CHAPITRE M

Des phénomènes capillaires.

Les corps organisés sont formés de parties différentes , chargées chacune d'accomplir des fonctions qui sont indispensables au maintien de la vie. Ces parties , solides ou molles, sont pénétrées de liquides de diverse nature, qui circulent dans leur intérieur sans se mêler, du moins entre certaines limites, quoiqu'il y ait des effets capillaires, des effets d'endosmose , qui résultent d'actions ayant lieu au contact des solides et des liquides. Il est très-important de reconnaître pour quel motif les liquides divers qui circulent dans les conduits sans nombre des corps organisés ne se mêlent pas entre eux. On dit avec raison que l'organisation de chaque individu, animal ou végétal, est telle que cette mixtion ne peut s'opérer sous l'empire de îa vie ; mais encore est-il qu'il existe des causes physiques mises en jeu dans cette circonstance , et qui concourent à l'effet général. Nous devons donc les étudier avant toutes choses. Commençons par les effets capillaires considérés de la manière la plus générale : d'abord sous le rapport des forces qui les produisent , puis sous celui de leur intervention dans les phénomènes naturels.

Toutes les fois qu'un corps solide est en contact avec un liquide, et qu'il est mouillé par lui , il se manifeste une action attractive, en vertu de laquelle il y a adhérence entre ces deux corps. C'est ainsi que se comporte le verre par rapport à l'eau , à l'alcool et aux huiles. Cette force attractive a la plus grande analogie avec celle qui produit les affinités; comme elle, elle détermine des actions chimiques ; c'est ainsi que le charbon et différents corps poreux jouissent de la propriété , quand on les plonge dans de l'eau colorée par une infusion de bois de campêche, de tournesol, etc., d'enlever la matière colorante, par suite d'une plus grande affinité de celle-ci pour le corps poreux que pour l'eau.

Ou doit donc considérer l'action moléculaire produite dans cette circonstance comme du même ordre que celle qui détermine les actions chimiques. L'action moléculaire produite au contact des solides et des liquides joue donc un certain rôle dans les phénomènes de la vie, surtout quand il en résulte des effets chimiques. Cette même action est une des causes auxquelles il faut attribuer l'élévation des liquides dans les tubes capillaires.

Une masse d'eau qui n'est sollicitée que par la pesanteur prend un état d'équilibre tel que sa surface supérieure est perpendiculaire à la direction de la pesanteur, c'est-à-dire qu'elle est horizontale; car si cette surface était inclinée, on pourrait décomposer la gravité en deux autres forces , l'une dirigée dans le sens du plan, l'autre perpendiculaire à ce plan : la première aurait pour effet de faire descendre les molécules de l'eau le long du plan , jusqu'à ce qu'elles fussent en équilibre; la seconde ne saurait imprimer aucun mouvement, puisqu'elle serait détruite par la résistance du plan. Or, comme les molécules de la surface, d'après les suppositions, sont en équilibre, elles ne sauraient donc se trouver sur un plan incliné; dès lors ce plan est horizontal. Mais cet état d'équilibre est troublé dès l'instant qu'on plonge un corps dans l'eau. Si ce corps est une lame de verre, l'eau s'élève un peu au-dessus de son niveau de chaque côté de la surface de la lame, de manière à former deux surfaces cylindriques ; si l'on opère avec un tube de verre creux d'un très-petit diamètre , l'eau s'élance dans l'intérieur à une hauteur plus ou moins grande, suivant le diamètre du tube , tandis qu'à l'extérieur on observe un effet semblable à celui que présente la lame. Tous les corps qui sont mouillés par l'eau, comme le verre , se comportent de même ; mais les effets sont inverses avec des corps qui ne sont pas mouillés par des liquides, tels que le mercure ; il y a alors abaissement au-dessous de son niveau. Tel est l'énoncé des phénomènes capillaires dont nous allons rappeler les principes généraux.

L'expérience démontre qu'un même liquide s'élève à la même hauteur dans des tubes de nature différente, mais de même diamètre, pourvu que leurs parois soient mouillées.

Si les tubes sont de même nature et que les diamètres soient différents, les hauteurs auxquelles s'élève le liquide sont sensiblement en raison inverse des diamètres.

D'après cela, avant d'expérimenter, il faut nettoyer les surfaces intérieures afm de les rendre plus aptes à être mouillées. On y introduit ù cet effet des acides ou de l'alcool, suivant la nature des im-

puretés qu'on suppose y adhérer. On les lave ensuite avec soin, et on les mouille dans toute leur longueur avec le liquide sur k''[uel on veut opérer. Après cette préparation , on détermine le diamètre des tubes en y introduisant du mercure , mesurant avec exactitude la hauteur de la colonne et pesant ensuite le mercure.

L'abaissement du mercure dans les tubes capillaires est soumis à la même loi.

On peut obtenir l'élévation du mercure au-dessus de son niveau , en opérant comme l'a fait Casbois, à Metz, en 1780, de manière à le faire adhérer au verre; dans ce cas, on rentre dans le fait général. Il suffit pour cela de faire bouillir pendant très-longtemps le mercure dans le tube. Il se forme pendant l'ébullition un oxyde qui se dissout dans le mercure, et donne à ce dernier la faculté de mouiller le verre. Si l'on observe la forme de la surface supérieure du mercure dans les deux cas, on voit qu'avant Tébullition cette surface était convexe, que la convexité a été en diminuant, et qu'elle est devenue ensuite sensiblement concave. De là on tire cette conséquence, que la hauteur du liquide dans les tubes capillaires est en rapport avec la forme de la surface supérieure. Pour mieux étudier cette relation, nous citerons l'expérience suivante. Si l'on sèche l'intérieur d'un tube de verre et qu'on le plonge ensuite dans du mercure également bien sec , la convexité qui termine la colonne de mercure n'est plus sensible ; mais si l'on introduit une seule goutte d'eau dans le tube, l'abaissement du mercure a lieu aussitôt, et la surface devient convexe.

Si, avant l'immersion d'un tube capillaire dans l'eau , on enduit sa surface d'une matière grasse qui l'empêche de se mouiller, l'eau s'abaisse d'abord, puis remonte, mais à une hauteur moindre que lorsque les parois pouvaient être mouillées.

Citons encore quelques faits généraux qui éclaireront sur les causes auxquelles on doit rapporter les effets capillaires. Pour le même liquide , les différences de niveau paraissent être en raison directe des densités. Les liquides néanmoins n'agissent pas suivant leur densité, car l'alcool et les huiles, qui ont une pesanteur spécifique moindre que l'eau , s'élèvent moins qu'elle.

Les effets capillaires ne sont point modifiés quand on varie l'épaisseur du verre sans changer le diamètre intérieur des tubes. Ce fait prouve évidemment que l'action qui les produit ne s'étend qu'à une distance infiniment petite de la surface; ainsi donc, au delà d'une certaine limite d'épaisseur du verre , limite qui ne peut être appréciée

par l'expérience, l'addition de couches matérielles n'exerce plus aucune influence sur les effets.

On tire encore la conséquence de ce que Télévation d'un liquide est la même dans des tubes de nature différente , pourvu que le diamètre soit le même , que le phénomène capillaire ou Télévatiou de l'eau doit être rapporté encore à l'action de la petite couche liquide adhérente aux parois sur le liquide lui-même. Cette couche, qui est infiniment mince , suffit pour écarter l'influence des parties matérielles dont les tubes sont formés.

