'élever avec deux personnes, force leur fut d'opérer leur descente.

B. Voyage aéronautique de M. Gay-Lussac, le 29 fructidor de la même année.

Le 16 septembre 180/i, M. Gay-Lussac fit à lui seul une nouvelle ascension, dont nous allons donner une relation succincte d'après le récit même de ce savant (1).

(1) Ann. do chim., 1'^ série, t. LU.

« Tous nos instruments étant prêts, le jour de mon départ fut fixé au 29 fructidor. Je m'élevai en eiïet, ce jour-là, du Conservatoire des arts et métiers, à 9 heures kO minutes; le baromètre étant à 765""°,25, l'hygromètre à 57°,5 et le thermomètre à 27", 75, M. Bouvard, qui fait tous les jours des observations météorologiques à l'Observatoire de Paris, avait jugé le ciel très vaporeux, mais sans nuages. A peine me fus-je élevé de 1000 mètres, que je vis, en effet, une légère vapeur répandue dans toute l'atmosphère au-dessous de moi, et qui me laissait voir confusément les objets éloignés. Parvenu à la hauteur de 3032 mètres, je commençai à faire osciller l'aiguille horizontale, et j'obtins, cette fois, 20 oscillations en 83 secondes, tandis qu'à terre, et d'ailleurs dans les mômes circonstances, il lui fallait 8^% 3 3 pour en faire le même nombre. Quoique mon ballon fût affecté du mouvement de rotation que nous avions déjà reconnu dans notre première expérience, la rapidité du mouvement de notre aiguille me permit de compter 20, 30, et même kO oscillations, A la hauteur de 3863 mètres, j'ai trouvé que l'inclinaison de mon aiguille, en prenant le milieu de l'amplitude de ses oscillations, était sensiblement de 31 degrés, comme à terre.

» La température à terre étant de 27°, 75, et à la hauteur de 3691 mètres de 8°, 5, si l'on divise la différence des hauteurs par celle des températures, on obtient d'abord 191™, 7 d'élévation pour chaque degré d'abaissement de température. En faisant la même opération pour les températures 5", 25 et O'jS, ainsi que pour celles 0°,0 et — 9",5, on trouve, dans l'un et l'autre cas, lil"\6 d'élévation pour chaque degré d'abaissement de température : ce qui semble indiquer que vers la surface de la terre la chaleur suit une loi moins décroissante cjue dans le haut de l'atmosphère, et qu'ensuite, à de plus grandes hauteurs , elle suit une progression arithmétique décroissante. Si l'on suppose que depuis la surface de la terre, où le thermomètre était à 30", 75 jusqu'à la hauteur de 6977 mètres, où il était descendu à — 9°, 5, la chaleur a diminué comme les hauteurs ont augmenté, à chaque degré d'abaissement de température correspondra une élévation de 173*", 3. L'hygromètre a eu une marche assez singulière. A la surface de la terre il n'était qu'à 57", 5, tandis qu'à la hauteur de 3032 mètres, il marquait 02 degrés : de ce point, il a été continuellement en descendant jusqu'à la hauteur de 5267 mètres, où il n'indiquait plus que 27°, 5, et de là à la hauteur de 688/i mètres, il est remonté graduellement à Si", 5.

» Parvenu à la hauteur de f^5li mètres, j'ai présenté à une petite