BENOIST ET FRANCOEUR

Sur la demande expresse du ministre de Tintérieur, TAcadémie a chargé une Commission composée de MM. Berthollet, Chaptal, Thenard, Charles et moi^ de lui rendre compte :

!• D'une brochure de M, Benoist intitulée Théorie générale des phe-liqueiirs ;

2" D'un Mémoire manuscrit de M. Francœur, ayant pour- titre Théorie générale des poids spécifiques^ et principalement des aréomètres;

3* D'un travail du même genre que, d'après l'invitation du gouvernement, M, Gay-Lussac avait depuis longtemps entrepris.

M. Benoist, ancien élève de l'École polytechnique, est maintenant professeur très- distingué de l'École d'étatmajor. M, Francœur est bien connu de l'Académie, comme auteur de plusieurs ouvrages estimés sur les mathématiques pures et appliquées. On sait enfin qu'il est peu de branches de la physique et de la chimie auxquelles M. Gay- Lussac n'ait attaché son nom, soit par des découvertes brillantes, soit par des travaux marqués au coin de la plus scrupuleuse exactitude, il était donc bien facile de prévoir que les Mémoires adressés à l'Académie seraient tous recommandables et dignes de ses éloges. Mais le

i. Rapport inédit lu à l'Académie des scieuces le 3 juin 1822.

Ministre ne demande pas seulement un jugement absolu. 11 désire (nous rapportons ses propres expressions) f qu^elle se prononce sur la supériorité relative des trois méthodes, en ayant soin surtout de prendre en considération le degré d'utilité que peut en obtenir le service auquel elles sont destinées. Le but que se propose le gouvernement y ajoute Son Excellence, c'est d'améliorer et de simplifier la perception de l'impôt, seul intérêt qui doive déterminer son choix. Son désir est qu'on ait dé^ couvert de nouveaux procédés propres à évaluer plus convenablement le titre des eaux-de-vie et esprits en centièmes de pur. •

Le devoir de la Commission est donc de présenter une analyse assez détaillée des trois Mémoires soumis à son examen, pour que chaque membre de l'Académie puisse se prononcer avec connaissance de cause sur leur mérite relatif, en se plaçant dans le point de vue que le gouvernement nous a assigné.

La brochure de M. Benoista été publiée en 1821. Elle se compose de 92 pages de texte, de quatre tables et d'une planche lithographiée. Dans le premier chapitre, l'auteur expose la théorie et la construction des pèseliqueurs. Dans le second, il examine les pèse-liqueurs de Baume et de Cartier, qui sont en usage dans le commerce, et donne les moyens de les rendre comparables. Le troisième chapitre est consacré à l'explication des divers usages des aréomètres. Dans le quatrième enfin, M. Benoist propose de graduer ces instruments de manière qu'ils donnent immédiatement le titre en fraction assignée du poids et du volume total du mélange. Des

quatre tables qui terminent le Mémoire, deux sont relatives au passage d'une échelle de graduation à l'autre. La table troisième fait connaître le titre au volume des eauxde-vie. Elle se fonde sur des données puisées dans YEncyclopédie méthodique. La quatrième enfin donne le titre au poids des acides sulfuriques.

Le Mémoire de M. Benoist, très-clairement rédigé, peut être considéré comme un excellent chapitre d'un traité de physique ; mais on a pu voir que l'auteur ne s'est aucunement occupé de la partie expérimentale de la question.

Le Mémoire manuscrit de M. Francœur est parvenu à l'Académie le 1" avril. L'auteur nous prévient qu'il l'a composé en 1816, mais que la rédaction définitive ne remonte qu'à 1819. Ce travail est fort étendu. M. Francœur débute par des notions générales sur les pesanteurs spécifiques et explique les divers moyens qu'ont employés les physiciens pour les déterminer. 11 fait, à cette occasion, l'histoire détaillée et fort intéressante de tous les aréomètres connus, nationaux et étrangers. Il en signale les défauts, expose ensuite avec soin les moyens de construire, à l'aide de pesées, des aréomètres centigrades comparables et termine par le calcul des corrections de température. Cette première partie du Mémoire ne renferme aucun calcul algébrique. Dans le second, M. Francœur met en équation les divers problèmes que présente l'aréométrie, en donne des solutions générales et compare entre elles les graduations adoptées par différents constructeurs. Ses résultats, sur ce dernier point, ne s'accordent pas parfaitement avec ceux de M. Benoist.

