DANS LA NATURE

Quelque imparfaites que soient encore les notions théoriques qne nous venons de résumer sur les modes divers de fermentation des diverses celluloses, nous n'en avons pas moins à nous en servir pour ébaucher une explication de ce grand phénomène de la destruction de la cellulose dans la nature. Je dis grand, parce qu'il s'agit de contrebalancer constamment l'action de la végétation sur le globe. La lumière du soleil, aidée de l'acide carbonique de l'air et de l'eau, édifie constamment, sous forme de feuilles, de tiges, de végétation herbacée, de racines, des milliards de tonnes d'une matière dont le rôle est précisément d'être résistante, et de fournir à la fois substance et support aux phénomènes de la vie. Les bois les plus durs ont été d'abord sous forme gazeuse, puis substance liquide, puis une substance gélatineuse insoluble, comme l'amidon, puis une matière résistant aux acides et aux alcalis, comme le ligneux. Il s'est superposé, pour produire un squelette végétal, une écorce surtout, ou une cuticule de feuille, destinée, comme l'écorce, à résister aux agents extérieurs, une foule d'actions chimiques et physiques, qui peu à peu ont serré les tissus, les ont contractés et par là consolidés. Comme ces tissus ne sont pourtant pas immortels, comme le monde est arrivé de ce côté aussi à une sorte d'état d'équilibre, il s'en détruit autant qu'il s'en forme, et il serait intéressant de savoir par le menu comment se fait la dislocation de cet ensemble, par quel mécanisme se [)roduisent les changements

478 CHAPITRE XXlll

physiques qui ramènent les pailles les plus duros à Télat gélatineux par lequel elles ont passé en s'édifiant, et quelles sont les dégradations chimiques qui ramènent ces masses gélatineuses, redevenues nutritives pour les microbes, à l'état d'eau et d'acide carbonique qui leur a servi de [)oint de départ.

301. Fuinfication des eaux dégoût. — Ce problème n'est [)as autre il est vrai, que celui qui se pose pour une matière organique quelconque. Mais il présente ici un intérêt parliculier, à raison de la résistance apparente de la matière à laquelle nous avons affaire. Sitôt que la cellulose est arrivée à l'état de sucre, nous ne sommes plus embarrassés d'elle ; elle entre dans le grand courant des matières solubles et nutritives pour les microbes. Mais comment arrive-t-elle à se solubiliser ? C'est là ce que nous savons mal. Nous sommes très pauvres en renseignements sur ce point même à propos du fumier, ainsi que nous venons de le voir, et pourtant, là, nous avons l'aide des matières azotées solubles, qui permettent la formation de milieux nutritifs pour les ferments des matières hydrocarbonées. Nous avons même le concours, que nous avons invoqué dans nos explications, des ferments des matières azotées. Mais comment se fait la disparition constante des racines enfoncées dans le sol, des feuilles ou de la végétation herbacée qui en tapisse la surface, des arbres restés debout qui pourrissent en plein air. Dans tous ces cas, la matière azotée soluble ne reste pas en contact avec la cellulose ; elle est constamment lavée et entraînée par les pluies, et pourtant les tissus qu'elle a abandonnés n'en passent pas moins avec le temps à l'état d'eau et d'acide carbonique. Pour donner à la question un caractère plus incisif, que deviennent les quantités énormes de cellulose à peu près pure préparées sous forme de papier à la surface du globe ?

Ce papier, surtout abondant dans les villes^ arrive sur-

MODES DIVERS DE DESTUI;CTI()^^ DE LA CEELUI>OSE 'iT'.l

tout aux cgouts et aux fosses d'aisances, et le premier travail qu'il subit est un travail crémiettement. La longue macération dans la ^ fosse d'aisances, et dans l'égoùt, une circulation plus ou moins rapide et les frottements qui en résultent, soit le long' des parois, soit avec le sable qui est entraîné aussi, font que ses fibres entremêlées se séparent bientôt. Un commencement de fermentation les gélatinise en partie et favorise cette séparation. Mais, étant donnée la lenteur ordinaire de la transformation des matières cellulosiques, on peut admettre qu'il n'y a aucune fermentation un peu active pendant le séjour dans la fosse d'aisances ou dans l'égout. Ce qni fermente, c'est la matière albuminoïde, et les produits g-azeux sont surtout de l'hydrogène, de l'ammoniaque, mélangée d'hydrogène sulfuré et de sulfhydrate d'ammoniaque ou de mercaptan.

Grâce ù cette différence dans la facilité et par suite dans la vitesse de la fermentation, il y a .séparation de plus en plus marquée entre les matières cellulosiques, qui restent à l'état de division [)lus ou moins complète, mais n'ont pas subi à proprement parler de liquéfaction ni même de gélatinisation, et les matières azotées qui se liquéfient peu à peu, en vertu de l'action des diastases microbiennes sécrétées dans le milieu. Qu'il survienne un arrêt dans le courant de l'égout qui emporte tout, et il va se former une couche, surtout cellulosique, pauvre en matières azotées, pendant que les matières azotées solubles seront emportées par le courant, où elles continuent à fermenter jusqu'au moment de l'épandage, ou de leur arrivée dans un cours d'eau, où le phénomène commencé se termine comme nous l'avons vu dans le tome I de cet ouvrage.

Revenons au dépôt cellulosique, le seul qui nous intéresse ici. Ses éléments sont très divers au sortir d'une grande ville. S'il n'est composé que du papier des fosses d'aisances, qui y arrive tout effiloché, le dépôt est naturellement peu abondant. Il grossit beaucoup quand le ser-

vice de la voie publique se fait par i'égout, j)ar suite des apports de paille provenant sourtout du crottin des chevaux. Cette paille résiste à l'eflilochage que subit le papier, d'abord parce que son tissu est plus serré, puis parce que les corps gras dont elle est naturellement revêtue la maintiennent à la surface du courant dans l'égoût, et lui sont ainsi une sauvegarde. Mais cette matière grasse ne tarde pas à être attaquée et saponifiée par l'alcalinité de plus en plus grande du liquide, et la paille tombe alors au fond, où elle forme un dépôt très résistant, et très encombrant par cela même.

C'est ce qui arrive à l'usine de Colombes, qui refoule sur les hauteurs de Cormeilles les eaux d'égout destinées à desservir les champs d'irrigation de la ville de Paris. Les eaux venues de Clichy déposent dans des bassins, dits de dégrossissage, dans lesquels le courant se ralentit, des débris divers parmi lesquels dominent des brins de paille, et de puissantes dragues à mâchoires, supportées par des ponts roulants, sont constamment occupés à écrémer ce dépôt qui finirait par colmater les champs d'irrigation, à cause de la lenteur avec laquelle les ferments l'attaquent.

Ces matériaux sont très pauvres en azote : les agriculteurs n'en veulent pas, et on comprend combien il serait utile de s'en débarrasser sur place, au lieu de faire des dépôts qui vont sans cesse en grandissant, ou de les rejeter en Seine.

303. Frocédé du Septic Tank. — C'est h obvier à cet inconvénient que pourrait servir, s'il faut en croire les inventeurs, la méthode du Septic Tank ou réservoir septique. Les eaux à épurer sont réunies d'abord dans une petite chambre, où leur courant s'amortit et dans lequel elles déposent les sables quelles entrahieut. De là elles passent pai- une ouverture placée un peu au-dessous du niveau dans un réservoir maçonné et cimenté qui est le

MODES DIVliRS DE DESTRUCTION DE LA CELLULOSE i81

Septic Tank. Ce réservoir, très allongé, reçoit l'eau par une extrémité et la laisse échapper par l'autre. Le débit est calculé de façon qu'eu moyenne il mette 24 heures à se remplir. L'eau y séjourne donc 24 heures, pendant lesquelles non seulement elle se dépouille de tous les matériaux, même les plus légers qu'elle tenait en suspension, mais encore fermente de façon à subir des transformations résumées dans le tableau suivant, dû à M. Rideal. Les chiffres sont des millionnièmes ou des milligrammes par litre.