L'action de la couche d'eau sur l'eau environnante est analogue à celle qui est employée pour rompre l'adhérence qui est produite quand des disques sont mis en contact avec ce liquide.

Dans l'explication des phénomènes capillaires , on doit donc avoir égard : 1° au diamètre des tubes ; 2" à la propriété dont jouissent leurs parois d'être mouillées ou non; 3° à l'action de la couche liquide adhérente à la paroi sur le liquide environnant ; 4° à la ligure de la surface terminale de la colonne. Nous renvoyons, pour ce qui concerne l'explication des phénomènes capillaires, à l'introduction historique , t. I, p. 200.

Les phénomènes capillaires permettent de mesurer, avec une certaine précision, la cohésion qui unit les molécules des liquides ; il faut appeler à son aide pour cela l'expérience et le calcul. Des disques de nature quelconque dont la surface est mouillée, adhérant tous également au liquide sur lequel on les applique , on admet que la force nécessaire pour rompre l'adhérence est précisément celle qui mesure la cohésion du liquide. Voici comment on obtient cette mesure :

Soit un disque circulaire en verre , suspendu par son centre au moyen d'un fll fixé à l'une des extrémités d'un fléau de balance, maintenu dans une position horizontale au moyen de poids placés dans le plateau qui se trouve à l'autre extrémité. Supposons ce disque mis en contact avec un liquide et soulevé graduellement en augmentant peu à peu le poids qui fait équilibre, le liquide situé au-dessous du disque s'élèvera en même temps jusqu'à une certaine hauteur, à laquelle parvenu il se détachera du disque et reprendra son niveau naturel ; le poids mesure la cohésion.

Voyons maintenant comment on peut déduire du calcul la valeur du poids, quand on connaît l'élévation du liquide dans des tubes capillaires dont le diamètre est connu.

D'après la théorie de Poisson , en employant un disque qui soit mouillé par le liquide, le poids nécessaire pour vaincre l'adhérence est II. i6

préciséraent celui du liquide soulevé par le disque, c'est-à-dire le poids d'un cylindre du même liquide qui aurait pour base celle du disque, et pour hauteur l'élévation de ce liquide au-dessus du niveau ; et cela par la raison que le volume du liquide soulevé, situé en dehors de ce cylindre , compense exactement le rétrécissement du liquide situé au dessous du disque et provenant de la courbure de la surface capillaire. On a dans ce cas pour le poids

^=xm l ar

en négligeant les termes divisés par ?-3, r étant supposé assez grand.

Dans cette formule

2) est le poids nécessaire pour vaincre l'adhérence 5

m , poids d'un centimètre cube de liquide;

TT, rapport de la circonférence au diamètre;

r, rayon du disque ;

ft, quantité dépendante de l'élévation du liquide dans un tube capillaire est donnée par cette équation :

A = --j + j^(log.4-.).

h est l'élévation du liquide dans le tube capillaire;

a, le rayon du tube.

D'après les expériences de M. Gay-Lussac, on a dans le cas de l'eau

r=s ™- jgiesa'^^o '^"'- ,151299™"' '■ à la température ordinaire. ^

Les équations précédentes établissent la relation qui existe entre p et/i, et l'on a2;=598'-,568.

La première formule représente avec assez d'exactitude les résultats trouvés par M. Gay-Lussac pour l'eau et trois mélanges d'alcool. Nous donnons ici les hauteurs auxquelles se sont élevés dans un tube capillaire dont le rayon a était égal à O'"'' ,06472, l'eau et trois alcools dont les densités étaient égales à 0,81961 ; 0,85950; 0,94153, celle de l'eau étant 1. Ces hauteurs sont

A l'aide de la formule qui donne /), on a pour l'eau, ^ = 59^'^, 568 , et pour l'alcool, p = Zi-%i37 , /= 32?',878, p" = 37S'-,273; tandis que M. Gay-Lussac a trouvé, par l'expérience, pour l'eau, p= 59^^40, et pour l'alcool , p = 3I8',08 , /)' = 32«%S7, ])"=: 37S'",I5. L'accord est aussi satisfaisant qu'on puisse le désirer.

Si nous nous reportons à la formule qui donne la valeur de ;;, nous voyons que p est eu raison directe de m , c'est-à-dire que plus la densité du liquide augmente, plus;; est considérable. Or, dans les expériences dont il va être question ci-après , il est prouvé que p diminue beaucoup plus rapidement que la densité; car, de 10° à 70° cent, de température, p diminue de près d'un quart de sa valeur , tandis que la densité ne diminue pas de -^^. Ainsi la formule ne paraîtrait pas s'appliquer dans tous les cas ; il faut donc, avant de se prononcer sur nue question aussi délicate, étudier avec beaucoup d'exactitude l'élévation de l'eau à diverses températures dans un tube capillaire; c'est ce que nous nous proposons de faire avec M. Edmond Becquerel. Eu attendant , nous rapporterons les résultats que nous avons obtenus ensemble en cherchant, par le procédé ci-dessus indiqué, la valeur de p pour l'eau à mesure que l'on élève sa température. Voici les moyennes d'un grand nombre d'expériences :

Température de l'eau. Poids employés pour détruire l'adhérence d'un

disque de verre de 3 cent, de diamètre.

Ces résultats ne conduisent jusqu'ici à aucune loi ; ce ne sera qu'en multipliant les expériences qu'on pourra connaître celle qui les lie. En attendant , Ion voit que la cohésion de l'eau diminue assez rapidement de 12° à 73".

En terminant les considérations générales que nous avons présentées sur les phénomènes capillaires , nous dirons quelques mots sur les vues de Laplace , relativement aux relations existant entre les actions capillaires et les actions chimiques.

Si Ton compare l'accord qui existe entre les phénomènes capillaires et les résultats de la loi d'attraction des molécules des corps décroissant très-rapidement, de manière k devenir insensible aux plus petites distances perceptibles à nos sens, on trouve cet accord tellement satisfaisant , qu'il rapproche complètement les phénomènes capillaires des actions à petite distance. Cette loi doit être celle qui régit les afliuités chimiques, puisque, comme la pesanteur, elle ne s'arrête pas a la surface des corps et pénètre, en agissant au delà du contact, à des distancesimperceptiblos. Ou peut y rattacher différents phénomènes produits dans les phénomènes chimiques. La ligure des molécules, la cha-

leur et d'autres causes , doivent modifier les effets de cette loi générale.

Suivant Laplace, l'état solide dépend de l'attraction des molécules combinées avec leur figure , en sorte qu'un acide , quoique exerçant sur une base une moindre attraction à distance que sur une autre, se combine et cristallise de préférence avec elle, si par la forme de ses molécules son contact avec cette base est plus intime. Enfin , dit-il , tout porte ù croire que dans l'état gazeux des molécules , nonseulement l'influence de la figure des molécules, mais encore celle de leur force attractive sont insensibles par rapport à la force répulsive de la chaleur. Ces molécules ne paraissent être alors qu'un obstacle à l'expansion de cette force , car on peut, sans changer la tension d'un volume donné d'un gaz quelconque, substituer à plusieurs de ces molécules disséminées dans ce volume, un pareil nombre de molécules d'un autre gaz; ces vues générales sont encore admises aujourd'hui. Nous allons nous occuper actuellement des effets capillaires dans les corps qui ne donnent pas lieu à des phéiwmèues d'endosmose, et par conséquent dans la plupart des corps inorganisés ; attendu qu'en ce qui concerne les corps organisés nous ne pourrons le faire qu'après avoir exposé la théorie de l'endosmose.

