S 1 — SOURCES PHYSIOLOGIQUES DE CHALEUR

I08i. ciALBUi ahualb. — Les animaux dégagent continuellement de la chaleur pendant leur vie. Chez les animaux à sang chaud, qui sont les mammifères et les oiseaux, cette chaleur compense à chaque instant les pertes extérieures, de manière que leur température reste sensiblement constante. Chez les autres, dits h sang froid, la température n'aplus rien de fixe, elle suit les variations du milieu ambiant. Cependant ces animaux engendrent de la chaleur, car leur température dépasse presque toujours de quelques degrés celle du fluide dans lequel ils vivent; seulement, la chaleur se produit si lentemeni qu'elle est enlevée à chaque instant par Faction des causes extéiieures. Ce qui distingue réellement les animaux à sang chaud des animaux à sang firoid, c'est que la température des premiers est sensiblement constante, tandis que celle des autres peut éprouver des variations considérables, sans que leur existence soit compromise.

1088. Températare des Animant. — Pour mesurer la température d'un mammifère, on introduit un thermomètre très sensible dans une partie de son corps assez profonde pour ne pas subir l'influence du milieu ambiant. J. Davy plaçait l'instrument sous la langue de l'animal. Cependant, là on trouve encore une température un peu plus faible que dans les régions les plus profondes, surtout quand l'air est froid. Ce n'est que pour ces régions profondes qu'on peut dire que la température des animaux à sang chaud est constante ; la température des régions superficielles, surtout de celles qui sont en partie isolées, comme les pieds, les mains, le nez, les oreilles, peut être accidentellement beaucoup plus basse. Chacun a pu en faire l'observation quand il fait très froid.

Pour explorer les parties profondes des animaux vivants, sans pratiquer des iocisions qui produiraient une irritation capable de modifier la température, MM. Becquerel et Breschet' ont employé deux systèmes d'aiguilles très fines formées chacune d'une partie en cuivre et d'une partie en acier soudées bout i bout. On introduit l'une de ces aiguilles ab (fig. 805) par la pointe d'acier 6, dans l'organe que l'on veut explorer, de manière que la soudure soit au point dont on veut obtenir la température. L'extrémité 6 est mise en communication airec l'extrémité en acier de l'autre aiguille ee\ au moyen d'un fil de même

1 TraUé de phys. dans set rapp, avec la chimie et les se. naturelles, par M. Becquerel, t. H.

substance be. Enfin, les extrémités en cuivre des deux aiguilles sont mises et communication avec les deux bouts du fil d'un rhéomètre muUiplicutaLr R. La déviation de Taiguille aimantée de cet instrument fait connaître la différence de température des soudures des aiguilles a6, ee\ Le rbéomètre doit être asso sensible pour donner une déviation de 1 "" quand la différence de températore des soudures est de 0°,1. La soudure e' de Tai^ille ee' est maintenue à oof température constante, soit dans de la glace fondante, soit dans la bouche de Texpérimentateur, soit encore dans Fétu ve de M. Sorel, AB (883), dont h température est réglée de manière que la différence entre les températures des soudures des deux aiguilles soit assez petite pour que les déviations du rhéomètre ne dépassent pas 20 degrés. Du reste, Tirritation que produit lapréseon

de l'aiguille ne semble pas modifier la température de l'organe ; car, si Ton emploie des aiguilles de différente grosseur, les résultats restent les mômes, et cependait Tirritalion doit être différente.

Il y a des organes qu*on ne peil perforer sans danger : par exenpie, les intestins, l'estomac. Les dêoi parties de l'aiguille sont alors appliquées l'une contre l'autre, comme on le voit ea r et f (fig. 805), et soudées par l'une des extrémités sur une longueur de 2 ou S""". Elles sont séparées partout ailleurs par une lame mince d'une substance non conductrice de l'électricité. L'aiguille forme alors une espèce de sonde, r, r', à laquelle on donne une forme appropriée à la cavité que Ton veut explorer.

