Est-il besoin de rappeler que la chimie n’est pas une science née avec le pétrole ni une science née dans les pays du monde industriel. La houille et le pétrole ne lui ont fourni ses matériaux que depuis à peine plus de deux siècles. Pendant les millénaires précédents, seul le monde vivant, et essentiellement les végétaux, donnaient lieu à une pratique "chimique".
Nous parlerons ici de cette chimie dont la matière première était totalement "renouvelable" car extraite du monde végétal. Des alambics, sortaient les parfums et les remèdes issus d’épices et de plantes aromatiques du monde entier. Les meules des charbonniers fournissaient le charbon de bois utile à l’industrie. Plus tard le bois alimentera les gazogènes qui équiperont certains véhicules et la cellulose, son constituant principal, sera même à l’origine des premières fibres synthétiques.
Ainsi, par apports successifs, la chimie du carbone et de ses composés était déjà bien construite quand la houille et le pétrole sont venus l’investir.
Les populations néolithiques, cultivatrices et bâtisseuses de dolmens et d’allées couvertes, comme, ensuite, les Celtes, aux druides cueilleurs du gui, avaient vraisemblablement une bonne connaissance des plantes qui guérissaient (ou de celles qui tuaient) et savaient en préparer des potions ou des baumes. Les jardins des monastères médiévaux en avaient conservé la tradition. Certains, devenus lieux touristiques, la perpétuent.
Dans le monde européen, les remèdes les plus réputés empruntaient leurs savoirs aux arabes qui en tenaient une bonne part de l’ancienne Egypte ou de la Chine avec laquelle ils commerçaient. Les multiples plantes et épices rapportées d’Asie étaient à l’origine de recettes culinaires mais aussi de préparations médicales. Le médecin et biologiste arabe Abu Muhammad Ibn al-Baïtar (1190-1248) décrivait ainsi 1400 de ces plantes dans un ouvrage traduit et utilisé pendant tout le moyen-âge européen. La distillation de ces plantes rares a contribué à la popularité de l’alchimie.
Notons que, outre son nom, l’origine arabe de l’alchimie se manifeste dans notre vocabulaire contemporain par quelques mots rescapés : alcool, élixir … et surtout par le nom d’un instrument majeur : l’alambic.
Distiller les bois, les feuilles, les graines, les racines.
"La description des nouveaux fourneaux Philosophiques ou Art distillatoire, par le moyen duquel sont tirés les Esprits, Huiles, Fleurs, et autres Médicaments : par une voie aisée et avec grand profit, des Végétaux, Animaux et Minéraux. Avec leur usage, tant dans la Chymie que dans la médecine. Mis en lumière en faveur des Amateurs de la Vérité", est le titre d’un ouvrage dont l’auteur, Johann Rudolf Glauber (1604-1670) est un personnage charnière entre alchimistes et chimistes.
Né en Bavière, à Karlstadt sur le Main, il est le fils d’un barbier à une époque où ces honorables artisans, en plus de couper la barbe, étaient à la fois dentistes et chirurgiens. Ayant quitté l’école jeune, il se forme auprès des apothicaires pour s’installer lui-même comme pharmacien à Amsterdam où il fait fortune en commercialisant un remède de son invention, le célèbre "sel de Glauber" ou "sel admirable", préconisé comme laxatif, un des traitements majeurs de l’époque avec la saignée.
Le titre de son ouvrage n’est pas mensonger. Les instruments qu’il décrit resteront pratiquement inchangés jusqu’à la fin du 18ème siècle. Ses modes opératoires sont indiqués avec une réelle précision. Telle sa méthode pour extraire "la quintessence des végétaux". La méthode habituelle consiste à extraire les essences par l’eau portée à ébullition. Les huiles et alcools volatils s’en dégagent et sont condensés à travers le serpentin d’un vase réfrigérant, généralement un tonneau dans lequel circule un courant d’eau.
La méthode convient, nous dit Glauber, pour les plantes de peu de prix mais son rendement est faible. Aussi en propose-t-il une autre plus efficace pour les épices rares importées du lointain Orient ou des Amériques.
"Je veux, dit-il, montrer une autre voie pour distiller les huiles des épices et autres choses précieuses ; ce qui se fait avec l’esprit de sel, par lequel toute l’huile est tirée hors sans rien perdre, ce qui se fait ainsi : emplis une cucurbite de cannelle, ou autre bois, ou semence, sur quoi tu mettras autant d’esprit de sel qu’il suffise pour couvrir le bois, alors place le avec son alambic sur le sable, et lui donne feu par degré, afin que l’esprit de sel bouille, et toute l’huile distillera avec un peu de flegme, car l’esprit de sel par son acrimonie pénètre le bois, et affranchit l’huile afin qu’elle distille mieux et plus aisément".
Notons le corps distillé, la cannelle. C’est réellement une épice qu’on ne doit pas gaspiller car elle vaut son poids d’or. Au début du 17ème siècle son commerce était assuré par les Portugais qui occupaient alors l’île de Ceylan mais à l’époque où Glauber en décrit la distillation ceux-ci ont été chassés par les Hollandais qui en détiennent le monopole. La cannelle, le clou de girofle, le poivre, la muscade, seront, en effet, l’objet d’une sanglante guerre des épices qui opposera longtemps, Portugais, Hollandais, Français et Britanniques.
Valmont-Bomare, dans son Dictionnaire Raisonné Universel d’Histoire naturelle (1791) consacre à la cannelle plusieurs pages. (voir p.676).