Des effets capîUaires dans les corps inorganisés.

On doit rapporter à la capillarité l'action absorbante que les corps poreux , quelle que soit leur nature, exercent sur les liquides qui les mouillent. En effet, leurs interstices ne sont autres que des espaces capillaires dans lesquels un liquide monte en vertu des actions combinées du liquide sur le corps, et des molécules du liquide sur elles-mêmes. Nous allons étudier les principaux effets de la capillarité, d'abord dans les corps de la nature inorganique.

L'intensité de l'action absorbante exercée par un corps sur un liquide dépend nécessairement de la forme et de la grandeur des pores de ce corps, de l'attraction qu'exercent ses parties sur l'air qui les remplit, et de l'action du corps sur le liquide et du liquide sur lui-même 5 le phénomène est donc très-complexe.

Pour montrer de suite l'influence des pores, nous dirons que tous les corps poreux ne jouissent du pouvoir absorbant qu'autant que les pores ne dépassent pas certaines dimensions dont la limite n'a pas encore été déterminée. Des calcaires à tissu lâche, tels que ceux des environs de Paris, se laissent imbiber très-facilement; taudis que les

calcaires compactes , le marbre , le spath cVIslaude, etc. , sont privés de cette faculté, de même que les corps régulièrement cristallisés, les métaux, etc. Néanmoins, sous une très -forte pression , ces derniers obéissent aux lois de la capillarité. C'est ainsi que l'on est parvenu à injecter des huiles siccatives dans des tuyaux de fonte pour les préserver de l'action corrosive des eaux acidulés qu'ils sont destinés à conduire. On peut, par le même moyen, faire passer du mercure à travers une planche de bois épaisse. C'est à cette cause qu'il faut rapporter les effets que présentent , en se refroidissant , des mattes très-denses, renfermant du cuivre métallique; de toutes parts apparaissent à la surface des filaments de cuivre , comme si ce métal avait passé dans une iulinité de petites filières. Quelquefois les phénomènes d'absorption déterminent des décompositions quand ils sont produits dans des dissolutions renfermant des substances réunies en vertu de faibles affinités. L'action capillaire peut donc , en certains cas, vaincre les affinités chimiques , d'où résulte un dégagement de gaz , un précipité ou une nouvelle dissolution.

Le charbon animal , produit de la calcination du sang desséché , de la corne, etc., avec du sous-carbonate de potasse , puis lessivé, se trouve, en raison de son grand état de division, dans les meilleures conditions pour produire les effets d'absorption avec ou sans action chimique. On n'a pas encore formé le tableau de toutes les substances qui peuvent être séparées lors de l'absorption ; nous savons seulement que le charbon animal préparé agit de préférence sur les matières colorantes et odorantes, telles que le bois de Fernambouc, le tournesol, le principe colorant du vin, la couleur brune qui colore les dissolutions de salpêtre, le suif, le sucre, etc. ; les huiles empyreumatiques, les exhalaisons fétides , etc. Calciné , il ne possède plus le même pouvoir d'absorption , se trouvant alors converti en charbon à grains serrés; mais si on lui fait subir une seconde calcination avec le sous-carbonate de potasse ou de soude, pour détruire les matières organiques et diviser ses parties, il redevient actif comme auparavant. Le charbon de bois se comporte de même, mais à un degré moindre, et possède aussi la propriété d'absorber les gaz simples ou composés , surtout s'il a été plongé rouge dans un bain de mercure.

On doit à M. Th. de Saussure une série d'expériences sur le pouvoir absorbant du charbon de bois plongé à une température de + 12° et sous une pression de 7 G centimètres dans différents ga/. Ce corps absorbe autant de fois le volume de gaz que findiqucnt les nombres suivants :

Gaz ammoniac 90 Gaz carburé tétrahydrique. Z3

— acide hydrociil 85 • — oxyde carbonique 9,42

— acide sulfureux 65 — oxygène 9,25

— sulfurique 55 — nitrogène 7,5

— oxyde nitreux 40 — hydrogène 1 ,75

— acide carbonique 35

Le charbon ne devant ses propriétés qu'à sa porosité , il en résulte que , lorsqu'il est mouillé, il ne doit plus absorber autant de gaz ; l'expérience a prouvé qu'il n'en prend plus que la moitié. Par la même raison, si l'on vient à verser de l'eau sur un charbon saturé de gaz , il s'en dégage une partie. Dans ce cas, M. Th. de Saussure a trouvé que le gaz dégagé se trouve dans les proportions suivantes ;

17 vol. de gaz acide carbonique.

3,25 d'oxygène.

6,50 d'azote.

1, 1 d'hydrogène.

Les phénomènes d'absorption étant toujours accompagnés d'un dégagement de chaleur (1) , il y a nécessairement condensation du gaz. Le charbon saturé de gaz placé sous le récipient d'une machine pneumatique dans lequel on fait le vide, produit un abaissement de température dû à ce que les gaz reprennent leur état élastique.

La propriété d'absorber les gaz appartient à tous les corps poreux ; nous citerons l'écume de mer , le bois poreux qui condense plus d'hydrogène que les autres corps relativement à leur faculté absorbante générale. La porosité est une condition essentielle, avons-nous dit, mais elle a ses limites, car des pores trop grands ou trop petits ne condensent pas. Ainsi, le charbon de liège, dont les pores sont très-ouverts, n'absorbe rien, de même que la graphite, qui au contraire a des pores très-resserrés. Le charbon de sapin a un pouvoir absorbant moitié de celui du charbon de bois. Si l'on détruit une grande partie des pores par la pulvérisation , on anéantit en même temps la faculté absorbante. Il n'est pas inutile de rapporter ici quelques autres effets généraux : pour des mélanges de gaz , les quantités absorbées sont en raison composée de leur attraction pour les corps; si l'un de ces derniers, déjà saturé de gaz, est introduit dans un autre gaz, celui-ci chasse une partie de l'autre pour prendre sa place; la quantité de gaz absorbée est plus grande quand ils sont mélangés que pris isolément ; peut-être dans ce

(i) Premier volume de cet ouvrage, t. I, p. 537,

cas les affinités exercent-elles une certaine influence. Ce résultat a été confirmé sur Thyclrogène et l'oxygène d'une part , l'acide carbonique et l'oxygène de l'autre. Cependant, si les affinités interviennent, il devrait s'opérer des combinaisons, ce qui est très-rare, comme on pourra s'en convaincre en expulsant le gaz j)ar la cbaleur ; il faut en excepter toutefois l'hydrogène sulfuré et l'oxygène, qui donnent de l'eau et un dépôt de soufre.

Infiltratmi et absorption des liquides.

Les substances argileuses , calcaires et autres plus ou moins poreuses , en absorbant des liquides qui tiennent en dissolution divers sels, déterminent la formation de divers composés qui servent à nous expliquer certains phénomènes géologiques dont nous allons parler.

Les infiltrations des eaux chargées d'air et de gaz acide carbonique à travers certaines roches , amènent souvent la décomposition de ces roches, surtout de celles à base de chaux ou qui renferment des sulfures métalliques ou des substances capables d'être oxydées. Les calcaires à tissus lâches , comme ceux des environs de Paris , se trouvent dans ce cas; non-seulement ils éclatent en hiver quand ils sont pénétrés d'eau, mais encore les eaux dissolvent continuellement du carbonate de chaux, qu'elles déposent dans des cavités sous forme de stalactites, de concrétions, etc.