Dans le recueil de tables par lequel se termine le Mémoire de M. Francœur, nous en avons remarqué quatre qui sont relatives à la concordance de diverses échelles de graduation. Les autres se fondent sur les expériences de Gilpin et donnent, dans une certaine étendue de l'échelle thennomélrique, les proportions d'eau et d'alcool contenues dans des eaux-de-vie de différentes densités.

Le Mémoire dont nous venons de présenter l'analyse se fait remarquer, comme celui de M. Benoist, par une grande netteté de rédaction. Quant à la partie expérimentale, elle a été puisée presque tout entière dans les Tables de Gilpm.

Lorsque sur l'invitation plusieurs fois renouvelée du ministère, M. Gay-Lussac entreprit les expériences dont nous avons encore à rendre compte, il pensa que les Tables de la quantité d'alcool pur renfermé dai)s des eaux-de-vie à différentes densités étaient ce qu'il importait le plus de vérifier. Le travail exécuté par Gilpin, en 1790, par ordre du gouvernement anglais, sous l'inspection immédiate de plusieurs membres de la Société royale et qui sert exclusivement de base à la perception des droits chez nos voisins, semblait, il est vrai, trèsdigne de confiance. Mais on doit remarquer que l'alcool dont Gilpin s'était servi comme alcool absolu, était mêlé, au contraire, à une proportion sensible d'eau , ainsi que le prouve sa pesanteur spécifique. En conséquence , les nombres donnés par ce physicien ne font pas rigoureusement connaître le degré de pur alcool ou la quantité de matière imposable que les différentes eaux-de-vic contiennent. Du reste, indépendamment de ces considérations,

il était fort naturel, il nous semble, que Tadministration française désirât asseoir le tarif des droits sur des tables construites pour ainsi dire sous ses yeux et aussi exactes que le permet l'état actuel de la science. Voyons maintenant jusqu'à quel point M. Gay-Lussac a rempli les vues du gouvernement.

Son premier soin a été de préparer chimiquement cet alcool que les physiciens appellent absolu. Lowitz se servait pour cela du muriate de chaux. M. Gay-Lussac a trouvé que la chaux pure et la baryte conduisent également bien au résultat. Cet alcool est un liquide déterminé et qu'on peut obtenir identiquement le même dans tous les temps et dans tous les lieux : condition à laquelle doit indispensablement satisfaire un corps destiné à servir d'étalon de poids ou de mesure. Sa pesanteur spécifique à -f- 15' centigrades est 0.7947, l'eau au même degré du thermomètre étant 1. Jamais les chimistes n'ont obtenu un alcool plus léger ni par conséquent plus pur, ce qui suffirait pour motiver, à parité de circonstances, la préférence qu'on accorderait au travail de M. Gay-Lussac. Toutefois ce n'est pas une question sans importance que d'examiner si l'alcool à 0.7947 de pesanteur spécifique est totalement privé d'eau. Or, voici les arguments sur lesquels on pourrait s'appuyer pour le soutenir.

L'eau et l'alcool ont des volatilités peu différentes ; et cependant, par des distillations successives, on amène ce dernier liquide à ne retenir que les quatre centièmes de l'eau avec laquelle il peut se trouver mêlé. La chaux et surtout la baryte ont avec l'eau la plus grande affinité, puisque la chaux la retient jusqu'à 300% et la baryte jus-

RAPPORT SUR LES ARÉOMÈTRES. 4i4

qu'à la chaleur rouge. Il est donc naturel d'admettre qu'une distillation conduite sous l'influence de si puissants principes de fixité doit priver l'alcool de ces dernières particules d'eau qu'il conscfrve dans les distillations ordinaires. L'expérience a prouvé, en outre, qu'un séjour de six mois sur la chaux pure n'altère point la densité de l'alcool absolu ; à quoi nous ajouterons, comme un argument plus convaincant encore, que les éléments de ce liquide, le carbone, l'oxygène et l'hydrogène, y existent en proportions déflnies. Ceci n'aurait évidemment pas lieu si l'alcool retenait de l'eau à l'état de simple mélange.