A rentrée A la sortie

ilu réservoir

Extrait sec 468 486

Ammoniaque libre.... 36 49

A/.olc alljuminoide. . . . 140 6,4

Nitrates 0 traces

Azote des nitrates.... 0 0,4

Azote total 73 62,7

Azote organique 44 22

Avec l'interprétation que nous avons donnée dans le tome I de cet ouvrage (ch. XXIII) au sujet des dénominations de la première colonne du tableau, nous voyons bien qu'une partie de la matière albuminoïde se dégrade, fermente et donne de l'amuioniaque en traversant le réservoir où la vie est sûrement anaérobie. Il y a donc, dans le réservoir, comme dans le fumier, intervention, et probablement concours des ferments anaérobies des matières azotées. Ce qui nous intéresse surtout ici, c'est la disparition des matériaux déposés au fond du réservoir.

Là dessus les renseignements! fournis par le « syndicat des réservoirs septiques » sont très nets. Les couches de boue au fond du réservoir paraissent s'accroitre très peu en épaisseur : c'est donc qu'une fermentation s'y établit, qui fait équilibre à ce qui arrive, Mais quelles sont les conditions qui assurent l'étalilissement de cette fermentation, puis sa régularité, c'est ce sur quoi on ne trouve

aucun renseignement dans les documents 'publiés.

Qu'une pareille fermentation soit possible, cela n'est pas douteux ; qu'elle ait pu même s'établir spontanément, ou à la suite d'un ensemencement convenable, dans certaines stations telles que cellos d'Exeter, de Westminster, c'est ce qui semble assuré. On a même pu répéter, sur quelques-uns au moins de ces réservoirs, l'expérience de Gayon sur du fumier en fermentation, et brûler les gaz qui en sortent dans un bec de gaz ordinaire, après les avoir fait sans doute barboter dans l'eau de cliaux pour les débarrasser de leur acide carbonique. Deux de ces mélanges combustibles, analysés par M. Rideal, avaient la composition suivante.

I II

Acide carbonique 0,6 0,3

Mélhane 24,4 20,3

Hydrogène 36,4 18,2

Azote par diftérence... 36,8 61,2

La présence du méthane témoigne de l'apparition d'ujie fermentation forménique, accompagnée sans doute d'une production d'acide carbonique dont l'absence ne s'explique que par le lavage à l'eau de chaux auquel on a soumis le gaz avant de l'analyser. Mais cette fermentation n^est pas pure, ainsi que le montre la présence d'une dose parfois assez considérable d'hydrogène. Enfin, l'abondance de l'azote et la présence de l'hydrogène font que ce gaz n'est sans doute qu'un médiocre combustible et encore un plus mauvais éclairant.

Si dans cette question des réservoirs septiques, il y a une affaire industrielle, on peut dire qu'elle n'est pas mûre. Il faudrait d'abord l'étudier scientifiquement. On a le droit de croire à l'existence d'un réservoir, septique ou non, duquel ne pourraient ressortir, sans avoir été totalement liquéfiées et en partie gazéifiées, des quantités considérables de produits cellulosiques. Il suffirait de faire l'éducation de ce réservoir à ce point de vue, c'est-àdire d'y provoquer une fermentation forménique régulière

et active. Il faudrait chercher les conditions de température, de milieu, de nature de cellulose, et proportionner la vitesse d'écoulement ou les dimensions du réservoir suivant la vitesse reconnue au phénomène. Mais l'expérience apprend que les conditions d'une fermentation sont d'autant plus étroites que la fermentation est plus rapide, et il est assuré qu'un réservoir fonctionnant tiès bien avec une certaine eau dégoût ne fonctionnerait plus aussi bien, si on y changeait l'eau ou la température^ ou Jjien encore si on changeait des filaments de papier pour des brins de paille. En d'autres termes, quand on voit la peine qu'a un distillateur de betteraves ou de mélasses à maintenir dans son usine des fermentations régulières, alors qu'il est à peu près maître de la matière fermentescible, du ferment et de la température, on a peine à com^^rendre, comment une cuve maçonnée, s'appelàt-elle Seplic Tank^ peut maintenir une fermentation forménique régulière dans la masse hétérogène et variable des substances cellulosiques qui lui arrivent par l'eau d'égout.

Ce qu'elle semble pouvoir assurer, par exemple, dans certains cas, c^est une sorte d'équilibre entre les matériaux qui lui arrivent à l'état solide et ceux qui se solubilisent dans la couche vaseuse qui en remplit le fond, et dans le chapeau volumineux^ boursouflé, fendillé, que la poussée des gaz amène et maintient à la surface. Au bout de quelque temps de fonctionnement, ni le dépôt de fond, ni lechapeau n'augmentent. Mais si cette liquéfaction des matériaux solides est une condition favorable à une épuration ultérieure, elle ne constitue pas une épuration. Il eût été intéressant de montrer par des analyses le quantum de matériaux gazéifiés par passage dans le Seplic Tank. Tout ce que nous savons sur ce sujet, c'est qu'il se forme environ 8 mètres cubes de gaz pour 100 mètres cubes d'eau d'égout fermentée. C'est peu. On ne peut pas calculer, même approximativement, à quelle fraction de la matière apportée correspond cette gazéification, parce

484 CIIAPITlll' XX III

qu'on no sait pas la composition de l'eau d'égout, et que les gaz, dont l'analyse a été citée plus haut, étaient très probablement débarrassés de leui* acide carbonique. Pourtant^ en admettant que tous ces gaz proviennent de la matière organique, ce qui n'est pas, comme le démontre la présence d'une dose assez considérable d'azote, en admettant que les 8 mètres cubes dégagés pèsent 10 kilogrammes, ce qui est certainement excessif ; en admettant enfin que les eaux d'égout sont comparables à celles de Paris, et contiennent environ 2 kil. de matières organiques solides ou liquides par mètre cube, ce qui est inférieur à la réalité, on voit qu'il y a une gazéification de 10 kilogrammes sur 200 kilogrammes de matière. C'est tout au plus 1/20, et même ce chiffre semble surprenant.

Les chiffres que nous avons cités plus haut sont d'accord avec cette conclusion, malgré leur caractère fruste. On y voit d'abord que l'eau, à la sortie de la fosse septique^ est plus chargée qu'à l'entrée. Ce qui y est donné comme extrait se rapporte probablement à l'eau fdtrée à l'entrée et à la sortie, et le chiffre a augmenté. L'augmentation de l'ammoniaque libre, et, malgré ce qu'ils ont d'incertain, les chiffres relatifs à l'azote albuminoïde témoignent que la fermentation a fait son œuvre pendant le séjour dans la fosse. On s'explique assez mal l'apparition des nitrates dans une masse aussi chargée de matière organique et dans un milieu anaérobie. Mais la comparaison des chiffres d'azote total à l'entrée et à la sortie montrent que l'épuration n'a guère avancé pendant le séjour dans le réservoir.