Il existe desisources d'eau ferrugineuse qui renferment du carbonate de chaux et de l'oxyde de fer tenus en dissolution par l'intermédiaire du gaz acide carbonique. Quand cette eau traverse lentement par infiltration des lits de sable ou de graviers qui permettent le dégagement du gaz , il se forme dans les interstices un dépôt d'oxyde de fer et de carbonate de chaux.

Tantôt ces deux substances cimentent les petits grains de quartz et forment de véritables poudding , tantôt il en résulte une masse d'une structure incohérente et lâche.

Il est probable que l'action en vertu de laquelle les coquilles, les bois sont changés en carbonate de chaux, en silice, même en oxyde de fer, est due à l'action d'un liquide qui, ayant pénétré dans l'intérieur de ces corps par infiltration, a détruit les parties organiques et laissé à leur place les substances qu'il tenait en dissolution. Il est des dépôts modernes de ces coquilles, traversés par des solutions calcaires ou siliceuses, et qui n'ont éprouvé dans le cours de plusieurs siècles d'autre altération que la perte de leur matière animale. Il en est d'autres dans

lesquels la coquille a disparu , ne laissant qu'une empreinte de sa forme extérieure, ou un moule de forme intérieure, ou une contreempreinte de la coquille elle-même , la matière dont elle était formée ayant été dissoute. On peut rendre compte de ces différents effets en examinant la vase récemment retirée d'un étang renfermant des coquilles. Quand cette vase est argileuse et qu'elle est sèche, en la rompant on voit que la coquille a laissé l'empreinte de sa forme extéi'ieure. En enlevant la coquille, on trouve qu'elle contient un noyau solide d'argile qui a la forme de l'intérieur, et diffère souvent de l'extérieur. Quand l'espace qui se trouve entre le noyau et l'empreinte, au lieu de rester vide, se trouve rempli de spath calcaire , de pyrites ou de tout autre minerai , le moule est une représentation exacte de la forme tant extérieure qu'intérieure de la coquille.

Quant aux coraux et coquilles de nature calcaire et qui sont ensuite changés en silice tout en conservant leur organisation , comme on peut s'en convaincre au microscope, cette métamorphose doit être attribuée à l'infiltration d'eaux chargées de silice et de gaz acide carbonique, qui ont enlevé le calcaire au moyen de l'acide, et qui ont laissé à la place la silice.

Le professeur Gopper de Breslaw a fait quelques expériences pour imiter l'action en vertu de laquelle s'opèrent les transformations appelées pétrifications. 11 a fait tremper, à cet effet, diverses substances animales et végétales dans de l'eau tenant en dissolution des composés calcaires, siliceux et métalliques. Au bqjit de quelque temps, ces corps étaient en partie minéralisés. C'est ainsi que des tranches très-minces verticales de sapin d'Ecosse , ayant été plongées dans une solution assez concentrée de sulfate de fer , puis séchées et exposées à une chaleur rouge , jusqu'à ce que la matière végétale fût consumée entièrement et qu'il ne restât que l'oxyde de fer, la tranche conservait toute son organisation : vue au microscope, on apercevait jusqu'aux vaisseaux pointillés particuliers à cette famille de plantes.

On peut citer comme preuve à l'appui des propriétés absorbantes de certaines roches alumineuses et calcaires , la présence de dendrites ou herborisations de peroxyde de manganèse que l'on trouve dans l'intérieur des masses argileuses ou calcaires que l'on brise. Ces dendrites n'ont pu être formées que par des dépôts faits par des liquides qui se sont introduits par les fissures ou les pores de la substance, mais particulièrement par les fissures , attendu que ces herborisations occupent souvent une grande étendue. L'eau s'étaut vapori-

sée, les substances tenues eu dissolution se sont déposées ou ont cristallisé, suivant la promptitude de l'action.

L'argile est perméable à l'eau , non-seulement dans son état ordinaire , mais encore quand elle a éprouvé un certain degré de température, qui ne va pas jusqu'à la fusion, surtout quand elle renferme de la cbaux ou d'autres substances capables de la vitrifier. La porcelaine qui n'a été exposée qu'à une température rouge modérée , s'humecte assez pour que les courants électriques puissent la traverser. Aussi se sert-on aujourd'hui , avec le plus grand avantage, de ces vases pour la confection des piles à courants constants et autres appareils électro-chimiques destinés à reproduire des substances analogues à celles que l'on trouve dans la terre , ainsi que des produits que le chimiste n'a pas toujours la possibilité de produire.

Les alcarazas , vases en argile à demi cuite , en usage dans le midi de l'Espagne et en Egypte pour refroidir l'eau qu'ils renferment, jouissent de cette propriété en raison du froid produit par l'évaporation de l'eau qui suinte continuellement à travers les pores.

Il faut rapporter jusqu'à un certain point à la capillarité les efflorescences salines formées de sous -carbonate de soude ou de sel marin, qui recouvrent le sol de vastes plaines de sable, comme on en a de nombreux exemples en Afrique et en Asie. On trouve aussi le natroii à la surface de la terre, mais particulièrement en été, dans quelques plaines basses de l'ancien continent, près des lacs qui renferment ce sel en solution. Il se présente sous la forme d'efflorescences ayant de la ressemblance avec d,es dépôts de neige.

Il en est de même du sel marin; il existe un grand nombre de lacs salés à la surface de la terre, et particulièrement dans les grandes plaines de nos continents, comme au Sénégal, en Egypte, en Abyssinie , en Anatolie, en Barbarie, dans les déserts de l'Arabie, dans la ïartarie, en Chine, en Perse, etc. , ainsi que dans les plaines des régions que baigne la mer Caspienne. Les terrains qui environnent ces lacs sont eux-mêmes imprégnés de sel, qui se présente sous la forme d'efllorescences pendant l'été , et se changent en marais salins dans la saison des pluies.

Nous sommes portés à croire que les grandes nappes d'eau souterraines sont mises en communication avec la surface du sol , dans certaines contrées , par l'intermédiaire des sables , des argiles et des substances perméables à l'eau ; ces eaux , par un effet de capillarité , montent successivement à la surface eu se chargeant des sels qu'elles

rencontrent sur leur passage, et qu'elles abandonnent une fois parvenues à la surface par suite de l'évaporation. L'expérience suivante vient confirmer cette explication.

On a mis dans un tube de 5 ou 6 millimètres de diamètre intérieiu*, et de 1 décimètre de longueur, de l'argile humectée d'une dissolution de nitrate de chaux, et l'on a coiffé la partie inférieure avec un linge. On a versé une solution du même sel dans la partie supérieure du tube. Après avoir fermé son extrémité supérieure avec un bouchon,on a passé le tube dans un bouchon percé convenablement et fermant un bocal dans lequel se trouvait du carbonate d'ammoniaque en morceaux. Le carbonate étant volatil, a réagi sur le nitrate de chaux au fur et à mesure qu'il suintait, d'où est résulté, d'une part, du nitrate d'ammoniaque qui est reste en solution; de l'autre, du carbonate de chaux qui a cristallisé eu rhomboèdres parfaits sur le linge.