Pour la détermination des densités correspondantes aux mélanges en diverses proportions d'eau pure et d'alcool absolu, M. Gay-Lussac a procédé ainsi qu'il suit:

Un flacon de la capacité d'environ 300 grammes et bien pesé était placé dans l'un des bassins d'une excellente balance de Fortin. On y versait d'abord une certaine quantité d'eau distillée dont on déterminait immédiatement le poids. Ensuite on y ajoutait tel ou tel autre poids bien déterminé d'alcool absolu. Le mélange convenablement agité devenait uniforme et formait ainsi l'un de ces alcools à difl'érents titres dont il fallait trouver la pesanteur spécifique.

Nous pouvons donner ici , par un seul exemple, l'idée des scrupuleuses précautions que M. Gay-Lussac a apportées dans toutes les parties de son travail.

On vient de voir que dans la fonuation des eaux-devie plus ou moins affaiblies par l'eau, on versait d'abord dans le flacon ce dernier liquide : l'alcool ne venait qu'après. Or, ce n'est point sans raison que cet ordre

avait été adopté. Supposons, en effet, qu'on eût versé Talcool le premier; l'eau ajoutée ensuite aurait occupé dans le vase un espace que remplissait, durant la première pesée, de Tair saturé de vapeur d'alcool et par conséquent très-lourd. La différence était évidemment plus légère en opérant dans l'ordre inverse, puisque l'air expulsé par l'alcool était seulement saturé d'eau.

Pour déterminer les densités des différents mélanges, M. Gay-Lussac a employé un matras de la capacité d'environ 200 grammes, terminé par un tube capillaire surmonté à son tour par un tube plus large faisant fonction de réservoir. Cet appareil, dont le poids avait été préalablement déterminé, était rempli du mélange liquide par des procédés qu'il serait inutile de décrire ici. Plongé dans une grande masse d'eau , le matras en prenait à la longue la température. On enlevait alors avec du papier le liquide contenu dans le réservoir jusqu'à l'origine du tube capillaire, et l'on pesait : le poids du liquide comparé à celui de l'eau distillée donnait le nombre cherché.

Le tube supérieur que nous avons nommé le réservoir avait pour objet de fournir du liquide au matras pendant son refroidissement dans le bain, et de recevoir celui qui se serait échappé durant les pesées, lorsque la température de l'air se trouvait plus élevée que celle du liquide intérieur. Pour éviter même une très-petite perte de ^vapeur, le réservoir était couvert d'une cloche de verre. Nous n'avons pas besoin de faire remarquer combien ces procédés sont supérieurs à tous ceux dont les physiciens s'étaient servis jusqu'ici.

Les moindres erreurs de température en produiraient

RAPPORT SUR LES ARÉOMÈTRES. 4i3

de considérables dans les résultats des pesées d'un liquide. La Commission n'aurait donc rempli qu'imparfaitement les vues de T Académie, si elle n'avait point scrupuleusement examiné les thermomètres dont M. Gay- Lussac s'est servi. Nous croyons pouvoir affirmer è cet égard que l'incertitude ne s'est jamais élevée au-dessus de i /2(y de degré.

Le nombre total des mélanges compris entre l'eau pure et Talcool absolu sur lesquels M. Gay- Lussac a opéré est de 21. Les densités de chaque mélange ont été directement déterminées de 5"" en 5"" du thermomètre centésimal depuis 0 jusqu'à 30*. Les autres nombres dans la table sont les résultats d'interpolations. Malgré toute la confiance qu'inspiraient à la Commission les procédés que nous venons de décrire, elle n'a pas cru pouvoir se dispenser de comparer la table de M. Gay-Lussac aux tables analogues de MM. Gilpin et Traites. L'alcool de Gilpin à 15"* de température avait 0.825/t de pesanteur spécifique et contenait moins de 93 pour 100 d'alcool absolu. L'alcool de Tralles diflérait peu de celui que M. Gay- Lussac a employé. En appliquant à tous ces résultats les corrections nécessaires pour les réduire à un même étalon, nous avons trouvé qu'aux températures de départ, la plus grande différence de pesanteur spécifique entre Gilpin et M. Gay-Lussac n'est que de 24/100,000-; mais la nouvelle table s'écarte de celle du physicien de Berlin sur quelques points de 3/10,000" en plus et dans d'autres de 3/10,000** en moins. Il ne se présentait qu'un moyen de découvrir l'erreur et nous l'avons employé. C'était de refaire nous-mêmes avec le plus grand soin les

44i RAPPORT SUR LES ARËOMËTRBS.

