LES EAUX DE PLUIE

Les propriétés de Tenveloppe gazeuse au milieu de laquelle nous vivons ont de tout temps fixé Tattention des savants et même des hommes du monde.

1.168 anciens avaient pour la plupart rangé cette enveloppe atmosphérique parmi le petit nombre d'éléments dont ils supposaient tous les corps composés. C'était une grave erreur; elle n'a été rectifiée qu'à la fin du xvii' siècle et dans le commencement du xviii*. A cette époque les expériences de Van Helmont, de Haies, de Mayow, de Bergman, de Scheelc et de Lavoisier conduisirent peu à peu à soupçonner, à reconnaître et à constater que l'air atmosphérique n'est pas un être simple, qu'il se compose principalement du mélange de deux gaz qu'on a appelés ùocygene et azote.

Depuis, les travaux des chimistes ont eu, pour la plu-

i. Rapport lu à PAcadémie des sciences, le 31 mai 1852, sur un travail de M. Barrai intitulé : Premier Mémoire sur les eaux de pluîe recueillies à V Observatoire de Paris, au nom d*une Commission composée de MM. Dumas, Boussingault, de Gasparin, Regnault, Arago rapporteur.

part, exclusivement pour but de déterminer la proportion de ces deux principes constituants avec une exactitude supérieure à celle qu'avaient pu obtenir les expérimentateurs du siècle dernier. Ici viendraient se placer, si nous écrivions une histoire de la science, d'abord les noms de Cavendish, de Davy, de Marty, de Berthollet, comme ayant établi que les proportions d'oxygène et d'azote sont les mêmes à la surface de la Terre dans tous les climats; le nom de Gay-Lussac, qui, étant allé recueillir de Tair dans un ballon aux régions où jamais les hommes fussent parvenus jusqu'alors, y trouva les mêmes proportions d'oxygène et d'azote qu'à la surface de la Terre, puis une seconde fois le nom de ce même académicien célèbre, lequel, en collaboration avec son illustre ami M. de Humboldt, ajouta notablement à la précision des déterminations de Lavoisier ; puis le nom de M. Despretz qui exécuta en 1822 de nombreuses analyses de l'air et arriva à des résultats très -concordants; puis enfin, ceux de MM. Dumas, Boussingault et Regnault, lesquels sont parvenus, en opérant sur une plus grande échelle et avec des précautions infinies, à dépasser, ce qui semblait trèsdifficile, l'exactitude obtenue par leurs prédécesseurs immédiats. A ce point de vue, la question de la composition de l'atmosphère terrestre semble arrivée à son terme ; la postérité aura seulement à rechercher, en prenant pour guide les méthodes que lui auront léguées nos contemporains, si dans la suite des siècles la composition de l'atmosphère reste constante, si les causes qui font graduellement disparaître une portion de l'oxygène, telles que la combustion, la respiration, etc., sont exactement

compensées par les causes contraires bien connues qui versent journellement ce gaz dans notre atmosphère en quantité plus ou moins considérable.

Uatmosphère ne renferme pas seulement de l'oxygène et de Tazote; elle contient aussi, outre de Thumidité, c'est-à-dire de la vapeur d'eau, une petite proportfon variable d'acide carbonique. Nous ne savons à qui l'on doit faire remonter la découverte de ce dernier fait. On peut affirmer seulement que cette découverte importante suivit de très-près celle de l'acide carbonique par Black; car un Mémoire de cet ingénieux chimiste renferme déjà l'observation que la légère croûte qui se forme sur l'eau de chaux exposée en plein air est due à la fixation de l'acide carbonique atmosphérique. Nous n'avons rien à dire ici de la présence de l'hydrogène isolé comme principe constituant nécessaire de l'atmosphère, ce gaz n'ayant été transporté théoriquement dans les hautes régions de l'air que pour expliquer par son inflammation spontanée les traînées lumineuses qu'on appelle des étoiles filantes : phénomène dû, comme on le sait aujourd'hui, à des causes cosmiques *.