L'usage des aiguilles thermo-électriques exige quelques précautions : il faut éviter le refroidissement des parties de ces aiguilles qui sont exposées à l'air: pour cela, on les enveloppe avec de la laine. Il faut aussi que la longueur totale des fils qui composent le circuit reste constante dans une même série d'expériences, sans cela des déviations égales ne correspondraient pas à des différences égales de température entre les soudures.

1083. Températares comparées dans un même Individn. — Il résulte des expériences de MM. Becquerel et Breschet, que les muscles de l'homme présentent t°,25 à 2°, 25 de plus que le tissu cellulaire sous-cutané. Les contractions des muscles élèvent leur température : si l'on plie plusieurs fois de suite l'avant-bras, pendant que la soudure de l'une des aiguilles se trouve plongée dans le muscle biceps, l'aiguille du rhéomètre indique un accroissement de température qui, au bout de 5 minutes, peut aller à 5'. L'agitation et tout ce qui détermine un afflux de sang élève la tempénture.

Fig. 805.

Au contraire, la compression d'une artère est suivie d'un refroidissement dans les muscles où ce vaisseau se ramifie.

Le sang artériel est plus chaud que le sang veineux. J. Davy avait trouvé une différence de 0*^,74; il engageait le réservoir de petits thermomètres dans la carotide et la jugulaire de divers animaux. M. Becquerel, en se servant d'aiguilles en forme de sonde à pointe très fine qu'il enfonçait dans les vaisseaux, a trouvé, sur des chiens, une différence de 1°,01 en moyenne entre le sang artériel de l'aorte et le sang veineux de la veine cave ascendante. Ces vaisseaux étaient mis à découvert en ouvrant la poitrine ; ce qui faisait que les poumons ne fonctionnaient que très imparfaitement. A mesure qu'on s'éloigne du cœur, on trouve une petite diminution de température de quelques dixièmes de degré, tant dans les veines que dans les artères.

L'état de fièvre, chez l'homme, est accompagné d'une élévation de température qui peut aller à 3"". L'état de paralysie d'un membre ne paraît pas modifier sa température.

iMflnenee de la températare ambiante. — La température de l'homme, observée dans les muscles, est de 37° environ ; elle ne varie que de 1 ° environ, quand on passe d'un individu à un autre. C'est ce qui résulte d'observations faites dans toutes les parties du monde, par J. Davy. Il a constaté aussi que la température d'un môme individu peut s'élever de 1 ° quand il se transporte dans des pays où la température est plus élevée que celle de son corps. Cet effet paraît plus sensible chez les Européens que chez les habitants des pays diauds : des enfants nés à Colombo ont donné à J.' Davy 38°, 9, tandis que des Hottentots ne donnaient que 35°, 8.

Divers observateurs ont pu séjourner pendant 10 à 15 minutes dans des étuves à température élevée. Dobson a pu supporter ainsi 99°, Berger 109°, Blagden 127°,67, Tillot et Duhamel 128°, 75. Le pouls battait alors 164 fois par minute au lieu de 60, et la température du corps s'élevait de 4 ou 5°. Un pareil excès ne peut être supporté que pendant peu de temps, car des animaux soumis aux mêmes expériences périrent dès que la température eut dépassé notablement celle qu'ils possédaient habituellement.

Franklin a expliqué la résistance à réchauffement, des animaux à sang chaud, par le froid qu'engendre l'évaporation qui a lieu à la surface de leur peau. En effet, les observateurs qui se sont soumis à des températures très élevées ont toujours eu soin de dessécher l'air, pour que la transpiration fût très active, et Delaroche, ayant renfermé des animaux dans des étuves saturées d'humidité, les a vu périr promptement, quoique la température de l'étuve dépassât très peu celle de leur corps.

