ANALYSE MENTALE ET ANALYSE CHIMIQUE

Entre le monde des idées claires et limpides d’une préface ou d’un manifeste devant agir sur l’opinion, et le monde du sens commun que le lecteur ignorant n’a pas encore abandonné, se place la zône intermédiaire un peu trouble et agitée, où la pensée au travail élabore effectivement la science qui se fait. Et certes le savant qui veut construire une théorie aspire de toutes les forces de son être à une clarté sans aucune ombre, à une limpidité totale ; mais aussi, il le remarquerait s’il pouvait méditer sur sa propre mentalité en même temps qu’il porte sa réflexion sur la science en formation, clarté et limpidité ne sont pas offertes à lui par un don gracieux de la nature ; il doit les conquérir par un labeur continu et efficace.

Il nous faut maintenant pénétrer dans la pensée chimique à l’état naissant, y saisir les divers thèmes permettant à Lavoisier de dire : tel corps est complexe ; il résulte de la combinaison de tels corps dits simples. Tels corps simples en se combinant produisent tel corps complexe.

Rappelons que la philosophie de Condillac considérait l’analyse exacte et correcte comme le principal instrument des progrès de la pensée et de la science ; constatons maintenant sans étonnement que l’analyse chimique scrupuleusement complète et précise, ne laissant échapper la plus petite quantité de matière et poursuivant son travail aussi loin que ses procédés en perfectionnement continue lui permettent d’aller, est le principal instrument à la fois expérimental et théorique de Lavoisier. Laissons-lui donc la parole.

« La chimie, en soumettant à des expériences les différents corps de la nature a pour objet de les décomposer et de se mettre en état d’examiner séparément les différentes substances qui entrent dans leur combinaison. Les découvertes modernes ont encore reculé de plusieurs degrés les bornes de l’analyse. La chimie marche donc vers son but et vers sa perfection en divisant, subdivisant, et resubdivisant encore, et nous ignorons que] sera le terme de ses succès. Nous ne pouvons donc pas assurer que ce que nous regardons comme simple aujourd’hui le soit en effet : tout ce que nous pouvons dire, c’est que telle substance est le terme actuel auquel arrive l’analyse chimique, et qu’elle ne peut plus se subdiviser au delà, dans l’état actuel de nos connaissances ».

Ces déclarations d’une netteté et d’une précision qui ne laissent rien à désirer satisfont pleinement la pensée contemplative et critique ; le chimiste moderne qui avec Lavoisier répudie les exigences a priori et actuellement injustifiées des anciennes métaphysiques pesant encore sur la science, croit avoir trouvé enfin un critère de vérité ; et certes, c’est une grande chose d’avoir pris conscience de la différence entre l’élément a priori résultant d’une analyse mentale et du corps indécomposable isolé au laboratoire par un chimiste scrupuleux, capable de fixer la limite du savoir et de l’ignorance.

Pour fixer à coup sur cette limite du savoir et de l’ignorance pour assurer indubitablement que telle substance a été effectivement décomposée, que les corps tangibles et isolés qui résultent de cette décomposition étaient contenus et seuls contenus dans la substance primitive, il faut que l’expérience de laboratoire soit irréprochable de tous points, que ses résultats soient constants et ne prêtent pas à discussion ; sans quoi un concept précis aussi bien délimité que l’on voudra serait stérile et inutilisable. Or, il a été observé bien des fois que la définition du corps simple de Lavoisier n’était pas rigoureusement nouvelle ; on a cité avec un certain étonnement des phrases de maints chimistes d’antan qui s’exprimaient comme lui tout en ne pensant pas comme lui, mais qui affirmaient tout de même que leurs éléments ou principes premiers, définis il est vrai a priori n’ont droit au nom d’éléments ou de principes que parce qu’ils résistent victorieusement à toute tentative nouvelle de décomposition ; chez ces chercheurs la notion de corps simple resta purement métaphysique ou mentale et ne contribua pas à perfectionner la connaissance des réactions matérielles. On a cité d’autre part les déclarations de certains chimistes qui avec Boyle, ou Hartsoeker insistèrent sur le fait bien connu que l’analyse pratique est impuissante à séparer les ingrédients que l’analyse théorique affirme être contenus en bien des corps ; l’or pour ne citer qu’un exemple est inaltérable, et malgré les assauts de tous les réactifs reste constamment de l’or. Mais peut-être sommes-nous tentés d’attacher trop d’importance à des pressentiments épisodiques, que nous pouvons admirer parce que nous connaissons la science d’aujourd’hui, mais qui n’eurent pas grande influence sur le développement de la science de leur temps. Les historiens ont une fâcheuse tendance à créer des précurseurs aux grands hommes, non pas certes ex nihilo mais avec des phrases, des fragments de systématisation, des essais assez vagues dus à leurs prédécesseurs lointains et que l’on peut sans trop de difficulté accorder avec les trouvailles de ces dits grands hommes.