Les argiles, quoique jouissant de la propriété capillaire, peuvent néanmoins résister jusqu'à un certain point à la pression exercée par des liquides extérieurs en contact avec elles, pourvu que cette pression ne dépasse pas une certaine limite. On conçoit que les insterstices entre les parties de l'argile étant excessivement petits , l'action capillaire soit assez forte pour résister aux pressions extérieures. C'est pour ce motif qu'une nappe d'eau qui alimente un puits artésien peut être maintenue entre deux couches d'argile; nous ajouterons que le sable qui doit librement donner passage à l'eau dans le même puits doit être à gros grains; sans cela, la force d'ascension serait très-diminuée ; dans ce cas, le sable peut être comparé à un crible à grosses ouvertures. Nous ne devons pas oublier de mentionner, en raison de leurs applications en électro - chimie , les effets produits quand deux couches d'argile sont humectées chacune d'une dissolution différente. On a vu que lorsque l'argile est en contact avec un liquide, elle l'absorbe peu à peu et le transporte à des distances assez considérables. Mais ce transport se trouve arrêté, si l'argile, et par suite le liquide, rencontre un autre liquide qui, en réagissant sur lui, donne naissance à des composés insolubles. Pour en donner un exemple, prenons un tube en U, dans l'un des côtés duquel on introduise de l'argile humectée d'une solution de sulfure de potassium ; si l'on verse au-dessus une solution de ce même composé, celle-ci, par un effet capillaire, finira par passer dans l'autre branche. Mais si dans celle-ci on introduit préalablement de Targile humectée d'une solution de nitrate ou de sulfate de cuivre , dès l'instant que les deux argiles seront en contact , le sulfure de potassium réagh-a sur le nitrate ou le sulfate de cuivre, et il se

formera, (Vuiie part, du sulfure de cuivre qui obstruera les pores de l'argile, diminuera l'action capillaire et pourra même cristalliser, si l'action est très-lente, et de l'autre du sulfate ou du nitrate de potasse qui restera en dissolution. Les liquides éprouveront alors les plus grandes difficultés à passer d'une branche dans l'autre.

De l'écoulement des liquides dans les tubes de très-petits diamètî^es.

Il ne doit être question, dans cet ouvrage, du mouvement des liquides dans les tubes capillaires ou de très-petits diamètres, que sous le point de vue physiologique, afin de reconnaître jusqu'à quel point les lois qui régissent l'écoulement des liquides dans les capillaires des animaux vivants ou des plantes sous l'empire de la vie, sont identiques avec celles auxquelles obéit l'écoulement des mêmes liquides dans des tubes de verre de très-petits diamètres.

On doit à M. Poiseuille des recherches pleines d'intérêt sur ce sujet nouveau ; aussi ce chapitre sera-t-il consacré entièrement à l'exposition des résultats importants qu'il a obtenus. Avant ce physiologiste , Dubuat, Gerstner et Girard , dans un autre but , s'étaient occupés d'expériences sur l'écoulement des liquides dans des tubes de quelques millimètres de diamètre, mais sans étudier le phénomène dans des circonstances qui pussent faire connaître les lois de sa production; Girard est le seul qui ait fait varier les différentes charges du liquide , mais dans des limites très-resserrées. M. Poiseuille a été bien au delà de ses devanciers ; il a embrassé la question sous le point de vue le plus général, afin de rattacher les phénomènes d'écoulement qui ont lieu dans la nature organique à ceux de la nature inorganique. En conséquence , il a dû opérer successivement dans des tubes dont le diamètre intérieur variait de 0"^'",65 à o^^jOtS , et sous desfpressions plus considérables qu'on ne l'avait fait avant lui.

Il y a une différence essentielle à signaler dans la manière dont s'opère l'écoulement des liquides dans des tubes d'un certain diamètre, et dans des tubes de très-petits diamètres. Dans les premiers , le liquide coule à plein jet, sans interruption , attendu que l'affinité du liquide pour la matière du tube ne tend pas à retarder sa marche ; tandis que dans les seconds , cette affinité exerce une influence telle sur la vitesse d'écoulement, que la goutte liquide, grossissant peu à peu à l'ouverture inférieure du tube, ne tombe qu'à l'instant où la pesanteur l'emporte ; dès lors la circonstance la plus légère peut faire varier

2')2 TBAITÉ DE PHYSIQUE.

ruûiformité de l'écoulemeiit. M. Poiseuille a reconnu effectivement dans deux expériences consécutives, faites dans des circonstances qui paraissaient parfaitement identiques, que les vitesses d'écoulement présentaient des différences. Il est parvenu à éviter cet inconvénient en faisant couler l'eau ou le liquide sur lequel on opère dans l'eau ou dans ce liquide. Au moyen de cette disposition, le tube capillaire servant à l'écoulement établit la communication entre deux réservoirs remplis de liquide, soumis à deux pressions différentes.

Voici la description de l'appareil dont M. Poiseuille a fait usage dans ses expériences d'écoulement. Cet appareil se compose de trois parties, pi. X, fig. 1:1° d'un vase M de verre, en forme de fuseau ; 2° d'un tuyau en cuivre T , communiquant d'une part avec le vase M, de l'autre , par en baut, avec un renflement , duquel partent trois branches qu'on ferme chacune à volonté avec un robinet. A l'une de ces branches est adaptée une pompe foulante , destinée à mettre le liquide qui s'écoule sous une pression déterminée; a une autre branche, un manomètre à air libre, destiné à mesurer cette pression. Ce manomètre est à eau pour les pressions inférieures à celles qui seraient produites par une colonne de mercure de 150 millimètres, et à mercure pour les pressions plus considérables. La troisième branche est en communication avec un réservoir à air en cuivre, dont la paroi a une forte épaisseur, et qui a une capacité d'environ 60 litres. L'air refoulé dans cette grande capacité exerce une pression sensiblement constante sur le liquide qui s'écoule. Enfin, la troisième partie de l'appareil se compose des parties suivantes : d'un tube capillaire ef horizontal servant à l'écoulement, et mis en communication avec le vase M, et par suite avec les trois branches, au moyen d'un tube recourbé abc de, soudé eu «, à peu de distance du fond N du vase A, afin que les corpuscules étrangers qui surnagent souvent dans l'eau puissent se déposer et n'apportent aucune perturbation dans l'écoulement. Ce tube abc de est composé lui-même de plusieurs parties : en A se trouve une ampoule placée entre deux tubes diamétralement opposés, b cet de, ayant un diamètre intérieur d'environ trois quarts de millimètre et disposés comme l'indique la figure. La partie de , recourbée à angle droit , se termine par un renflement sphéroïde, auquel vient s'adapter le tube capillaire ef. La soudure est faite avec assez de soin pour que la cavité capillaire, se dilatant brusquement, soit en rapport avec celle du renflement e. Ce renflement sert à déterminer avec exactitude la longueur du tube capillaire. .. On a besoin encore de deux autres^points de repère m et w, situés

à deux millimètres environ de l'ampoule, dont la capacité et celle des deux parties du tube vertical doivent être déterminées. Enfin , à peu de distance de l'appareil se trouve une lunette horizontale , munie d'un réticule et se mouvant le long d'une coulisse verticale ; elle est destinée à viser de loin vers les points de repère m et «. L'écoulement devant s'opérer dans l'eau même , on plonge à cet effet le tube e/, ainsi que l'ampoule, dans un vase rempli de ce liquide, dont le niveau arrive à un millimètre au dessus du trait wi, afin de pouvoir viser ce trait. Pour que la température varie le moins possible pendant la durée d'une expérience, on place le vase dans un baquet plein d'eau à la même température. Les tubes capillaires doivent être choisis de manière à être le plus cylindriques possible, et leur diamètre déterminé avec un grand soin.