Du reste, la résistance h réchauffement n'est peut-être pas aussi prononcée qu'on le croit ; car, dans certaines expériences, la température du corps s'est Âevée de quelques degrés, quoiqu'on ne les ait pas prolongées sufiisamment pour qu'une masse aussi grande se mit en équilibre avec la température ambiante. La résistance au refroidissement est plus prononcée ; ce qui ^'explique

facilement, puisque le corps renferme une source permanente de chaleur. Cependant, on ne peut résister aux froids intenses des régions boréales qna augmentant la chaleur des muscles au moyen d*un exercice violent. Si In reste immobile, réquilihre tend à s'établir, et un engourdissement soifi de torpeur amène insensiblement la mort, surtout chez les enfants et les Yieillanh.

4084. Tcmpératare des dlTera anlnianx. — Voici quelques résoltltS généraux trouvés par J. Davy. La température des mammifércf^ varie, ei général, de 37'' à 40"". Le pangolin a donné cependant 26"*, 7 seulement, Yù étant à 27°.

Les oiseaux, dont le système respiratoire est si développé, ont donné des résultats généralement compris entre 38"" et43'',9.

Il y a des animaux à sang chaud dont la température ne peut se maintenir qu'à ii° à \b° au-dessus de celle de Tair; pendant Thiver, cette températare s abaisse notablement; ils tombent dans Tengourdissement, et restent dansai état de sommeil léthargique. On les nomme animaux hibernante; ils format pour ainsi dire le passage des animaux à sang chaud aux animaux à sang froid. Les mammifères et les oiseaux, quand ils sont très jeunes, produisent aosâ assez peu de chaleur pour se refroidir facilement ; c'est pourquoi, quand ils sont privés des soins de leur mère, dont la chaleur les préserve du refroidissement, ils ne tardent pas à périr, à moins que la température de l'air ne àà élevée.

Dans les animaux à sang froid, la température n'est plus constante; eDe dépend de celle du milieu ambiant. Les reptiles donnent le plus souvent quelques degrés de plus que l'air extérieur. Les poissons peuvent posséder 1** de plus que l'eau qui les environne. La bonite présente une exception remarquable: chez ce poisson, la température des muscles profonds s'est trouvée de 37 %i l'eau de la mer n'étant qu'à 27°, 2.

On a fait peu d'observations sur les mollusques et les crustacés. L'huître, l'écrevisse et le crabe ont donné à J. Davy la même température que l'cao. Les insectes dégagent au contraire assez de chaleur pour se maintenir souvent au-dessus de la température extérieure. Les essaims d'abeilles peuvent faire monter le thermomètre à 49° ; et cet instrument s'est quelquefois élevé i 36= dans des ruches, quand la température extérieure était très basse. J. Davy a trouvé 22°, 5 sur un grillon, pendant que l'air n'était qu'à 16°, 7. Le sphynx du caille-lait est souvent chaud à la main; Dugès a trouvé sa teropératore supérieure de 8° à celle de l'air extérieur, qui était de 28°. Nous avons dit (71 i) par quel moyen Melloni a pu reconnaître que les insectes dégagent de la chaleur.

i085. Mesure de la chaienr animale. — Les recherches qui ont été faites pour évaluer la quantité de chaleur dégagée par les animaux , ont toujours eu pour objet principal de la comparer à la quantité d'oxygène absorbée dans l'acte de la respiration, afin de contrôler les théories par lesquelles on a cherché a expliquer la chaleur animale.

C'est à Lavoisier et Laplace que sont dues les premières expériences sur ce sujet. Ils se servaient de leur calorimètre de glace, dans lequel ils plaçaient une botte en métal contenant Tanimal soumis à Texpérience. De l'air à 0"^ arrivait continuellement dans la botte, et les gaz provenant de la respiration étaient recueillis pour être analysés. — Crawfort et Black ont fait des expériences analogues, mais elles sont regardées comme peu exactes.