Sans nous livrer à cette tendance, constatons que les chimistes d’autrefois qui analysaient mentalement les corps chimiquement indécomposables savaient bien avant Lavoisier que la pensée théorique et l’expérience de laboratoire aboutissent le plus souvent à des conclusions hétérogènes et disparates.

Enfin le corps simple existe-t-il ? On a pu en douter et durant tout le xviii siècle ceux qui narguaient la chimie l’ont demandé avec complaisance, car enfin il faut savoir si l’analyse chimique permet véritablement de découvrir les ingrédiens contenus dans les corps mixtes. En d’autres termes en modifiant la texture de la matière l’analyse crée-t-elle artificieusement de nouvelles substances ? À cette question les disciples de Van Helmont, de Boyle de Descartes étaient tentés de répondre « oui », car pour eux, une seule matière, eau, substance étendue, ou corpuscules, existe véritablement ; les spécifications des diverses substances étant dues à des modifications de cette matière unique, soit par des ferments spirituels, soit par des mouvements tourbillonnaires, soit par des groupements d’atomes, donnant par leurs variétés sans nombre tous les corps que la chimie rencontre en ce monde.

Robert Boyle visant, il est vrai les éléments des péripatéticiens ou des paracelsistes a posé dans le chimiste sceptique le problème de l’existence des corps simples. « Une considération sur laquelle je désire attirer l’attention écrit-il est celle-ci : qu’il n’est pas sûr ainsi que les chimistes et les péripatéticiens l’ont avancé que chaque substance homogène ou distincte séparée d’un corps à l’aide du feu préexistait dans ce corps comme principe ou élément. » Y a-t-il eu décomposition ou transformation ? Dans ce dernier cas, il se pourrait que les divisions provoquées par les réactifs violents soient très différentes de celles obtenues par le feu : combustions ou distillations, acides ou autres corrosifs donnant par leur violence naissance à des produits sans aucun rapport les uns avec les autres ou avec la substance décomposée. Boyle ne résout pas l’interrogation extrêmement grave qu’il a posée ; constatons que si toutes les expériences nous contraignaient à répondre que le corps simple n’est qu’un mythe, la chimie aurait été sans instrument efficace pour rendre compte d’une manière satisfaisante des réactions matérielles ; et certes, il en a été longtemps ainsi ; tant que l’analyse chimique qui portait autrefois presque uniquement sur les plantes et autres corps organiques s’arrêta aux produits mal délimités : huiles, graisses eaux de vie, résidus de distillations, phlegmes ou eau chargée de corps dissous, etc., elle ne put obtenir de succès éclatant. Mais bientôt elle se consacra à l’étude des substances minérales et elle fit sur le champ des progrès immenses ; il n’a pas suffi de vouloir analyser, il a fallu savoir quoi analyser et comment l’analyser ; vers le troisième quart du xviii siècle la chimie réussit selon l’expression de Fourcroy à éliminer l’analyse fausse ou compliquée pour se consacrer entièrement à l’analyse vraie ou simple. Lavoisier n’eut jamais à désespérer ou à douter de la puissance des procédés de la chimie ; ces procédés bien appliqués avaient déjà fourni leurs preuves ; il ne restait plus qu’à les utiliser au mieux et à les amener si possible à un plus haut degré de perfection.

La dissertation précédente ne nous a éloigné un instant de notre sujet d’études que pour projeter sur lui une lumière pénétrante ; rappelons-nous constamment qu’à l’époque où Lavoisier entreprit ses travaux la possibilité d’analyses tentées de diverses manières et donnant des résultats constants lorsqu’elles sont effectuées sur des substances inorganiques (et même sur certaines substances organiques) bien définies n’était plus niée par personne ; tout le monde croyait que les corps complexes que l’analyse chimique avait pu scinder en substances plus simples étaient dus effectivement à la combinaison de ces substances simples, et personne ne s’avisait d’insister sur une notion péniblement acquise, mais qui la coutume aidant finit par aller de soi.

D’autre part l’art du chimiste, par des artifices admirables sur lesquels nous ne devons pas nous étendre était enfin parvenu à capter les vapeurs les plus subtiles, les airs ou gaz qui parfois dévoilaient leur présence par une couleur ou une odeur mais qui jusqu’alors se perdaient pour la science en se dissipant dans l’atmosphère. Dès lors, aucune parcelle de matière, mise en jeu par les réactions matérielles ne put échapper à la perspicacité du savant. De ce fait nouveau dont personne avant Lavoisier n’avait deviné l’importance prépondérante, le grand homme déduisit la valeur scientifique de la pesée.