Ces dispositions faites, on procède aux expériences de la manière suivante. On commence par placer le tube capillaire dans un flacon contenant le liquide d'écoulement, et au moyen d'une pompe aspirante on en remplit la petite ampoule , ainsi que le tube situé au-dessus, jusque vers a. Cela fait , on dévisse la pompe et on dispose l'appareil comme il est décrit plus haut, après avoir toutefois comprimé l'air du réservoir jusqu'à la pression à laquelle on veut opérer. On dirige ensuite la lunette sur le point de repère m, et à l'instant ou le niveau du liquide passe à ce point , on fait partir un compteur à secondes , puis on dirige la lunette sur le second point de repère. On note la température et la pression au moyen du manomètre. Quand l'ampoule est sur le point de se vider, on regarde dans la lunette, et l'on observe l'instant où le niveau du liquide arrive au second repère. On note le nombre de secondes écoulées depuis le passage au premier, et on mesure la pression ; comme elle varie peu pendant la durée de l'expérience , on se contente de prendre la moyenne entre deux observations, pour avoir une pression qui soit sensiblement la mêuie.

Dans l'écoulement des liquides à travers des tubes de très-petits diamètres , on doit avoir égard à plusieurs circonstances: i° à l'infiuence de la pression sur la quantité de liquide qui s'écoule dans le même temps; 2° à celle de la longueur des tubes et de leur diamètre intérieur.

Passons successivement en revue les résultats obtenus par M. Poiseuille, en faisant varier ces trois conditions , c'est-à-dire, la pression, la longueur des tubes et leur diamètre. Dans le premier cas, il a déterminé d'abord le temps nécessaire pour que la même ampoule se vide en employant toujours le même tube, et a été conduit à ce

résultat, que pour le même tube, les quantités d'eau écoulées dans le même temps sont proportionnelles aux pressions.

Pour connaître l'inlluence de la longueur et celle du diamètre du tube, il a remplacé celui qui avait déjà servi par d'autres dont les dimensions étaient parfaitement connues. Les résultats suivants prouvent que, au delà d'une certaine longueur, la loi des pressions n'a plus lieu, et que la valeur de cette limite varie avec le diamètre. L'accord qui règne entre les résultats de l'expérience et les résultats calculés démontre parfaitement l'exactitude de cette loi.

Long, du tube 75""",8; diamètre moyen 0'"'",142

Pressions en mercure. Temps cmplojés. Temps calculés.

97 ,764 10361 admis

Long, du tube 7 5™™^ 05 ; diamètre moyen 0'"'",1 1 S

193 ,947 6100,0 admis

Long, du tube. . . . 50°"",225 ; diamètre moyen 0""",043

Long, du tube 2""",lo ; diamètre 0°"",029

49 ,994 2751 admis

PHÉNOMÈNES CAPILLAIKES. 255

LoTKj. du tube 364"'"' ; diamètre. 0""",1316

210 ,129 2250 admis

1576 ,000 286 admis

Ces résultats mettent bien en évidence la loi des pressions , qui ne se vérifie , plus d'après les expériences de M. Poiseuille , au-dessous d'une certaine longueur de tube. Un tube de 0'"'",029 de diamètre la donne encore quand la longueur est réduite à 2"""',! 0; tandis qu'un tube de 0"'™,65 de diamètre ne la présente que pour une longueur de 200"'"'.

Passons au cas où, le diamètre restant le même , la longueur du tube varie. L'impossibilité où l'on est d'opérer avec des tubes ayant le même diamètre dans toute leur longueur , fait qu'en les raccourcissant le diamètre à l'orifice de sortie n'est pas le même. Pour obvier à cet inconvénient, on détermine à la chambre claire adaptée au microscope d'Amici , les diamètres à chaque nouvelle section , ce qui permet de faire la petite correction due à la variation de diamètre, en ayant égard à la loi dont nous parlerons dans un instant, suivant laquelle varie l'écoulement du liquide avec le diamètre.

M. Poiseuille a été conduit à la loi suivante qui régit l'écoulement quand on fait varier la longueur, au-dessus toutefois d'une certaine limite de longueur, qui paraît être la même que pour la première loi :

Les temps employés pour l'écoulement d'une même quantité de liquide à la même te?npérature , sous la même pression et à travers des tubes de même diamètre, sont proportionnels à la longueur des tubes ^ c'est-à-dire que les quantités d'eau écoulées dans le même temps sont en raison inverse de la longueur.

Considérons enfin le cas où le diamètre du tube est variable. S'il est extrêmement rare de trouver des tubes parfaitement cylindriques, il ne l'est pas moins d'en trouver dont les sections soient parfaitement circulaires. Pour parer autant que possible a cet iucouvéuienl, ou a de-

25G ' TBAITÉ DE PHYSIQUE.

terminé à la chambre claire la longueur des diamètres maximum et minimum , et la moyenne géométrique des deux déterminations a été prise pour le diamètre de la section supposée circulaire.

M. Poiseuille a expérimenté avec des tubes ayant des longueurs suffisantes pour que les deux premières lois fussent satisfaites; puis, en partant de la loi des longueurs , il a calculé les produits de fécoulement pour avoir une même longueur des tubes, celle de 25 mill.

La pression constante à laquelle il a opéré est de 775 millimètres de mercure, et la température 10°.

Voici la loi déduite des expériences.

Les quantités d'eau écoulées , toutes choses égales d'ailleurs, sont entre elles comme les quatrièmes puissances des diamètres. Les résultats consignés dans le tableau suivant montrent effectivement Texactilude de cette loi :

Dësisnatioii des tubes. Diamètres moyons. Produits en mill. cubes émulés en 5oo".

En comparant ces produits deux à deux , on voit qu'ils satisfont à la loi précédemment énoncée.

Le produit du tube M comparé ou produit du tube

E est. . 1,46-50 au lieu de 1,4648

Enfin on est parvenu, après avoir comparé un grand nombre de résultats, à établir la formule qui exprime le produit de l'écoulement. Cette formule est

Q étant le produit de l'écoulement; H, la pression ;D, le diamètre du tube, et L, sa longueur; K, uu coefficient constant dépendant de la température, lequel a été déterminé empiriquement , toujours pour

PHÉNOMÈNES C^PILLAIBES. 257

les tubes de très-petits diamètres que nous venons de considérer, et dont la valeur est (T indiquant la température),

K= 1836,724 (1-j-0, 0336793 T + 0,0002209936 T'). De telle sorte que la formule établie par M. Poiseuille, pour l'écoulement des liquides dans lestubes de très-petits diamètres, est

Les expériences dont nous venons de faire connaître les principaux résultats, établissent donc les lois qui régissent l'écoulement des liquides dans les tubes de verre d'un très-petit diamètre , quand on fait varier la pression à laquelle sont soumis ces liquides, la loni^^ueur et le diamètre des tubes. M. Poiseuille s'occupe de rechercher jusqu'à quel point ces lois s'appliquent à l'écoulement des liquides dans les vaisseaux capillaires des animaux morts ou vivants, afin de tâcher de découvrir si , en dehors de la force vitale, il n'existerait pas une cause physique propre à la nature organique qui servirait à expliquer une partie des faits observés. Mais dès à présent il a résolu avec beaucoup de sagacité la question qui avait pour but d'établir l'identité dans le mode d'écoulement considéré dans les tubes de verre, dans les capillaires des animaux morts ou vivants, en faisant varier la nature du liquide écoulé. Il a donc traité du mouvement des liquides : l°dans les tubes capillaires de verre;

2" Dans les tubes capillaires des corps organisés, privés de la vie ;

3° Dans les mêmes tubes, sous l'empire de la vie.