303. Lits "bactériens. — Aussi le complément néces'-" saire de ce procédé est un passage à travers des bassins, templis de scories, de mâchefer ou de matières poreuses, et sur lesquels on fait arriver les eaux sortant du Srplic Tank. On laisse ces eaux en contact pendant deux fleures avec les scories, i)uis on les évacue et on laisse

MODES DIVERS DE DESTRUCTION DE LA CELLULOSE i85

quatre heures pour s'épurer à celles dont la masse est restée imbibée. L'ensemble de l'opération est de huit heures, et chaque lit bactérien sert ainsi trois fois en vingt-quatre heures. Ici encore on peut s'attendre, avec ce que nous savons, à voir l'action des aérobies, qui arrivent à peupler le lit, amener des oxydations nouvelles. Mais nous pouvons douter aussi, avec ce que nous savons, que cette action de quatre heures soit bien puissante. L'expérience est en parfait accord avec cette conclusion. Voici, en effet, les chiffres correspondant à ceux que nous avons donnés plus haut, mais ils se rapportent maintenant à l'analyse, par les mêmes méthodes, de l'eau à la sortie des lits bactériens.

Extrait sec 424

Ammoniaque libre 125,8

Azote albuminoïde 4,5

Nitrites traces

Azotes des nitrates 3,0

Azote total 45

Azote organique 22

Il y a bien des singularités dans ces chiffres donnés comme comparatifs. C'est ainsi qu'une eau donnée comme contenant à sa sortie du réservoir 63 mgr. d'azote total, et 49 mgr. d'ammoniaque, en tout 103 mgr. d'azote, en contient 149 à la sortie des lits bactériens dont 104 à l'état d'ammoniaque. En tablant pour tant sur les chiffres fournis, nous pouvons faire les remarques suivantes.

Le chiffre pour l'extrait sec n'a pas beaucoup varié, de 1/10 environ ; mais il n'y a guère de conclusion à tirer de ce fait, car nous ne savons pas ce qu'il y avait dans cet extrait de matières minérales et de matières organiques. L'augmentation des chiffres relatifs aux nitrates n'a pas de quoi surprendre ; il est clair que dans les lits bactériens, il doit se faire une nitrification. Mais l'intéressant est de savoir à quelle fraction de l'azote total correspond cette nitrification. On voit qu'elle est de 1/15 environ.

Concilions donc que cette niétliode n'est pas à elle seule, comme on l'a dit, une méthode d'épuration. Elle peut être un adjuvant possible aux méthodes d'épuration par le sol, mais elle ne peut les remplacer. C'est sur le grand champ de la nature que se défait ce qui a été construit sur ce môme champ. Mais nous ne sommes pas encore prêts à aborder ce grand problème de la production et du maintien de la couche arable superficielle qui suffit à la production et à la destruction des végétaux et des animaux. Il faut pour cela avoir étudié la matière azotée, et nous retrouverons dans un autre volume le problème de la destruction végétale que nous abandonnons ici.

304. Conséquences géologique. — La fermentation forménique mérite encore d'être envisagée à un autre point de vue. Nous avons vu qu'elle est une combustion intérieure, et qu'elle aboutit par conséquent d'un coté à une combinaison plus oxygénée, et de l'autre à une combinaison moins oxygénée, contenant par conséquent plus de carbone et d'hydrogène que la substance originelle. C'est dans ce cas le formène.

Supposons que ce corps, au lieu d'être gazeux, soit liquide ou solide, comme quelques-uns de ses congénères. Ce serait un combustible, une sorte de houille. Au lieu de s'être répandu dans l'air au moment de sa formation, il serait resté sur place. Ce serait un produit minéral, une formation géologique.

Nous sommes donc ainsi tout près du problème de la formation de la houille, de la tourbe, des lignites, et de tous les produits, d'origine évidemment végétale, qui sont en ce moment employés comme combustibles minéraux. Le problème de la formation de la houille n'est pas encore résolu, et tout ce que nous pouvons faire, c'est d'examiner en quoi ce que nous venons d'apprendre sur la fermentation forménique peut servir à l'éclairer.

Deux choses peuvent et doivent nous rester dans cette

étude. La première, c'est que la même fermentation n'atteint pas, en général, tous les tissus d'une même plante, et qu'il peut y en avoir qui conservent leur structure là où d'autres sont complètement détruits. Nous trouvons dans la houille des portions de tissus admirablement conservés, et ce qui prouve bien qu'ils proviennent de procès de fermentation analogues à celui que nous venons d'étudier, c'est d'abord qu'on retrouve dans ces tissus des formes de bacilles et de spores analogues à celles que nous avons décrites, comme l'ont montré les travaux de M. B. Renault. C'est aussi que, avec ceux que nous savons manier, nous pouvons reproduire, avec les espèces végétales actuelles le mode de destruction que ces mêmes espèces présentent dans la houille, et que les portions qui sont respectées sont les mômes dans les deux cas.

Ainsi, M. Van Tieghem a vu qu'avec de jeunes racines d'if ou de cyprès, le bacillus amylohacter attaque la plupart des tissus et dissout complètement les membranes cellulaires. Dans l'écorce, tout le parenchyme ordinaire, puis l'assise à cadres épaissis, puis enfin l'endoderme disparaissent peu à peu, ne laissant subsister à la périphérie que les sommets cutinisés des cellules épidermiques^, dont la réunion forme la cuticule. Dans le cylindre central, l'assise rhizogène, les faisceaux libériens et le tissu conjonctif sont progressivement détruits, ne laissant subsister au centre que la bande des vaisseaux sculptés. De toute la racine, il ne reste donc en définitive que la cuticule et les vaisseaux. Or^ dans les très nombreuses radicelles des préparations de M. Renault qui se rapprochent des radicelles d'ifs et de cyprès par leurs caractères anatomiques, et notamment par les cadres épaissis qui renferment les cellules de l'avant-dernièrc assise corticale, on ne trouve comme résidu de fossilisation que la cuticule et les vaisseaux. On pourrait tirer des arguments tout pareils de l'étude des feuilles.

Voilà pour ce qui concerne la dilFérence des celluloses

vis-à-vis du niôino ]);icillc. De même divers l)acilles peuvent se comporter tout dideremment vis-à-vis de la même cellulose : il y en a qui se refuseront absolument à l'attaquer, d'autres qui la solubiliseront avec une lenteur très grande, et pourront par conséquent la faire disparaître, s'ils en ont eu le temps, ou la laisser reconnaissable au microscope, ou à peine gonflée et gélatinisée, lorsque leur action aura été interrompue par une cause quelconque. Enfin il pourra y avoir d'autres microbes qui la détruiront de préférence à toute autre. Si on réfléchit maintenant qu'il a dû arriver, dans les âges géologiques, ce qui arrive encore aujourd'hui, que sui' le même cadavre végétal, des centaines d'espèces ont pu se donner rendez-nous pour agir simultanément ou se succéder, qu'autrefois, comme maintenant, la présence ou l'absence de la chaux, la constitution du milieu, son alcalinité ou son acidité, sa température ont eu un rôle important à jouer, on voit qu'il est difficile de sortir des généralités, et que si nous avons une idée des circonstances qui ont pu présider à la formation de la houille, nous ne sommes nullement en mesure d'en écrire les détails.