En 18M, M. Despretz, au moyen de l'appareil que nous avons déjà décrit (1061), a mesuré la chaleur dégagée par différents animaux ^ L'animal était renfermé dans une caisse en cuivre, plongée dans l'eau du calorimètre et fermée par un couvercle dont les bords rabattus s'enfonçaient dans une rigole pleine de mercure. Des baguettes d'osier empêchaient qu'il n'y eût contact entre les parois de cette caisse et le corps de l'animal. L'air était fourni par an gazomètre gradué, et les gaz provenant de la respiration étaient reçus dans an autre gazomètre, où ils étaient séparés de l'eau par un flotteur en fer-blanc, pour éviter l'absorption d'un peu d'acide carbonique, par l'eau; plus tard, M. Despretz a recueilli ces gaz dans un gazomètre à mercure. Ces expériences remarquables ont été faites sur différents animaux : lapins, cochons d'Inde, chiens, chats, pigeons, canards, grand-duc, chouettes, pies, ponles, goélands, buses.

Vers la même époque, Dulong faisait des recherches sur le môme sujet '.

La fig. 806 représente une coupe de son calorimètre : dans une caisse ovale remplie d'eau est plongée une boîte en cuivre mince ce , renfermant ranimai, qu'une cage légère en osier sépare des parois. La boîte porte un couvercle fermant au moyen du mercure. L'air entre dans la caisse par le tube a ; il est chassé d'un gazomètre fixe, par de l'eau qu'on fait arriver avec une vitesse constante dans la cuvje qui le contient. Les produits de la combustion s'échappent par le tube n, après avoir parcouru un serpentin horizontal s. lis sont reçus dans un autre gazomètre fixe, dans lequel le niveau de l'eau baisse uniformément, cette eau s'écoulant par un siphon à flotteur. Un disque en liège, garni sur son contour d'un taffetas imperméable très flexible, sert à préserver les gaz du contact de l'eau. Les expériences ont été faites sur des chiens, chats, cabiais, lapins, pigeons, crécerelle.

Fig. 806.

1 Annalei de chimie et de physique, 2« série, t. XXVI, p. 337. s Annalet de chimie et de physique, 3« série, t. I , p. 440.

i086. OrlKine de la chaleur AnlmAle. — On entrevoit tOUt d'abord que la chaleur animale est due aux actions chimiques très nombreuses qui se produisent pendant la vie. Longtemps, on a admis que les poumons étaient le foyer unique de la chaleur dégagée, et qu'elle se produisait toute entière dans Pacte de la respiration ; le sang étant ensuite chargé de la transporter dans tontes les parties du corps.

Les anciens philosophes considéraient la respiration comme destinée seulement à rafraîchir le sang par une sorte de ventilation. Crawfort paratt avoir admis le premier, en s'appuyant sur la théorie du phlogistique, que cette fonction est la cause de la chaleur animale ; mais ce n est qu'après que Lavoisier eut expliqué la combustion, qu'on put se faire des idées nettes à ce sujet. Cet illustre chimiste établit alors une théorie de la calorification qui a pendant longtemps réuni tous les suffrages. Dans cette théorie, on suppose que l'oxygi^no de l'air se combine dans les poumons avec le carbone et Thydrogène du sang. Lavoisier et Laplace avaient, en effet, trouvé que la chaleor dégagée dans la formation de l'acide carbonique exhalé, était à peu près égale à celle (jiii était (l»'*gagéc par l'animal. Mais l'acide carbonique avait été fourni par un animal, et la chaleur dégagée, par un autre. M. Despretz et Dulong, chacun de leur côté, avaient trouvé que la chaleur produite par la formation de l'acide caiboiiique, jointe à celle que le reste d'oxygène employé eût dégagée en se coniliinanl avec de l'hydrogène, ne représentait que 75 à 90 pour cent de la chaleur animale. Mais, en calculant les résultats au moyen du pouvoir calorifique plus exact de l'hydrogène, trouvé depuis par Dulong, on reconnaît que la chaleur fournie par la combinaison de l'oxygène dépasse notablement la quanlilô de chaleur dégagée par l'animal.