Nous allons examiner successivement chacune de ces questions, en suivant la marche que lui-même s'est tracée.

Fait fondamental.

Dans l'écoulement des liquides à travers les tubes d'un très-petit diamètre, le liquide se meut dans un canal dont les parois sont formées par le liquide qui s'écoule. Ce principe, admis par tous ceux qui se sont occupés d'hydrodynamique, a été démontré expérimentalement de la manière suivante par M. Poiseuille.

Il a pris un tube de verre ayant les dimensions suivantes :

Tube A , long. = 108""", 24 ; diamètre, 0'""',255 ; capacité de l'ampoule, 6""; pression, 746'""', 45 d'eau. L'ampoule remplie d'eau distillée s'est vidée en 1132".

On a fait passer dans le tube du vernis de Spa, étendu de trois fois son poids d'alcool; puis une grande quantité d'air pour vaporiser II. 17

l'alcool , afin que la surface Intérieure du tube fut recouverte d'uue couche de vernis et dépolie. L'écoulement de la môme quantité d'eau s'est opéré cette fois en 1 136" ; il y a eu par conséquent un retard de 4", dû probablement à un rétrécissement du diamètre du tube. Pour voir jusqu'à quel point cette opinion était fondée , on a fait fondre à une douce chaleur la couche de vernis, afin que la surface devînt polie; l'ampoule a mis alors à se vider 1 135",75, à peu près le même temps. Ainsi donc, que la surface intérieure du tube soit polie ou dépolie , la durée de l'écoulement est la même. On est conduit par là à admettre que, dans l'écoulement dans les tubes capillaires, l'eau coule sur une paroi liquide formée par une couche fluide, maintenue contre les parois du tube par l'action attractive exercée par le verre sur le liquide qui se meut ; l'action de cette couche détruirait l'effet résultant de l'état de la surface. Ce qui tend à confirmer cette manière de voir, c'est que les phénomènes sont tout autres quand le liquide qui s'écoule ne mouille pas les parois. Nous citerons pour exemple le mercure , qui coule moins vite dans un tube dont la surface est dépolie , que dans un autre de même nature à surface polie. La nature du tube n entre donc pour rien dans la production du phénomène de mouvement , qu'il faut rapporter aux actions réciproques des molécules fluides qui s'écoulent. Voyons ce qui arrive avec des liquides de nature différente.

Tube B, long. = 105"""; dia., O"'",^; cap. del'amp., 29''%S; pression, 147'"'" de mercure; temp. 16°.

Eau distillée et nitrate de potasse.

Durée de récoulement.

Eau distillée 1 1 1',46"

Sel : eau : : 1 : 50 (en poids) 109 ,20

Sel: eau: : l : 10 107,34

La présence du nitrate de potasse a donc rendu l'écoulement plus facile.

Avec un tube d'un diamètre plus petit , le résultat a été le même.

Eau distillée et alcool.

TubeD, long., 245'"'"; D = 0""",36; cap. de l'amp., 13<^%5; pression, 140'"'" de mercure ; temp.^ 10°.

Durée de l'écoulement.

Eau distillée , , 8',43"

Alcool anhydre 11,22

Alcool : eau : : 2 : 1 22',16

Alcool : eau : : 1 : 3 24',4

Alcool : eau : : 1 : 5 20 ,37

Alcool : eau : : 1 : 9 1 4',1

Alcool: eau: : 1 : 18 ll',34

Ces résultats nous montrent que l'alcool ajouté à l'eau retarde l'écoulement du liquide.

Expériences dans lesquelles Veau est remplacée par le sérum.

TubeE, long.=25'"™; D=0'""',175 ; cap. de l'amp., 30", 75 ; pression, 2020""" d'eau.

Durée de l'écoulement.

Eau distillée 37',4"

Sérum de l'homme d= i ,02875 68 ,45

Sérum autre que le précédent f7= 1,03037 71 ,25

Ces expériences montrent que le sérum coule près de moitié moins vite que l'eau distillée , et que deux sérums ayant sensiblement la même densité ne coulent pas également \ite, probablement parce qu'ils n'ont pas la même composition chimique. En ajoutant de l'eau au sérum, on a obtenu les résultats suivants : Eau : à sérum : : l : lo ; Densité, 1,02645.— Durée de l'écoulement, 63',4". En continuant à ajouter de l'eau , l'écoulement s'est accéléré de plus en plus ; avec des mélanges de sérum et de nitrate de potasse ou d'acétate d'ammoniaque, M. Poiseuille a trouvé qu'entre certaines limites, la vitesse d'écoulement augmentait; mais que si à un mélange de sérum et d'ammoniaque, on ajoutait du nitrate de potasse, il y avait au contraire ralentissement dans l'écoulement.

L'alcool ajouté au sérum retarde l'écoulement comme pour l'eau distillée; enlin, si au mélange de sérum et d'alcool on ajoute du nitrate de potasse , on rend au sérum sa vitesse primitive.

Les expériences dont nous venons de faire connaître les principaux résultats ont été faites avec des tubes de verre. Il s'agit de voir maintenant si les résultats sont encore les mêmes avec les vaisseaux capillaires des corps organisés; et, pour simplifier la question, prenons d'abord des corps qui ne soient plus sous l'empire de la vie, afin d'éliminer l'action de la force vitale. Dans des expériences de ce genre, il faut se mettre en garde contre l'agglomération des globules du sang ou autres d'une nature différente si l'on opère sur des vé-

260 TRAlTli DE PHYSIQUE.

gétaux, et contre le phénomène d'imbibition des tissus parcourus par les liquides, dont l'effet est de rendre bientôt, pour ainsi dire l'organe imperméable, phénomène dont il sera question plus loin.

L'eau distillée étant de tous les liquides celui qui présente cet effet au plus haut degré, M. Poiseuille lui a substitué le sérum du sang de bœuf, de mouton, qui n'a pas cet inconvénient, et dont les propriétés le rapprochent le plus du sang. Le sang défibriné ne pouvait être employé avantageusement, attendu que l'expérience a prouvé que l'écoulement se ralentit peu à peu, et finit par s'arrêter tout à fait. On explique par là comment il se fait que la mort suive la dimiuution successive de la fibrine dans le sang.

Pour expérimenter sur l'animal mort, ou commence par tuer l'animal par hémorrhagie, et on injecte ensuite l'artère principale d'un organe sur lequel on veut opérer avec du sérum à température ambiante, jusqu'cà ce que tout le sang rouge soit expulsé, l'organe faisant toujours partie de l'animal, qu'on laisse refroidir jusqu'à ce qu'il ait atteint la température au milieu de laquelle il se trouve. L'artère est ensuite préparée pour recevoir l'extrémité inférieure du tube qui renferme le liquide destiné à circuler dans les capillaires. La pression donnée par le poids du liquide en mouvement est ordinairement égale à une colonne d'environ 0™, 1835 de hauteur, et équivaut à la pression du cœur gauche, déterminée par l'hémo-dynamètre; la quantité de liquide écoulée variait de 90 à lOO".

Expérience sur le rein d'un chien pesant 5 à 6 kilog.; température, 13",5.

Sérum pur.

Durée de l'écoulement.

l'^'expér 3',9"

Même sérum mélangéd'acétate d'ammoniaque; sel: sérum : : l : 75 en poids.