Le point le plus essentiel de cette histoire nous manque. Nous allons voir tout à l'heure que dans les tourbes, les lignites, la houille, il y a, pour la même quantité de carbone que dans la cellulose dont elles proviennent, moins d'hydrogène et d'oxygène. Les fermentations qui ont présidé à la transformation sont donc désoxydantes et déshydrogénantes. Or, aucune des fermentations que nous connaissons ne conduit à ce résultat. Celle qui enlève d'un seul coup tout l'oxygène, et qu'on peut schématiquement écrire, en appelant (C^H^^O')'' une cellulose,

(G"tr°0^^)« + ;?H^^0 =- 8;iC0-" -h 3/«.CIP

ne donne qu'un produit gazeux, le formène. Les autres fermentations qui donnent de l'acide carbonique et de l'hydrogène fournissent des acides gras comme C'IPO', C'ïPO"

C'irO", moins oxygénés qiio la cellulose initiale, mais clans lesquels le rapport de Ihydrogène au carbone est plus grand que dans la cellulose brute, et dont aucun n'est en outre solide ou n'a la moindre ressemblance d'aspect avec les bitumes ou la bouille. Enfin, dans la masse de fermentations de cellulose, ensemencées spontanément ou mises en train avec quelques gouttes de purin, il n'y en a qu'une seule, à ma connaissance, où on ait constaté que le résidu s'était enrichi en carbone. C'est une fermentation de Zanichellia dentata^ faite par Bœbm, dans laquelle le résidu resté dans le flacon contenait, en bloc, 54, o de carbone, tandis que la cellulose ordinaire n'en contient que 44,4 0/0. En somme, les microbes qui peuvent encore agir comme ils l'ont fait aux temps de la houille, donner des produits bruns, insolubles, et plus riches en carbone que la cellulose initiale, nous sont encore inconnus, et s'ils existent encore à la surface du globe, ils agissent dans des conditions différentes de celles que nous réunissons aujourd'hui autour de nos fermentations de cellulose.

Nous allons voir, en étudiant les diverses matières combustibles auxquelles ils ont donné naissance, que les microbes des tourbes, lignites, houilles, anthracites, semblent avoir eux-mêmes travaillé dans des conditions très difi'érentes. Ici, nous ne pouvons que prendre pour guide les beaux travaux que M. B. Renault a consacrés à l'étude de cette question.

305. Tourbes. — Commençons par les tourbes, qui se produisent encore de nos jours. Elles sont formées par l'accumulation de débris végétaux qui ont résisté à des macérations prolongées. En examinant les fragments de bois le mieux conservés, M. B. Renault y a trouvé des microbes nombreux appartenant tant au monde des champignons qu'à celui des bactéries et coccus. On les trouve noyés dans une sorte de pulpe, formée évidemment des parois amollies et comme gélatinisées dos cellnlos. Cette pulpe relie

-WO CHAPITRI' XXIII

et noie comme une gelée les cellules et les débris végétaux qu'elle contient, provenant de dislocations plus profondes des parties plus altérables de la plante, et qui sont l'amidon, les cellules à minces parois^ les fibres ligneuses, les vaisseaux. Les seules parties qui restent au bout d'un temps assez long, sont les cellules d'épiderme, le liège, les cuticules, les grains de pollen, les spores.

Pour mesurer le degré de transformation^ nous comparerons les rapports 0/C et II/C de l'oxygène et de l'hydrogène au carbone dans la tourbe et dans la cellulose initiale.

Pour la cellulose, on a :

Pour les tourbes, en moyenne :

Il y a donc eu une perte importante d'oxygène et une perte faible d'hydrogène. •

Dans une môme tourbière les corrosions sont irrégulières d'un point à l'autre. Cependant la matière pulpeuse que nous avons signalée comme ciment va en croissant à mesure que la tourbe est plus profonde, c'est-à-dire plus ancienne et plus faite. Si on prend exemple sur ce qu'on voit encore aujourd'hui, la tourbe se forme sur des sols mouillés, et non pas inondés, formant des cuvettes sur lesquelles le tissu spongieux du sol retient l'eau qui ne s'égoutte pas.

306. Lignites. — Les lignites se forment au contraire dans des eaux peu profondes, assez aérées pour permettre

la vie de nombreux infiisoires, parmi lesquels des diatomées, qui aiment les eaux courantes. Une autre preuve est que les lits de lignites sont souvent intercalés entre des feuillets argileux témoignant de troubles temporaires dans l'eau qui les baignait. La masse des lignites est surtout faite de nombreux débris d'écorces, tissus ligneux, feuilles, spores, grains de pollen. Les bactériacées y existent en abondance, de même que des mycéliums de cbampignons appartenant surtout au groupe de Hyphomycètes. On y retrouve la masse gélatineuse et fondamentale des tourbes. Pour ces lignites les plus parfaits, on a trouvé :

Les lig-nites sont donc des produits de décomposition plus avancée que les tourbes, et comme ils sont formés des mômes éléments ligneux, il est nécessaire de les rapprocher et de ne rapporter leurs différences qu'à des différences dans les conditions de milieu qui ont présidé à leur formation.

Un de ces lignites a fourni à M. B. Renault matière à une observation intéressante : ce sont les lignites du Culm inférieur du bassin houiller de Moscou. Les seules parties qui y soient reconnaissables sont des cuticules de lycopodiacées arborescentes voisines des Lepidodendrons et nommées Bothrodendi'ons. Elles sont novées dans une masse noire amorphe. Elles sont couvertes à la surface de bactériacées, à la façon des masses cellulosiques des expériences de M. Omeliansky (454), et ont été corrodées peu à peu sans changer de nature, car, soumises à l'analyse séparément, elles ont donné des nombres comparables à ceux qu'on trouve dans l'analyse de cuticules d'agave et de lierre. Le travail microbien sur ces cuticules ne ressemble donc pas à ce qu'il était au môme moment sur d'autres portions du végétal qui devenaient du lignite, alors que la cuticule conservait sa composition. Ceci nous donne une idée de la

variété dos actions qui ont pu collaborer pour former la plus petite portion d'un lig-nite, et tout est bien d'accord avec les notions générales que nous avons recueillies.

307. Bogheads. — Passant par dessus quelques termes intermédiaires, j'arrive aux bogheads et houilles qu'il faut, il semble, Inen distinguer des tourbes et lignites en ce que leur matière fondamentale présente les caractères d'un bitume. Elle est attaquable par les oxydants (acide azotique et chlorate de potasse, acide chlorhydrique et nitrate de potasse, etc.). Cette matière fondamentale est distribuée dans la masse comme celle des lignites, elle a évidemment la même origine ; la preuve, c'est qu'il y a des lignites dans lescjuels on trouve à la fois des fragments de bois attaqués à la façon usuelle pour les lignites, et d'autres dont la décomposition est comparable à celle des végétaux de la houille. Ceci prouve que le degré d'avancement de ces transformations ne dépend pas seulement du temps, mais qu'il est pourtant plus avancé dans les bogheads que dans les lignites.

A cela près, nous retrouvons les mêmes constatations. Les bogheads peuvent être regardés, sur tous les points du globe où on les rencontre, comme résultant de l'agglomération, au fond de lacs généralement peu étendus, d'une quantité prodigieuse d'algues microscopiques, vraisemblable" ment gélatineuses, dont la composition s'est modifiée par la macération aidée du travail microbien. Ces algues sont différentes de bassin à bassin. A Autun, ce sont des espèces de protococcus, des Pila, au milieu desquels on ne voit guère que des microcoques. Les bacilles sont rares ou absents. Les bogheads de la Nouvelle-Galles du Sud sont formés de lits horizontaux d'une autre algue, nommée Reinschia Australis, voisine des Yolvocinées. Dune manière générale, les diverses espèces de Pi/a appartiennent de préférence aux bogheads de l'hémisphère nord, les Reinschia à l'hémisphère sud.

L'espèce ou le genre de l'algue ne semble pas avoir eu d'influence sensible sur la composition des bogheads, qui semblent caractérises par ceci, que la matière de Talgue a subi une désoxygénation presque complète, tandis que l'hydrogène a peu varié. On a trouvé en efifet pour ce boghead d'Autun les chili'res suivants :

et la matière qui reste a pour formule brute C-II'.

Il est clair qu'on peut toujours trouver une formule de transformation qui^ de la cellulose C'-H-^O'", conduise au résidu C-H^ Celle que M. B. Renault propose est la suivante :

QujpoQio ^ 2C ir -f 5C0 ' — 3C11^ + 2H

qui n'est pas, comme nous le verrons, la seule formule possible, mais qui est, en somme, la formule d'une fermentation forménique, et explique la formation de l'hydrogène carboné ; du grisou des mines de houille. Elle a un autre avantage;, c'est de montrer que le boghead ne contient qu'une partie minime, un tiers environ du carbone de la plante initiale. Nous allons retrouver tout à l'heure cette question à propos des houilles. Concluons seulement pour le moment que nous ne connaissons aucune espèce microbienne pouvant donner une fermentation de cette nature.