Tout ce que nous venons de dire est relatif à l'atmosphère en son état de pureté ; mais les vents, les ouragans, les trombes, qui agitent si violemment ses couches dans tous les climats; mais le courant ascendant, efiet des inégalités de température, qui transporte journellement dans les plus hautes régions l'air qui primitivement était en contact avec le sol, altèrent souvent cette compo-

i. Astronomie populaire» t IV, p. 315.

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sition normale et mêlent accidentellement à Toxygène, à l'azote, à l'acide carbonique, des poussières, des molécules aqueuses, plus ou moins chargées de principes salins, enlevées à l'écume qui se forme près des récifs et des rivages et qu'on pourrait presque appeler la poussière de l'Océan, C'est là, et non ailleurs, qu'il faut chercher, par exemple, l'origine de ces pluies rougeâtres dont les savants du xvii* siècle, les Yendelin» les Descartes, les Peiresc, les Gassendi, s'occupèrent si minutieusement Ce n'est que vers le milieu du siècle dernier que l'on commença à sentir la nécessité d'étudier, à l'aide d'observations régulières et suivies, ces variations accidentelles dans l'état de l'atmosphère. On eut d'abord pour but principal de décider jusqu'à quelle distance des points où ces perturbations ont pris leur origine elles peuvent se propager. L'examen de la pluie, qui, en traversant toutes les couches atmosphériques comprises entre le nuage d'où elle se détache et le sol, doit s'imprégner d'une portion au moins des matières qu'elle rencontre ou les entraîner, qu'on nous passe l'expression, à la manière d'un balai, fut le moyen d'investigation qui s'offrit le premier à l'esprit des observateurs. L'auteur du Mémoire que l'Académie a renvoyé à notre examen donne une analyse détaillée et très-bien faite des travaux entrepris par ses prédécesseurs, dans le sens et à l'aide du moyen que nous venons d'indiquer et rend à chacun d'eux une loyale et complète justice.

Le premier nom que nous voyons figurer dans cette introduction historique est celui du célèbre chimiste suédois Bergman, lequel eut le mérite de constater dans

Feaude pluie des traces d'acide nitrique ou d'acide azotique, comme on est convenu d'appeler actuellement ce composé. Puis viennent les noms connus de Brandes, de Zimmermann, de Lieblg, et enfin celui de M. Jones, emprunté au dernier volume des Transactions philosophiques»

Le résultat le plus capital, et nous devons le dire, le plus inattendu, du travail de M. Barrai, étant la constatation dans les eaux de pluie de tous les mois de Tannée, de proportions d'acide nitrique et d'ammoniaque susceptibles d'être parfaitement dosées, nous allons concentrer sur ce point important l'attention de l'Académie. Ce n'est pas que les remarques de l'auteur sur les proportions des chlorures et autres sels que l'on peut supposer dérivés de l'eau de mer ne soient très- dignes d'intérêt ; mais, à cet égard, il avait été précédé par les bons travaux de Brandes, de Berzélius, de Liebig et de MM. Chatin, Meyrac, etc., au nombre desquels nous devons citer, d'une manière toute spéciale, le Mémoire de chimie agricole publié par M. Isidore Pierre, professeur à la faculté de Caen.

Bergman, comme nous l'avons dit, avait trouvé dans l'eau de pluie des traces, mais seulement des traces « d'acide azotique. Brandes entreprit, en 1825, de détcrminer, mois par mois, la dose des substances chimiques contenues dans l'eau de pluie tombée près de la saline de Salzufeln, en Allemagne. Il se servait pour cela de l'action de onze réactifs qu'il serait superflu de citer et à l'aide desquels il crut avoir démontré la présence, dans l'eau de pluie, de chlorure de magnésium, de sulfate de

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magnésie, de carbonate de magnésie, de chlorure de sodium, de sulfate de chaux, de carbonate de chaux, de carbonate de potasse, d* oxyde de fer, d*oxyde de manganèse, de matières végéto-animales et de traces de sels ammoniacaux, peut-être des nitrates.