4" expér 2',49"

Ces derniers résultats montrent que la présence de l'acétate d'ammoniaque accélère l'écoulement dans les tubes capillaires organisés comme dans les tubes de verre. Il est probable que dans les 5® et 6^

expériences, la durée de réconlement n'a été moindre que parce que les vaisseaux ne contenaient plus de sérum pur.

De semblables expériences , faites sur la cuisse d'un chien ou sur un autre organe , avec du sérum auquel on avait ajouté du nitrate de potasse, ont montré que ce sel facilitait l'écoulement du sérum, dans les capillaires des corps organisés prives de vie, comme dans les tubes inertes.

L'alcool ajouté au sérum retarde au contraire l'écoulement , comme dans les tubes de verre. Passons aux vaisseaux capillaires des animaux vivants, toutes choses égales d'ailleurs. M. Poiseuille a suivi le même mode d'expérimentation que celui employé par M. Héring , lequel consiste à injecter dans une des veines jugulaires une solution de ferrocyanure de potassium , dont la présence est accusée à l'aide de réactifs convenables dans le sang tiré de la veine jugulaire opposée , après toutefois que la solution a traversé les cavités droites du cœur, l'artère pulmonaire, les capillaires des poumons, les veines pulmonaires, le cœur aortique, l'aorte ascendante et les capillaires des organes d'où naissent les bronches qui se rendent à cette veine. Il est bien évident que le temps écoulé eutre l'introduction du sel dans l'une des jugulaires et le moment de son arrivée dans la jugulaire opposée, mesure exactement celui employé par une molécule de sang pour effectuer tout le trajet indiqué. Ces expériences exigeaient, avant tout, que l'on s'assurât que la solution injectée dans l'une des jugulaires ne modifiait pas sensiblement l'intensité des contractions du cœur, ce dont on s'est assuré à l'aide de l'hémo-dynamètre. Rassuré complètement sur ce point , on a injecté dans l'une des veines jugulaires de plusieurs chiens, les liquides suivants, qui n'altèrent en rien la fluidité, soit du sérum, soit du sang défibriné :

o{ O^^IS de ferrocyanure de potassium.

1 10 d'eau distillée.

/' 0«' , 1 0 de ferrocyanure de potassium. 2" 3 d'eau.

( 8 d'alcool à 40°.

i' Qf',! 0 de ferrocyanure de potassium. 3'\ 0 ,10 de nitrate de potasse.

\ 10 d'eau distillée.

io^"^ de ferrocyanm-e de potassium. 0 ,00 d'acétate d'ammoniaque.

10 d'eau distillée.

262 TBAITÉ DE PHYSIQUE.

Dans chaque expérience , on s'assurait que la colonne de mercure de l'hémo-dynamètre était la même avant qu'après l'injection du liquide dans la veine jugulaire. Complètement rassuré sur ce point, M. Poiseuille a cherché quelle était la vitesse du sang dans un cheval à l'état normal , c'est-à-dire le temps que mettait le sang à passer d'une jugulaire dans l'autre sous l'influence du cyanure. A cet effet , il a introduit dans l'une des jugulaires préalablement découverte le bout d'un entonnoir de 600 centimètres de capacité , formé d'une alonge droite, terminée inférieurement par un tube en cuivre légèrement recourbé et muni d'un robinet. Le liquide employé se composait de 5 gr. de cyanoferrure de potassium , dissous dans 450 gr. d'eau distillée; sa température était celle de l'animal, afin qu'il n'en résultat pas un refroidissement qui pût jeter une perturbation dans l'économie générale. Le sang de la veine opposée était recueilli à certains intervalles de temps dans des vases numérotés (comptés avec un chronomètre). L'expérience terminée, les veines étaient refermées, et l'on s'assurait si l'animal était aussi calme après l'expérience qu'avant , afin qu'il pût être considéré comme étant à l'état normal. Le lendemain , le sérum du sang était essayé à l'aide d'une solution de perchlorure de fer. Le temps correspondant au premier vase dans lequel on reconnaissait la présence du cyanure , était précisément celui que le sang avait employé à passer d'une veine dans l'autre. Des expériences faites sur douze chevaux, par M. Poiseuille, ont donné les résultats suivants. Avec le liquide précédemment indiqué, la vitesse de circulation a été de 25 à 30"; en y ajoutant de l'acétate d'ammoniaque, elle a été de 18 à 24" ; en substituant l'alcool à l'acétate d'ammoniaque , la vitesse de circulation a été de 40 à 45".

On est conduit à cette conséquence remarquable, que l'alcool mêlé au sang retarde la circulation du sang dans les capillaires vivants, comme dans les tubes de verre ou les vaisseaux inertes , tandis que l'acétate d'ammoniaque l'accélère. La présence du nitrate de potasse produit le même effet que l'acétate d'ammoniaque. Les effets que nous venons de rapporter, produits sous l'empire de la vie, sont dus évidemment à des effets physiques; ils nous prouvent que dans l'étude des phénomènes physiologiques , il est indispensable de faire intervenir l'action des forces physiques qui peuvent être modifiées par l'action vitale, mais qui, dans quelques circonstances, sont prépondérantes; car il est bien démontré que les causes physiques qui régissent l'écoulement des liquides dans les tubes inertes, sont précisément celles qui président à la circulation du sang dans les animaux. Dans

la notice historique insérée en tête du premier volume, nous avons fait sentir la nécessité de Talliance entre la physique et la chimie d'une part, la physique, la chimie et la physiologie de l'autre , les faits que nous venons de rapporter ne doivent laisser aucun doute sur l'importance de cette alliance à l'avancement de la physiologie. Nul doute que, dans la circulation du sang, la force vitale ne modifie celle des causes physiques. Cette modification résulte de l'action des tissus sur le sang , action qui n'est plus la même après la vie quand l'action nerveuse n'existe plus. Cette influence de l'action nerveuse peut tout au plus modifier la vitesse de circulation, mais non assez fortement pour masquer les effets généraux dus à l'action des forces phj'siques , suivant les composés qui s'introduisent à chaque instant dans le sang ou qui lui sont enlevés. Néanmoins les effets généraux observés doivent être considérés comme les mêmes dans les capillaires vivants comme dans les capillaires inertes.

Nous avons parlé de l'hémo-dynamètre sans le décrire , de cet instrument à l'aide duquel on mesure la pression du sang, parce que nous n'avons pas voulu scinder l'exposé des expériences et les résultats qu'en a déduits M. Poiseuille. Nous avons jugé utile de faire connaître cet instrument très-simple, que l'on doit à ce physiologiste distingué.

Soit un tube de verre, fig. 2, pi. X, présentant une branche horizontale AB, une branche verticale descendante BC, et une troisième branche ascendante D E , courbé de manière à offrir en B un quart de cercle , et en CD un demi-cercle.

Le tube étant dans une position verticale , après avoir introduit du mercure dans les branches verticales dont les niveaux sont en G et H, on met au-dessus du mercure, et dans la branche horizontale A , B, G, une solution saturée de carbonate de soude pour s'opposer à la coagulation du sang. Si le sang s'introduit dans la partie A B G par l'orifice A , abouché à une artère , il pressera sur la surface G du mercure; le métal sera déprimé dans la branche BC de G en K, par exemple , lorsqu'il s'élèvera dans la branche DE en I. Il est évident, d'après les lois de l'hydrostatique, que la différence des niveaux du mercure dans les deux branches , en ayant égard à la petite correction provenant de la présence du carbonate de soude, donnera la pression du sang dans le système artériel.