308. Houille. — Nous laissons de côté les cannels qui diffèrent surtout des bogheads en ce que, d'ordinaire, ils ne contiennent pas d'algues : il y a surtout des spores et des grains de pollen, et en général des débris résistants de végétaux cryptogames, dont le dépôt s'est fait, comme celui des bogheads, au sein d'eaux peu agitées. J'arrive

aux houilles, chez lesquelles nous retrouvons des bactéries diverses et des microcoques noml^reux, aux prises avec des végétaux différents de tous ceux que nous avons rencontrés jusqu'ici. Ce sont des bois à'arlhropitus, de cordaïte, des déljris de fougères, de feuilles variées, des fructifications diverses. Ces débris végétaux sont juxtaposés dans le môme morceau de houille, y sont inégalement altérés. Lorsqu'on tombe sur un fragment qui n'a pas subi d'écrasement, on trouve que les membranes moyennes des tissus houillifîés persistent et se traduisent par une ligne plus claire englobant une masse centrale formée, autant qu'on peut le voir, de cette substance bitumineuse dont nous parlions tout à l'heure à propos des bogheads. Les vaisseaux se comportent de même, et on y voit, grâce à leur transparence relative, des filaments de mycéliums de champignons saprophytes, qui se rapprochent beaucoup des filaments d'hyphomycètes du bois des tourbières, de sorte qu'il faut admettre que le premier stade de formation de la houille s'est fait par un mécanisme analogue à celui qui donne les tourbes et les lignites, c'est-à-dire dans des marais tourbeux où a été faite une longue macération, tantôt à l'abri de l'air^ tantôt à son contact. Le mélange en macération étant plus varié que dans aucun des cas qui précèdent, il devait y avoir une plus grande variété de microbes en action, par conséquent une altération plus profonde, conduisant à la disparition complète des parties qui étaient envahies par les fermentations que nous connaissons aujourd'hui, et à la préservation de celles qui ont persisté.

Ces matériaux tourbeux ou ligniteux, encore mous, pourrissant dans des deltas ou dans des lagunes, soumis à des variations de niveau d'ordre climatologique ou géologique, ont pu, lorsqu'ils étaient émergés, nourrir des végétations nouvelles de végétaux aquatiques (Sigillaires, Lepidodendrons, Stigmaria, Fougères). Puis est venue la crise finale. Sous l'influence du changement de relief du sol, ces ma-

MODES DIVERS DE DESTRUCTION DE LA CELLULOSE 49o

rais, ces lagunes ont été balayés par masses, parfois considérables, et entraînés dans des cavités plus profondes où se sont déposés, en couches superposées, des matériaux entraînés par une même ci-uc on par des crues successives. Là^ une compression lente et régulière a réduit le volume des matériaux en voie de houillification. Puis à leur tour, quelques-uns de ces dépôts de fond ont été remaniés par des accidents géologiques, asséchés. Ce sont nos bassins houillers d'aujourd'hui.

Mais si Thistoire générale de la formation des houilles est connue dans ses linéaments principaux, ce qu'elle a d'essentiel est encore inexpliqué : c'est le mécanisme de la houillification, de la formation de cette matière amorphe et noire pénétrant la masse de débris figurés des lignites, des bogheads et des houilles.

Dans les houilles, la transformation subie par la cellulose initiale est différente de ce qu'elle était avec les bogheads. Les caractéristiques des houilles les plus pures sont données par les rapport suivants :

La perte d'oxygène est donc beaucoup moins grande que pour les bogheads, pour lesquels elle est presque complète. Mais la perte d'hydrogène est plus forte. Le résidu houillifié d'un bois de cordaïte avait une formule brute représentée par la formule G^IFO, ce qui permit à M. li. Renault d'écrire, pour en expliquer la formation, l'équation suivante :

2C'^^H-"0'« = C«H"0 -j- 7CH*+ 8C0- -+-311-0

où on voit, comme dans celle qui a été donnée à propos des bogheads, la perte en carbone provenant de la houillification, la diminution de volume, la formation de gaz des marais, etc. Mais si nous pouvons, comme toujours, affirmer que cette transformation est surtout d'ordre bacté-

4% CIIAIMTllE XXI II

rien, il nous est impossible de la reproduire, et par conséquent la formule qui précède est, comme la précédente, tout à fait hypothétique.

309. Formules de transformation. — Quelques remarques sont ici nécessaires au sujet des formules de transformation. Si on part d'un sucre de formule CH'-O", on peut toujours trouver plusieurs formules chimiques qui en fassent sortir un résidu O'H*0'', où «, 6 et c sont connus d'avance, en donnant un dégagement de formène, d'acide carbonique et une formation d'eau. Ceci veut dire que l'équation

où H est supposé connu, peut toujours être résolue en nombres entiers, car pour évaluer les trois inconnues p, //, r, on a les trois équations :

[ Qn ■=, a -\- p -\- q I j \%i z=. 6 + 4/j + 2;-

\ Gy< = c-\- 2y -j r

On en tire facilement :

3 ka + b- ^2c

ia — 2c — b

Il est à remarquer que r est toujours défini de suite. Il est nul toutes les fois que dans le résidu C^H^'O'^

4rt = 2c -\- ù

et alors la formule donne seulement une fermentation forniénique. Tel est le cas quand le résidu est nul, ou, ce qui revient au même, a la formule d'un sucre G'^Tl^'^O''^.

Mais pour toutes les valeurs de a plus grandes, ou pour toutes les valeurs de b ou de c plus faibles, r est positif.

Supposons par exemple que nous ayons trouvé un résidu G'" IP 0^ on a alors :

Un — 38 ^-— 8—

et la formule schématique de la transformation est alors :

Il suffit de prendre une valeur de n telle que le plus petit des coefficients affectés à l'acide carbonique soit positif. Prenons par exemple n = 2, nous avons Féquation :

2G^H'^^0« = Ç}'WO' + l GH* -f- ^^ GO^' + ^° H^^O Mais prenons ii =^ 3, et nous avons de même : SG'^tP^O'^ = G'«IPO^^ + 1^ GH* + f CO^' -f ^^ H-0

Il y a donc, ainsi qu'on pouvait s'y attendre;, une infinité de formules pouvant expliquer la formation d'un résidu de composition quelconque aux dépens d'un sucre. En d'autres termes, le système des 3 équations, n étant considéré comme une variable, est indéterminé. On peut même, par un choix convenable de /?, faire disparaître le formène ou l'acide carbonique. Bref, il n'y a là qu'un jeu de formules qui n'apporte pas la moindre lumière sur le phénomène.

Il demeure entendu que les formules qui précédent peuvent servir pour les celluloses, qui ne diûèrent des sucres que par un certain nombre de molécules d'eau^ qu'on

ajoute au premier membre pour n'avoir pas à chercher de formules nouvelles^ et qu'on retrouve au second. Enfin si j'ajoute qu'on pourrait construire do nouvelles formules, comme nous l'avons fait au commencement de ce volume (5), avec l'hypothèse où il ne se dégagerait que de l'hydrogène, formules dans lesquelles rentreraient alors, comme cas particuliers, celles de M. M. Renault, on voit que les formules ne peuvent rien nous dire, et qu'il faudrait, pour savoir ce qu'est la fermentation qui a donné naissance à la houille, pouvoir la reproduire : or, c'est ce qu'on ne sait pas faire.