pesées et les calculs pour l'un des nombres les plus discordants. Le résultat de notre expérience n*a différé de celui de M. Gay-Lussac que de 2/1 00,000". Après avoir exécuté un aussi pénible travail sur les densités des mélanges d'eau et d'alcool, il était impossible que M. Gay- Lussac ne s'occupât pas aussi des instruments qui servent à les mesurer. Déjà depuis longtemps il avait proposé au directeur des contributions indirectes de diviser les aréomètres en 100 parties et de manière qu'à une température normale de 15% peu éloignée de celle des caves du Midi, chaque division indiquât les centièmes d'alcool pur, en volume, renfermés dans le mélange. Ainsi, suivant ce système, que M. Gay- Lussac reproduit aujourd'hui , si l'instrument à 15° du thermomètre marque 75 degrés, l'expérimentateur saura par cela môme que dans un litre de l'alcool éprouvé il y a 75/100*' de pur. Pour les autres températures, des tables peu étendues, parce qu'elles sont bien ordonnées, font connaître à vue combien on doit ajouter aux indications de l'aréomètre, ou combien il faut en retrancher, pour les ramener à ce qu'elles auraient été à la température de + IS**- Comme dans le commerce on tient rarement compte des quantités au-dessous d'un quart de degré, M. Gay-Lussac a construit aussi une table peu volumineuse qui donne immédiatement et sans calcul, pour tous les degrés du thermomètre, la quantité d'alcool absolu renfermée dans le liquide essayé.

Les nombreuses expériences d'où M. Gay-Lussac a déduit les corrections de température sont d'autant plus précieuses que MM. Gilpin et Tralles ne semblent pas

avoir apporté, dans cette partie de leur travail, Pexacti-. tude qu'on remarque dans les tables correspondantes aux tennpératures normales.

Nous n'avons plus qu'un mot à ajouter sur la consbruction des instruments. Plusieurs physiciens s'étaient déjà occupés depuis longtemps des moyens de rendre les aréomètres comparables. Le problème n'offrait point de difficulté et on l'avait complètement résolu. Les méthodes proposées aujourd'hui par MM. Benoist et Francœur sont exactes, mais elles diffèrent peu de ce qui était pratiqué avant eux. Cette remarque s'appliquerait aussi aux procédés de M. Gay-Lussac, si ce physicien n'avait créé des moyens d'exécution qui, par leur simplidté, rendent la régularité et l'exactitude du travail tout à fait indépendantes de l'habileté de l'artiste. Ceux-là seront sensibles à ce genre de mérite qui ont eu l'occasion de remarquer qu'il n'existe point dans le commerce de thermomètre sur lequel on puisse compter, quoique les moyens de construire ces instruments avec précision aient été longuement expliqués dans tous les ouvrages de physique et de chimie.

On voit, en résumé, que M. Gay-Lussac a traité la question de Taréométrie sous toutes ses faces et avec son habileté accoutumée. Les tables qu'il a déduites d'un travail pénible de plus de six mois seront pour l'industrie et pour la science une précieuse acquisition. L'administration y trouvera aussi , suivant son vœu, • les moyens d'améliorer et de simplifier la perception de l'impôt, » et le guide le plus sûr qu'elle puisse suivre.

Xîî. 10

RAPPORT

srR UN MÉMOIRE DE M. LE DOCTEUR Rouzé, INTITULÉ : Découverte du départ anatomique ou Explication du fanuux problème de l'électricité générale ■

L'Académie nous a chargés, MM, Magendie, Fresnel et moi, de lui rendre compte d'un Mémoire du D' Rouzé intitulé : Découverle du départ anatomique ou Explication du fameux problème de V électricité générale.

Nous avons lu avec la plus scrupuleuse attention le Mémoire du D' Rouzé ; mais il nous a été impossible de comprendre, nous dirons même de soupçonner quel est le but que ce médecin s'est proposé.

SUR

UN GVLACTOSCOPE

[Dans la séance de l'Académie des sciences du 25 septembre 1843, il a été donné lecture d'un rapport sur un Mémoire de M. Donné contenant la description d'un instrument dit lactoscope ou mieux galactoscope^ propre à indiquer la proportion de crème contenue dans le lait. M. Arago a combattu ce rapport. Les objections qu'il a présentées ont été résumées dans les termes suivants, publiés dans le Compte rendu de la séance académique.]

Il faut, d'abord, bien s'entendre sur le but de l'in-