Nous sommes obligé d’ouvrir ici une parenthèse, pour tenter de préciser quel fut le rôle de Lavoisier dans ce qu’on appelle improprement sa découverte de la conservation de la matière. Ce problème fut l’objet des méditations du regretté Émile Meyerson dans un des chapitres les plus suggestifs de son beau livre Identité et réalité. — Répétons d’abord avec lui que l’identification de la quantité de matière et de son poids mesuré à la balance est une notion de sens commun dont Lucien dans l’antiquité, Nicolas de Cusa, Van Belmont, Boyle, Lemery et bien d’autres dans les temps modernes, Black à l’époque contemporaine avaient fait accidentellement et judicieusement bon usage. Ajoutons, toujours en suivant Émile Meyerson, que cette notion de sens commun avait parfois été troublée chez les savants et philosophes par des spéculations concernant l’astronomie ou le système cosmologique, par la confusion spontanée au cours de longs développements entre la pesanteur spécifique et la pesanteur absolue, par la confusion sans cesse renaissante aussi entre ce que les physiciens ont appelé le poids et la masse, enfin par certaines théories vitalistes qui attribuaient à l’âme (des animaux et des métaux) un principe de légèreté.

Mais ces difficultés, il faut bien le remarquer, n’existaient que dans les pensées compliquées ou les doctrines élaborées. Or il est un fait que l’on doit sans cesse rappeler, c’est que sur le problème qui nous occupe comme sur bien d’autres, le système du monde newtonien a renforcé, justifié et réhabilité les données immédiates du sens commun.

Àla fin du xviii siècle, tous les chimistes, quand ils usaient de la balance pour des vérifications quantitatives, admettaient avec Lavoisier que la matière conserve sa masse, quelles que soient les réactions chimiques qui modifient son aspect et ses propriétés.

La pesée (ou si l’on veut parler avec précision une série de pesées) a une valeur théorique énorme parce qu’elle révèle un invariant ; la constance de la quantité de matière dans un milieu limité et isolé limite dans bien des cas la possibilité d’hypothèses, élimine un grand nombre de suppositions erronées. Contrairement à ce que l’on supposait autrefois, Lavoisier découvrit en 1772 que le soufre et le phosphore augmentent de poids lorsqu’ils brûlent. Les métaux, on le savait depuis longtemps augmentent de poids lorsqu’on les calcine, et la calcination des métaux est une combustion ; l’on savait avant Lavoisier, et le P. Beraud eut la gloire de soutenir cette thèse, que la dite augmentation de poids est due a l’adjonction d’air dans la substance du métal… Pourtant l’on savait aussi, et c’est une donnée immédiate du sens commun que tout corps brûlé perd la propriété d’être combustible, perd donc concluait-on spontanément la substance ou l’élément porteur de cette propriété. Lors donc qu’un métal se calcine il laisse bien échapper ce principe phlogistique ou combustible, mais la diminution de poids qui en résulte est masquée parce que l’air absorbé pèse beaucoup plus que le phlogistique évaporé. Jusqu’à Lavoisier, la calcination des métaux fut assimilée à un phénomène de substitution qui remplace le phlogistique par de l’air ; mais l’acte essentiel de brûler était une décomposition.

Or serait-ce cette augmentation de poids, cette absorption d’air qui serait la vraie caractéristique de la combustion ? Pour le soufre, comme pour le phosphore, comme pour bien d’autres corps, l’augmentation de poids et l’absorption d’air sont amplement vérifiées. Lavoisier n’hésite pas à tirer toutes les conséquences de ces constatations. Dès lors, la combustibilité qui pour les anciens chimistes et le sens commun résidait essentiellement dans le corps combustible se trouve rejetée hors de ce corps, dans l’air comburant environnant. Et cette prétendue évidence de sens commun est attaquée, démontrée erronée par une autre évidence du sens commun, support, il est important de le remarquer, de la physique générale aussi bien que des rapports les plus usuels et les plus journaliers entre commerçants et clients. Je sais bien que l’histoire de cette lutte entre deux évidences de sens commun fut effectivement plus compliquée et moins claire que ne l’indique le schéma ci-dessus ; je n’ignore pas que certains chimistes, notamment plusieurs membres de l’académie de Dijon voyant que deux affirmations de sens commun se révélaient tout à coup incompatibles, et ne pouvaient donc être vraies à la fois, ont voulu sacrifier la constance de la masse mesurée à la balance en attribuant au phlogistique un principe de légèreté qui lui aurait permis de diminuer le poids de la substance à laquelle il s’ajoute. Cependant si je n’insiste pas, c’est que à mon avis, l’importance historique du poids négatif du phlogistique a été démesurément agrandie par les historiens de la chimie ; car au nom de la raison universelle aussi bien que du Newtonianisme bien compris, le phlogistique source de légèreté a été repoussé avec indignation par des auteurs dont la postérité à juste raison n’a pas retenu le nom, attendu que au cours de leur polémique judicieuse ils n’ont rien ajouté à la science qui se fait.