310. Résumé. — Cette longue étude nous a pourtant conduit à quelques conclusions importantes. Nous voyons d'abord que toutes ces substances riches en carbone sont le résultat d'un travail microbien, analogue à celui qui se poursuit encore dans les tourbières, et probablement aussi dans la terre arable, car là aussi nous avons des décompositions végétales qui s'accomplissent avec formation d'une sorte de terreau où apparaît la couleur noire caractéristique de tous les charbons géologiques. Cette teinte noire des fumiers, de l'humus, semble résulter, partout où elle se manifeste, d'une action simultanée de l'oxygène de l'air et d'un alcali. Peut-être n'a-t-on pas assez tenu compte de cette remarque dans les fermentations de cellulose faites pour rechercher l'origine de la tourbe. Les fermentations que nous venons d'essayer de reconstituer sont peut-être de cet ordre-là.

Nous voyons en outre apparaître nettement, dans les fermentations qui ont donné naissance à la houille, les diverses influences que nous avions annoncées, celle de la nature chimique et du degré physique de résistance de la substance fermentescible, celle de la nature du microbe, celle du milieu ambiant. Nous n'avons pas visé à part celle de la température, qui dépassait vraisemblablement les températures actuelles, parce que cette influence est plus fai-

blc que les autres, et reste confondue avec elles. Mais nous en avons dit assez pour qu'on voie que nous n'en savons au fond que très peu sur le phénomène de la houillitication. Nous nous expliquons très bien que certaines parties d'une plante complexe aient été respectées pendant que d'autres étaient détruites, que certaines plantes monocellulaires aient résisté, là où d'autres ne laissaient que des débris amorphes. Nous nous expliquons très bien qu'au milieu de ce magma varié qu'est un morceau de houille, on puisse isoler encore des fragments qui ont conservé leur composition originelle, comme l'a fait B. Renault (306). Tout cela, nous pouvons le faire. Ce que nous ne savons pas faire, ni par conséquent expliquer, c'est la formation de cette substance noire et bitumineuse qui semble avoir imprégné tout le magma, d'après les constatations de M. B. Renault. De sorte que la question se pose de savoir si elle provient véritablement dune transformation du bois, et si elle ne pourrait pas avoir une autre origine. Mais c'est là une question que nous ne pourrons aborder que lorsque nous aurons fait l'étude des matières grasses.

BIBLIOGRAPHIE

Van Tiegiiem. Comptes rendus, 1879.

B. Renault. Bull, de la Société d'industrie miaérulc, t. XIII, 4° liv., 1899, L't t. XIV, V" liv., 1900. Congrès des Sociétés savantes, 1900.

FERMENTATION PANAIRE

Après la cellulose, dont nous venons d'étudier quelquesunes des transformations, se présente naturellement l'amidon cru. Celui-ci, lorsqu'il est liquéfié ou saccharifié, se comporte comme un sucre, et nous l'avons assez souvent rencontré dans les études théoriques qui remplissent la première partie de ce volume pour n'avoir plus à y revenir. Mais, au point de vue pratique, il forme la matière première de plusieurs industries : il est en premier lieu le principal intéressé dans la fabrication du pain, où le gluten de la farine ne joue qu'un rôle secondaire ; c'est ce qui donne à la fermentation panaire sa place dans ce volume consacré aux fermentations des hydrates de carbone. De plus, cet amidon sert à obtenir des boissons alcooliques après avoir été liquéfié par d'autres moyens que dans la fabrication de la bière^ et ceci nous oblige à faire une place à la fermentation du koji, du saké, de l'arrack et d'autres boissons de l'Extrême-Orient.

311. Fermentation panaire. — Voici une fermentation qui nourrit les hommes depuis un temps immémorial, qui a toujours été recherchée pour la saveur et la légèreté qu'elle donne au pain, et qui, malgré ses longs services, est à peine connue dans son essence. Il y a pourtant plus de 50 ans que la science s'interroge sérieusement à son sujet. Thénard y voit une superposition de la fermentation spiritueuse, c'est-à-dire alcoolique, et de la fermentation acide, c'est-à-dire acétique ou lactique. Pour Dumas, la fermentation est une fermentation alcoolique vraie, et

FERMENTATION PANAIRE 501

l'idée générale qu'il en donne est encore si juste qu'il est bon de la citer in extefiso comme un résumé des connaissances à son époque (1843).

« Le délayage de la farine avec l'eau, dit-il, hydrate l'amidon et le gluten, dissout le sucre, l'albumine et quelques autres matières solubles.

« Le pétrissage de la pâte, en complétant ces réactions par un mélange plus intime, détermine ainsi la fermentation du sucre, en établissant un contact exact des globules de la levure avec la solution sucrée. L'interposition de l'air, par suite dô l'étirage, contribue à favoriser la fermentation comme à diviser et alléger la pâte.

« La pâte distribuée et tournée en pains est maintenue à une température douce par la chaleur du fournil, dans les replis de la toile ou dans les panetons doublés, et on conçoit que ces circonstances favorisent le développement de la fermentation.

« C'est surtout alors que le volume de la pâte augmente régulièrement, car dans tous les points où le produit gazeux de la décomposition du sucre, l'acide carbonique, se trouve enveloppé d'une pâte visqueuse dont le gluten lie les éléments, il reste emprisonné, s'accumule dans les cavités où il pénètre et qu'il agrandit.

« ... La fermentation d'une petite dose de sucre est donc un phénomène nécessaire de la panification, mais la dose en est si petite qu'elle échappe presque au calcul* On peut poser en fait que l'acide carbonique développé par cette fermentation demeure tout entier dans le pain, et qu'il y occupe à peu près la moitié du volume du pain lui-même, à la température de la cuisson, c'est-à-dire 'a 100'^. Il résulte de là qu'il ne faut pas en sucre 1/100 du poids de la farine pour produire le gaz carbonique nécessaire à la fermentation d'un pain bien levé ».

Cette explication générale prévoyait^ sans les faire, un certain nombre de constatations qui ont été réalisées depuis, et que nous allons passer en revue.

313. Existence d'une matière sucrée dans la pâte. — L'existence préalable, dans la pAte, d'un sucre directement fermentescible, n'a pas de quoi surprendre. Les études de Leplay, d'A. Girard, de Brown et Morris sur la germination et la maturation des graminées ont montré que le sucre est la muttcr Siibstanz, la matière génératrice de l'amidon dans la graine, qui en contient toujours une proportion varialjle suivant l'espèce : beaucoup dans le maïs, très peu dans le blé, dès que le grain est bien mûr. Ce sucre est surtout contenu dans l'embryon, que les procédés de mouture respectent ordinairement et rejettent ; mais pour peu que le blé mûr ou que la farine restent humides, il , se fait une réaction lente de leurs diastases sur les plus labiles de leurs dextrines ou de leurs amidons, et le sucre y apparaît.

Dans une expérience de Pœhl, des grains de blé, desséchés avec soin à 90°, puis broyés avec de l'alcool à 95 0/0, pour éviter l'action de l'eau pendant le broyage, n'ont pas cédé de sucre à ce dissolvant. Au contraire, d'autres grains simplement séchés à l'air, et contenant encore de ce fait de 10 à 13 0/0 d'eau, broyés aussi dans l'alcool, ont donné des quantités de sucre qui, évaluées en glucose pour 100 parties de grains, étaient

Pour le froment de 0,51 à 1,.39

Pour l'épeautre 0,92 à 1,06

Chez d'autres céréales, la proportion de sucre dans le grain est encore plus grande. Pillitz donne les chiffres suivants pour la proportion d'eau et de sucre dans 100 parties de diverses farines.