Loin iradmeUre un pouvoir calorifique occulte venant ajouter ses effets à ceux de la respiration, il faut donc chercher à expliquer ce que devient l'excès de chaleur qui n'est pas communiqué au calorimètre. .M. Dumas pense que, pendant le repos, la quantité de chaleur que l'animal perd au dehors est moindre que celle qu'il produit; l'excès se dissimule, reste à l'état latent, pour se manifester pendant le travail musculaire; de sorte que, dans l'état de mouvement, la chaleur qui se répand au dehors est en plus grande quantité que celle que produit la respiration, quoique colle-ci se trouve plus abondante, à cause de l'activité momentanée que prennent la respiration et la circulation pendant le mouvement.

^oBvelle explication de la chalear aaimale. — La théorie précédent»" a été profondémonl modifiée. On n'admet plus qu'il se fait une combustion dans les poumons; on a reconnu qu'il y a simplement échange de ^az à travers les parois des cellules pulmonaires, suivant le mode que nous avons explique précédemment il, 381k Cet échange se fait très rapidement, parce que le> membranes que les gaz doivent traverser sont excessivement minces et présentent une grande étendue, car, chez l'homme, la surfiu^e totale des cellules pulmonaires est égale à 30 fois environ la surface extérieure du corps. PiHir

établir celte théorie, qui a été développée principalement par le D^ Edwards, on prouve d*abord que Tacide carbonique existe tout formé dans le sang veineux. En effet, on peut Ten extraire facilement; et, de plus, les animaux qui peuvent Tivre quelque temps dans l'azote ou Thydrogéne, exhalent autant d*acide carbonique que s'ils respiraient dans l'air. En partant de là. Desgranges a fait voir qoe c'est dans les dernières ramifications des vaisseaux sanguins que l'oxygène dfesous dans le sang artériel agit chimiquement ; le sang veineux est chargé de transporter les fluides qui doivent être exhalés, dans les poumons où ils sont rejetés au dehors, pour être remplacés par l'oxygène qui pénètre dans le sang et le régénère; et, en effet, M. Magnus a trouvé de l'oxygène dans le sang artériel, en même temps que de l'acide carbonique dans le sang veineux. La chaleur animale prend donc naissance dans toutes les parties du corps ; mais elle est toujours en rapport avec la quantité d'oxygène absorbée dans les organes respiratoires, puisque c'est, en définitive, cet oxygène qui produit des actions chimiques partout où le sang circule.

Maintenant, en quoi consistent ces actions chimiques ? 11 est beaucoup plus difficile de répondre à cette question qu'on ne l'avait cru d'abord. En effet, solvant la remarque de M. Regnault', le phénomène est très complexe : les substances que contient le sang veineux et qui doivent se combiner avec l'oxygène dans les vaisseaux capillaires qui pénètrent dans la profondeur des organes, proviennent des aliments transformés dans l'acte de la digestion. Ces substances sont formées en général de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène. Quand certains de ces éléments so combinent avec l'oxygène, la chaleur est bien différente de celle qui se dégagerait dans la combinaison du carbone et de rhydrogène libres (1067). De plus, ces substances ne sont pas toutes brûlées; une partie se transforme en d'autres produits, les uns destinés à constituer les matériaux du corps, les autres destinés à fournir aux sécrétions de divers organes, ou à être rejetés au dehors sous différentes formes. Toutes ces réactions sont accompagnées d'absoi*ption ou de dégagement de chaleur, et il est facile de concevoir que le résultat final soit une quantité de chaleur supérieure h celle que l'oxygène absorbé dégagerait en brûlant du carbone et de l'hydrogène supposés libres. D'après les expériences de MM. Rcgnai.lt et Reiset, il y a d'autant plus d'oxygène transformé en acide carbonique que le régime de ranimai est plus exclusivement végétal.

Dans tous les cas, la quantité de chaleur dégagée par un animal croit avec la quantité d'oxygène absorbée. Legallois, ayant plongé des animaux dans des atmosphères artificielles renfermant proportionnellement moins d'oxygène que Tair, a toujours vu que ces animaux se refroidissaient notablement, et d'autant plus qu'ils absorbaient moins d'oxygène. Il résulte des expériences de MM. Regnault et Reiset^, que les animaux les plus petits absorbent, à poids^

1 Annales de chimie et de physique, 3<^SiTie, t. XXYi, p. 513.

2 Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XXVI, p. 505.