Ajoutons que M. Liebig a révoqué en doute Texactitude du résultat annoncé par Brandes en ce qui concerne la potasse, l'oxyde de fer et l'oxyde de manganèse. Ce chimiste éminent, en analysant soixante-dix-sept échantillons d'eau, constata la présence, dans dix-sept de ces échantillons provenant de pluie d'orage, de quantités plus ou moins appréciables d'acide azotique ; sur les autres échantillons, au nombre de soixante, il n'en trouva que deux qui renfermassent des traces de cet acide. Plus tard M. Liebig, laissant de côté tout ce qui concernait l'acide azotique, dirigea plus spécialement son attention sur la présence de l'ammoniaque dans les eaux pluviales et sur le rôle qu'on pourrait avoir à lui assigner dans les phénomènes agricoles. Celui de l'acide azotique devait être, suivant le célèbre chimiste allemand, entièrement secondaire et même insignifiant. Voici, en effet, comment il s'exprime : • Il est impossible de doser l'acide azotique contenu dans les eaux de pluie, même dans celles qui viennent des orages. •

M. Henri Ben -Jones, et ce sera notre dernière citation, dît à la fin de son Mémoire, inséré dans les Transao tions philosophiques pour 1851, que des pluies recueillies à Londres, à Kingston dans le Surrey, à Melbury dans le Dorsetshîre et près de Clonaketly dans le comté de Cork, loin de toute ville, renfermaient une quantité diacide

azotique dont Texistence pouvait être rendue évidente par le réactif à Tamidon dans un litre d'eau ; mais aucune indication relative à la proportion en poids ou en volume de Tacide en question ne se trouve dans le Mémoire.

Les choses en étaient à ce point lorsque M. Barrai présenta à l'Académie les résultats de son travail commencé dans le mois de juillet 1851 sur les pluies recueillies tant sur la plate-forme que dans la cour de TObservatoire de Paris. Le premier soin dont ce chimiste scrupuleux dut se préoccuper, fut d'instituer un procédé analytique à l'aide duquel il pût avoir la certitude de ne rien perdre de tout ce que renfermaient les eaux dont il voulait déterminer la composition ; c'était surtout contre l'évaporation des sels ammoniacaux et de l'acide azotique qu'il fallait se mettre en garde.

Nous avons examiné avec le plus grand soin les procédés analytiques suivis par M. Barrai , et nous devons déclarer qu'ils nous paraissent à l'abri de toute objection. Au reste, M. Barrai a soumis sa méthode, nouvelle à plusieurs égards, à une épreuve décisive : il a mêlé à de l'eau distillée des proportions connues d'azotate d'ammoniaque, et les a retrouvées presque mathématiquement, en appliquant à ce mélange artificiel le procédé dont il s'est toujours servi pour analyser les eaux de pluie. Nous ajouterons que M. Barrai s'est assuré que les réactifs, qui jouent un rôle essentiel dans ses moyens d'expérimentation, étaient d'une parfaite pureté et ne pouvaient introduire dans les résultats rien d'étranger, et particulièrement aucune trace d'azotate d'ammoniaque.

Le procédé suivi par M. Barrai paraîtra peut-être la-

borieux à ceux qui rexamineront superficiellement ; maisE ce n*est pas dans cette enceinte qu'on pourrait trouves là un sujet de reproches fondés. La science ne peut s'en— rîclnr de travaux utiles et durables qu'au prix des précautions les plus minutieuses et sans rien marchander ai sur le temps ni sur la dépense.

Nous transcrivons ici le tableau dans lequel M. Barrai a consigné, mois par mois, le résultat de ses analyses. Il résulte à la simple vue que Peau est inégalement chargée de matières azotées dans les divers mois de Tannée et que ces matières amenées par la pluie sur un hectare ne sont pas exactement proportionnelles aux quantités d'eau tombées. D'après des appréciations qui pourront être rectifiées dans la suite, l'auteur fixe à 31 kilogrammes le minimum d'azote que les eaux pluviales qui traversent l'atmosphère de Paris ont dû répandre en un an sur un hectare de terrain. Ce nombre paraîtra sans doute trèsconsidérable ; mais il nous semble parfaitement établi par la discussion détaillée à laquelle l'auteur du Mémoire s'est livré.

Moyennes des matières dosées chaque mois dans les eaux de pluie recueillies dans les deux udomètres de VObservatoire de Paris, pendant le deuxième semestre de 1851, rapportées au mètre cube d'eau de pluie tombée.

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