Eau Sucre

Seigle 13^5 1^7

Orge 13,88 2,43

Avoine 13,61 0,32

Mais 13,89 4,38

Du grain de blé, malgré l'élimination de l'embryon, le sucre passe en partie dans la farine, où apparaissent, tant

FERMENTATION PANAIRE

en raison de riiumidité qui y reste, que de la chaleur de la mouture et de l'acidité variable du produit, de nouvelles quantités de sucre qui n'augmentent que lentement. Ce qu'il est important de remarquer, c'est qu'elles augmentent beaucoup plus vite lorsque le boulanger les additionne d'eau chaude et maintient la pâte à la température de 30" qui est celle de la mise en fermentation. Ch. Graham a mesuré l'augmentation graduelle des matières solubles par l'eau, dans de la pâte de boulangerie traitée à la façon ordinaire. Il a compris dans cette étude ce qu'il appelle le maltose, la dextrine et les albuminoïdes solubles. Voici les chiffres qu'il a trouvés pour les divers grains.

Pâtes de

Maltose

Dexti'ine

Mat. alh. sol.

Total

Pains viennois :

après

15 min.

traces

2 heures

Pains blancs :

après

IS min.

2 heures

Pains de ménage :

après

lo min.

2 lieures

Farines inférieures

: après

4 heures

L'auteur, dans le document que j'ai sous les yeux, ne dit pas expressément si les nombres qu'il fournit se rapportent à 100 de pâte ou 100 de farine. Ils suffisent pourtant pour montrer que le sucre n'est pas fourni du premier coup dans la pâte saine. L'augmentation marche naturellement plus vite encore dans la pâte additionnée de levain. Concluons seulement de ce qui précède que la

pAlc contient toujours assez de sucre pour fournir à la faible fermentation reconnue nécessaire par Dumas.

313. Présence de levures dans la pâte. — Mais la fermentation subie par ce sucre est-elle une fermentation alcoolique? C'est ce qui est moins assuré. La farine n'apporte avec elle, dans la pâte, que peu ou pas de germes alcooliques. En revanclie, elle est riche en germes de bacilles ou de végétations diverses, et l'expérience apprend en elfet que, mise en suspension dans l'eau et maintenue à l'étuve, elle subit une foule de fermentations acides, putrides, ou se couvre de cryptogames variés. C'est bien rarement qu'elle subit une fermentation alcoolique.

Mais en fait nulle part la pâte de farine n'est abandonnée à elle-même quand il s'agit de faire du pain : on l'additionne toujours de levain, et sous ce nom commun on désigne des choses très diverses d'apparence. Il y a le levain de levure, qu'on fabrique en mélangeant de la farine avec 1 p. 100 de son poids environ de levure de bière ou de levures spéciales fabriquées pour les boulangeries. C'était ce que faisaient déjà les Grecs, qui se servaient^ au lieu de levure, de moût de vin en fermentation. Ce levain de levure est fabriqué avec le tiers de la farine, toute la levure, et en général une certaine quantité de lait tiède. On fait une pâte molle qu'on laisse reposer pendant 2 ou 3 heures. Quand la fermentation est établie, on délaie la pâte dans du lait et on incorpore dans ce mélange le reste de la farine, du sel, on pétrit grossièrement, et c'est ce levain qu'on incorpore à la pâte destinée à devenir du pain. 11 est clair que dans ce levain, et dans la pâte fermentée qui en provient, on doit trouver des globules de levure.

La chose est un peu plus douteuse pour le levain dit naturel, qu'on obtient en prélevant une portion de pâte bien fermentée. On la repétrit avec de la farine nouvelle et de l'eau, de façon à en faire une pâte ferme qu'on

FERMENTATION PANAIRE 503

enferme entre des toiles clans une corbeille, et on laisse fermenter jusqu'à ce que le volume ait double. A ce moment là la masse doit être élasticjue et tenace, et répandre une odeur agréable, un peu spiritueuse : c'est le levain chef. Son apprêt demande de quatre à cinq heures. Quand il est terminé, on le délaie dans l'eau, et on en fait de nouveau une pâte ferme avec de la farine. Nouvelle fermentation plus courte que la première. Après quoi, de ce levain de première, on fait une pâte moins ferme que la précédente, qu'on travaille davantage et dont l'apprêt est encore plus court que celui du levain de première. Ce levain de seconde sert à son tour a faire le levain de tout point, qui doit avoir en été la moitié du volume de la fournée, et en hiver au moins le tiers. Ce levain est encore travaillé avec plus de soin que le levain de seconde, et sert à faire directement la pâte destinée k la cuisson.

En admettant qu'on soit parti, pour préparer le levain chef, d'une pâte fermentée par le levain de levure, on a ainsi fait une série d'ensemencements successifs, et la question se pose de savoir si la levure s'est multipliée dans chacun d'eux, de façon à être active dans le dernier comme dans le premier. C'est à quoi ont répondu d'intéressantes expériences de M. L. Boutroux.

314:. Travaux de M. L. Boutroux. — D'anciennes expériences de M. L. Engel, datant de 1871, prouvent que dans le levain de boulangerie, il y a des levures, et Peters, qui a étudié avec soin la flore du levain en Allemagne, y a retrouvé, outre le saccharomyces minor d 'Engel, deux autres saccharomyces, l'un capable de faire fermenter le sucre, l'autre incapable de donner une fermentation alcoolique et ressemblant au mycoderme du vin. Mais ceci ne résout pas le problème que nous venons de nous poser. Les levains étudiés étaient pris dans le commerce, et les levures qu'on y rencontrait pouvaient provenir soit d'un ensemencement spontané, soit d'un ensemencement direct,

soit de la survivance des levures introduites dans le levain chef d'où provenaient ces levains commerciaux. M. Boutroux s'est posé un autre problème. Dans le levain d'une manutention militaire, où on travaillait exclusivement avec du levain, sans jamais l'additionner de levure ni le mélanger avec du levain des boulangeries civiles, il a cherché, par la méthode des ensemencements en milieu sucré, s'il y avait une levure ou des levures alcooliques. Trois fois sur quatre expériences, il en a trouvé^ et a pu en isoler trois espèces, dont deux sont capables de provoquer des fermentations vives dans des solutions sucrées. La question était de savoir si ces levures étaient des éléments normaux des levains, c'est-à-dire si elles se reproduisaient dans une série de levains successifs, préparés à la méthode ordinaire, en y conservant leurs propriétés et leurs proportions, ou bien au contraire si elles s'éteignaient en passant de levain en levain, c'est-à-dire de pâte en pâte.

Ce problème d'apparence si simple n'est pas facile à résoudre^ parce qu'il est sinon impossible, du moins très difficile de stériliser la farine avec laquelle on mélange la levure. Cette farine contient, comme nous allons le voir, des bacilles nombreux qui entrent en concurrence vitale avec la levure ensemencée. Cette concurrence peut être une cause d'élimination pour la levure. Comme on ne peut pas la faire disparaître en stérilisant la farine, et comme on sortirait d'ailleurs des conditions naturelles en ne lui laissant plus sa place, il faut s'en accommoder. On ne peut que la combattre dans une certaine mesure en exagérant l'apport de levure dans le levain chef.

Ce levain chef, préparé et fermenté, a servi à préparer une seconde pâte, puis celle-ci une troisième, etc., toutes faites suivant la formule suivante :

Pâte précédente 20 gr.

Farine 40 gr.

Eau salée à 2,5 0/0 20 ce.