égal, plus d*oxygéne que les plus gros appartenant à la même classe. Pv exemple, le moineau et le verdier en absorbent 10 fois plus que la poule; c'est que les causés de refroidissement agissent bien plus efficacement sur la animaux qui présentent le moins de masse. Les insectes consomment, à poids égal, autant d'oxygène que les mammifères de petite taille, comme le chiea, *

le lapin Si leur température ne s'élève pas notablement au-dessus de

celle de l'air, cela tient au refroidissement rapide qui résulte de leur tris faible masse.

Nous devons ajouter que les actions chimiques qui donnent naissance ï h chaleur animale n'ont lieu que sous l'influence du système nerveux. Ce n'est donc pas sans motif qu'on a pu dire que la caloricité dépend de l'influenee nerveuse: m^^is il faut bien remarquer qu'elle n'agit qu'en provoquant les actions chimiques sans lesquelles il n'y aurait pas de chaleur produite. Les expériences faites par M. Brodie et par M. Chossat\ sur des animaux décapités chez lesquels on produisait une respiration artificielle au moyen de l'insufflation, et qui se refroidissaient plus vite que lorsqu'on abandonnait le cadavre à lui-même, ne sont pas concluantes; car il ne suffit pas que l'air pénètre dans les poumons, pour qu'il y ait respiration, il faut encore que le gaz introduit éprouve les altérations qui accompagnent cette fonction. Or, dansées expériences, les gaz rejetés n'ont pas été examinés.

1087. CHILBUH DifiABiB PAi u» vteiTâUX. — Lcs végétaux éUnt le siège de phénomènes chimiques compliqués, on est porté à penser qu'ils sont capables de produire de la chaleur. 11 y a certains cas où le dégagement de chaleur est assez prononcé pour être appréciable avec le thermomètre à mercure. Par exemple, /le spathe de Varum vnlgare, à une certaine époque de sa floraison, présente une température qui peut dépasser de 7° la température ambiante. Ce phénomène, qui a lieu de trois heures à sept heures du soir, atteint son maximum à 5 heures. Chez Yariim cordtfoliutn de l'Ile de France, la température peut s'élever jusqu'à 49°, quand celle de l'air n'est que de 19*. Saussure, au moyen du thermoscope à air, a reconnu un excès d'une frartioo de degré au-dessus du milieu ambiant, dans certaines fleurs, à l'époque de la fécondation. Mais ce sont là des cas particuliers.

Ce n'est que depuis l'invention des appareils thermo-électriques qu'on a po étudier le phénomène dans son ensemble. On se sert dans ce cas d'aiguilles formées de cuivre et d'acier, recouvertes de vernis pour les empêcher d'étrp altérées par les sucs de la plante, et disposées comme celles dont on fait usage dans les recherches sur la température des animaux (1081). Pour se mettre à l'abri de l'influence refroidissante de l'évaporation, on enfonce Taiguille dont la température doit être constante, dans un tronçon de branche de même espèce et de môme grosseur que celle que l'on veut explorer.

M. Dutrochet a trouvé, par cette méthode, un faible excès de températuir

* Annales de chimie et de physique, 2« série, t. XV, p. 37.

sur Tair ambiant, dans les jennes tiges, les feuilles des plantes grasses, les racines, les fruits, les fleurs en bouton ; celles-ci n'indiquent d'élévation de température que lorsque la soudure est enfoncée dans Tovaire. Du reste, cet eicès est toujours très petit, au plus de 0'',5; d'autant plus marqué qu'il fait plus chaud ; et ne se manifeste que sous l'influence de la lumière, excepté dans les fleurs et les boutons. On sait que c'est en effet sous l'influence de la lumière que les parties vertes des plantes sont le siège des phénomènes chimiques particuliers qui constituent la respiration des végétaux, et qui sont interrompus dans l'obscurité.

g 3. - SOURCES PERMANENTES DE CHALEUR.