Lavoisier, (je n’ai pas à insister là-dessus dans cet opuscule) a donc utilisé la constance de la masse comme un argument polémique sûr et efficace, qui prenait l’opinion d’adversaires en flagrant délit d’illogisme et de contradiction. Rien de plus, rien de moins ; il n’a jamais pensé l’avoir découverte ; elle devint entre ses mains une arme de combat qui mène à la victoire en même temps qu’un instrument de vérification. La pesée qui ne fut jamais incluse formellement dans la suite des opérations chimiques, reste, après comme avant Lavoisier, en dehors des recherches de laboratoire qui aboutissent à l’analyse, à la synthèse ou à tout autre transformation de la matière. Les pesées de contrôle (faites avant et après la réaction) qui furent autrefois accidentellement utilisées pour montrer qu’au cours de l’expérience aucune parcelle de substance n’avait été ajoutée ou n’avait pu échapper devinrent sous l’influence du génie de Lavoisier qui apprit à les faire avec le plus grand soin, un critère indispensable de vérification et de vérité. Lavoisier, qui la comme ailleurs n’a rien découvert, métaphysiquement parlant, a transformé l’orientation de la pensée des chimistes en réalisant par son œuvre un progrès immense de ce qu’on pourrait appeler la conscience expérimentale ; nous n’avons pas à rechercher quels sont les liens lâches ou étroits qui unissent ce progrès de la conscience expérimentale avec les progrès de la conscience théorique qui furent dans ce cas concomitants, mais que certains penseurs déclarent logiquement indépendants et croient pouvoir étudier séparément.

Notre manière de voir que certains trouveront paradoxale fut pourtant celle d’un grand nombre de contemporains ; pour mettre le fait hors de doute reproduisons un extrait des registres de la Société de Médecine du 6 février 1789 où Fourcroy et de Horne s’exprimèrent ainsi sur le traité élémentaire de chimie… « À peine M. Black fit-il connaître l’être fugace qui adoucit la chaux, à peine M. Priestley eût-il donné ses premières expériences sur l’air fixe et ce qu’il appelait les différentes espèces d’air, que M. Lavoisier, qui ne s’était encore appliqué qu’à mettre dans les opérations de chimie de l’exactitude et de la précision conçut le vaste projet de répéter et de varier toutes les expériences des deux célèbres physiciens anglais et de poursuivre avec une ardeur infatigable une carrière nouvelle dont il prévoyait dès lors toute l’étendue. Il sentit surtout que l’art de faire des expériences vraiment utiles, et de contribuer aux progrès de la science de l’analyse, consistait à ne rien laisser échapper, à tout recueillir et à tout peser. Cette idée ingénieuse, à laquelle sont dues toutes les découvertes modernes, l’engagea à imaginer pour les effervescences, pour les combustions, pour la calcination des métaux, etc., des appareils capables de porter la lumière la plus vive sur la cause et les résultats des opérations. On connaît trop généralement aujourd’hui la plupart des faits et des découvertes que cette route expérimentale nouvelle a fait naître pour que nous ayons besoin d’en suivre les détails ».

Àce témoignage convaincant nous n’ajouterons plus que celui de Lavoisier lui-même ; l’auteur du Traité élémentaire de Chimie n’a jamais exposé comme nouvelle la Loi de la conservation de la matière sur laquelle il appuie son analyse et sa théorie ; il la considère comme fondée sur une évidence dont personne ne songe à douter ; il l’énonce accidentellement au sujet des difficultés nées de la transformation du moût de raisin en acide carbonique et alcool, lors de la fermentation vineuse, une opération « des plus frappantes et des plus extraordinaires de celles que la chimie nous présente » : à cette occasion, il propose même pour la première fois de mettre en équation l’analyse chimique car il y a égalité « entre les principes du corps qu’on examine et ceux qu’on en retire par l’analyse ». Il n’en est pas moins vrai qu’il faut lire presque toute la première partie du Traité élémentaire de Chimie pour trouver enfin à la page 141 cette phrase que l’historien est heureux de recueillir : « Rien ne se crée ni dans les opérations de l’art, ni dans celles de la nature, et l’on peut poser en principe que dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l’opération ; que la qualité et la quantité des principes est la même et qu’il n’y a que des changements, des modifications. »