FERMENTATION PANAIRE 507

Toutes ces pâtes ont levé normalement. A la 7e et à la 14*^ génération, on a constaté que la levure ensemencée y était encore très abondante. De plus, un pain fait avec de la pâte de la 11® génération, et cuit au four, avait bien les propriétés générales du pain ordinaire. A ce moment-là le volume initial de la culture de levure, ayant été noyé à 15 reprises dans un volume de pâte trois fois supérieur au sien, se trouvait réparti dans un volume égal à 3'*, c'està-dire, à plus de 5 millions de fois le volume initial. Ainsi la levure qu'on trouve encore très abondante dans le dernier levain s'est certainement multipliée. On ne peut pas dire, il est vrai, qu'elle ait été seule active. Il peut se faire que le vrai levain se soit multiplié en même temps qu'elle. Ce doute est en partie levé par les faits qui suivent.

315. Présence de l'alcool dans la pâte fermentée. — Une levure alcoolique qui se multiplie dans une masse contenant du sucre doit, ou bien brûler ce sucre, ou bien le transformer en alcool, suivant que sa vie aérobie est prédominante, ou sa vie anaérobie. Etant donné que la levure se multiplie beaucoup, comme en témoignent les expériences qui précèdent, on peut penser que l'alcool doit être rare dans la pâte levée, et ne pas représenter la totalité du sucre disparu. C'est ce qui arrive. J'ai trouvé des levains sans alcool. M. Moussette a été plus heureux, et a trouvé de l'alcool en condensant les vapeurs qui s'échappaient du four pendant la cuisson du pain. Enfin M. A. Girard en a trouvé aussi, et en a même fait le dosage. Dans 2,o kil. de pâte pétrie sur levure, et arrivée au degré de fermentation où elle aurait été bonne à enfourner, il a trouvé 6 ce. d'alcool. Dans une autre expérience, portant sur 2 kilogr. de pâte pétrie sur levain et fermentée, il a pu retirer 6,6 ce. d'alcool : cela fait en moyenne 2,5 gr. d'alcool par kilog. de pâte, correspondant à 0,5 0/0 de sucre, et nous savons que les farines en contiennent davantage. Il peut donc y avoir de l'alcool formé dans la fermenta-

tion panaire. Mais la question est toujours de savoir s'il n'y a que cela, et si cette fermentation du sucre est bien l'acte essentiel de la mise en levain. Il v a bien d'autrès actions microbiennes en jeu que celle do la levure, et tout ce que nous avons démontre jusqu'ici, c'est que celle de la levure doit entrer en ligne de compte. Cherchons du côté des autres pour tâcher de savoir quelle est celle c[ui est principale ou prédominante.

316. Bactéries dans la farine. — Il suffît justement d'examiner au microscope un échantillon de levain pour constater que le nombre des bactéries qu'on y rencontre est d'ordinaire de beaucoup supérieur au nombre des globules de levure, et on comprend que quelques constatations de cette nature aient fait rejeter a priori l'idée que la fermentation panaire soit une fermentation alcoolique.

Beaucoup de ces bactéries ont été décrites ou étudiées par MM. Chicandard, Laurent, Peters, Boutroux, Popoff, Wignal, Lehmann. Je ne reproduirai pas leurs diagnoses, qui, pour la plupart, sont trop incomplètes pour servir à caractériser l'espèce. En les prenant dans leur ensemble, on peut dire que ces bactéries sont d'ordinaire incapables de faire lever la pâte. En revanche, elles lui donnent une réaction et une saveur acide, peuvent même la rendre putride. Il y a probablement mélange de ferments des matières sucrées et de ferments des matières albuminoïdes.

Il faudrait, pour être renseigné sur leur action, ensemencer l'une d'elles dans de la pâte stérile. Mais on rencontre à cela les difficultés que nous avons signalées plus haut. M. Boutroux a essayé de tourner la difficulté en opérant avec ces microbes de la farine comme nous l'avons vu opérer pour les levures : ensemencer une pâte avec une culture de ces microbes, et chercher si ce microbe persiste à la suite d'une série d'ensemencements successifs dans des levains capables d'exercer leurs fonctions ordinaires. De cette persistance de tel ou tel microbe, on ne

FERMENTATION PANAIRE u09

pourra pas conclure qu'il est l'agent essentiel de la fermentation panaire, mais on devra refuser ce rôle au microbe essayé, s'il ne persiste pas dans ces ensemencements successifs ; c'est une épreuve éliminatoire à laquelle n'a résisté aucun des bacilles isolés de la farine. S'il y en a un bon, le sort ne semble donc pas être tombé sur lui. Popotf paraît avoir été plus heureux, il a pu faire du pain en incorporant à la pâte le bacille anaérobie qu'il avait extrait du levain. Mais rien ne dit que ce bacille joue un rôle dans la panification régulière.

317. Froduits de fermentations autres que la fermentation alcoolique. — La question semble donc insoluble par cette voie. Mais il y en a une autre qui s'ouvre. Si la fermentation est purement alcoolique, ses produits uniques doivent être de l'alcool et de l'acide carbonique, accompagnés d'une si faible quantité d'acide que pratiquement elle est négligeable. Si au contraire il y a d'autres fermentations, soit lactique, soit butyrique, des matériaux hydrocarbonés, sucres, dextrines, amidon, l'acidité de la masse doit augmenter faiblement, mais d'une façon sensible. Je ne parle que des substances hydrocarbonées, parce que les substances albuminoïdes, dont la proportion est plus considérable que celle du sucre, ainsi que nous l'avons vu plus haut par les nombres de Graham, fermentent plus lentement et plus péniblement que le sucre dans le milieu faiblement acide que constitue la pâte.

Cherchons donc du côté des acides formés. Nous rencontrons tout de suite l'acide carbonique. Mais celui-ci est précisément le seul qui ne puisse rien nous dire, car il s'en dégage dans toutes les fermentations et même dans les combustions microbiennes. Je sais bien que A. Girard, dans son étude, a tiré un argument de ce fait que le poids d'acide carbonique dégagé dans ses expériences égalait à peu près le poids d'alcool produit, pour conclure que la fermentation panaire était purement alcoolique : mais voilà

précisément un cas où on ne prouve rien pour vouloir trop prouver. Il y a sûrement, clans une pâte qui fermente, d'autres actions que celle de la levure, et de plus celle-ci ne se met pas à fermenter de suite, puisqu'elle se multiplie notablement: on n'a donc aucun droit de lui appliquer la formule de la fermentation alcoolique, qui donne en effet des poids à peu près égaux d'acide carbonique et d'alcool.

Mais si l'acide carbonique ne peut rien nous dire^ nous pouvons trouver quelques renseignements du côté des acides fixes et volatils. Mesurons donc l'acidité de la farine et de la pâte au moment de l'enfournement, ou ce qui revient à peu près au même, celle du pain.

318. Acidité de la farine et du pain. — Voici comment M. Balland la détermine. Dans un flacon bouché à l'émeri, on introduit o gv. de farine et 25 ce. d'alcool à 85° au moins, on agite de temps en temps et on laisse reposer une nuit. Le lendemain, on prélève 10 ce, dont on dose l'acidité avec le curcuma comme réactif de virage. L'acidité exprimée en SO*LP varie entre 0,15 et 0,50 par kilogramme de farine.

L'acidité du pain se détermine en délayant 10 gr. de pain dans l'eau, et en complétant le mélange à 100 ce. On laisse 1 heure au bain-marie bouillant, on laisse refroidir, et on titre avec la phénolphtaléine comme indicateur, à cause de la présence des phosphates. De la différence entre les indicateurs résulte une petite incertitude qui ne masque pas le fait général que voici, c'est que le pain blanc qui a été pétri sur levure donne souvent un extrait aqueux de réaction neutre. Le pain fait sur levain ordinaire donne à peu près constamment une réaction acide, qui, d'après les mesures de M. Balland, varie dans les manutentions militaires entre 1 gr. 5 et 2 gr. d'acide sulfurique par kilogramme. Elle est donc environ 10 fois celle de la farine. Cette réaction est faite surtout par de l'acide