Il en décrit la récolte :
"Dans la saison où la sève est abondante, et où les arbres commencent à fleurir, on détache l’écorce des petits cannelliers de trois ans : on jette l’écorce extérieure qui est épaisse, grise et raboteuse. On coupe par lames, longues de trois à quatre pieds, l’écorce intérieure qui est mince ; on l’expose au soleil et elle s’y roule d’elle-même de la grosseur du doigt ; sa couleur est un jaune rougeâtre ; son goût est âcre, piquant, mais agréable et aromatique ; son odeur est très suave et très pénétrante."
Il exalte la richesse des produits de sa distillation et leurs usages :
" Toutes les parties du cannellier sont utiles : son écorce, sa racine, son tronc, ses tiges, ses feuilles, ses fleurs et son fruit. On en tire des eaux distillées, des sels volatils, du camphre, du suif ou de la cire, des huiles précieuses : l’on en compose des sirops, des pastilles, des essences odoriférantes, d’autres qui convertissent en hypocras toutes sortes de vins, ou sont la base de ces épices suaves qui entrent dans la confection de nos ragoûts : en un mot le cannellier est le roi des arbres à tous égards".
Qui pourrait nier l’intérêt de la distillation après une telle description ?
Moins noble que la distillation des épices : la distillation des résines.
Les produits précieux des résines.
A la fin du 18ème siècle, la récolte et le traitement de la résine de pin étaient la source d’une importante industrie.
"Il n’y a point de Province dans le royaume, écrit Valmont-Bomare, qui fournisse autant d’espèces de résine de pin, que la province de Guyenne ; cet arbre y croît dans les landes arides et sablonneuses, qui s’étendent depuis Bayonne jusque dans le pays de Médoc, et d’autre part depuis le bord de la mer jusqu’au rivage de la Garonne. L’espèce de pin de ces lieux est le grand et le petit pin maritime. Le suc résineux qui en découle depuis le mois de mai et le mois de septembre dans les auges, et qui par conséquent est très pur, se nomme galipot ". (Dictionnaire d’Histoire Naturelle, 1791)
La distillation de cette résine procurait de l’essence de térébenthine (20%) et de la colophane (80%). Le premier produit est un excellent solvant des huiles, graisses et cires, très utile pour les vernis et peintures. La colophane est connue pour ses propriétés adhésives. Sans elle l’archet d’un violon ne sortirait aucun son de la corde frottée. Ces corps entraient aussi dans la composition de remèdes divers qui pouvaient avoir une certaine efficacité. La chimie moderne nous apprend, en effet, que la résine de pin est riche en composés organiques de la famille des terpènes, corps connus comme antibiotiques et anti-inflammatoires.
Le goudron est un autre produit des pins et sapins. Son nom est, lui aussi, issu de l’arabe. Il s’obtient par distillation de l’ensemble du bois de pin dans des enceintes closes. Au fur et à mesure que le bois se transforme en charbon de bois, le goudron s’écoule au fond du fourneau et est conduit, liquide, jusqu’à des barils qui servent à son transport vers les ports où il est massivement utilisé pour enduire les cordages et le bois des bateaux. A Partir de savants mélanges avec de la résine ou des graisses on en prépare également des brais et des poix. Les flottes du 18ème siècle en consomment des quantités impressionnantes. Ce goudron naturel a progressivement cédé la place au goudron de houille mais certains producteurs de charbon de bois en commercialisent encore de faibles quantités.
Nous pourrions aussi citer des résines plus exotiques comme celles dont le mélange composait l’encens et dont le commerce était florissant.
Ne pas oublier la sève de l’Hévéa.
Une résine élastique : le caoutchouc.
C’est par Charles Marie de La Condamine (1701-1774) que les Français apprennent l’existence de cette gomme dont l’importance sera si grande à la fin du 19ème siècle. Ce scientifique et explorateur avait été chargé par l’Académie des Sciences de conduire une expédition au nord du Pérou afin de mesurer la longueur d’un arc du méridien terrestre au voisinage de l’équateur. L’objectif étant, rappelons-le, de déterminer la forme exacte de la terre.
Après avoir mené à bien l’expédition, il décidait de rejoindre Cayenne en descendant l’Amazone afin d’en dresser la carte. Le récit de son voyage, publié dans le Recueil des Mémoires de l’Académie des sciences pour l’année 1745 (voir page 430), est un vrai roman d’aventure.
Entre diverses observations, il y décrivait une résine élastique appelée Cahuchu dont il nous précisait que la prononciation devait être cahoutchouc. Cette résine pouvait servir à faire des torches mais son intérêt résidait dans une propriété bien plus remarquable :
"Quand elle est fraiche, on lui donne avec des moules la forme qu’on veut, elle est impénétrable à la pluie ; mais ce qui la rend plus remarquable, c’est sa grande élasticité. On en fait des bouteilles qui ne sont pas fragiles, des bottes, des boules creuses qui s’aplatissent quand on les presse et qui, dès qu’elles ne sont plus gênées, reprennent leur première figure. Les Portugais du Parà ont appris des Omaguas à faire avec la même matière des pompes ou seringues qui n’ont pas besoin de piston : elles ont la forme de poire creuses, percées d’un petit trou à leur extrémité, où ils adaptent une canule de bois : on les remplit d’eau, et en les pressant lorsqu’elles sont pleines, elles font l’effet d’une seringue ordinaire. Ce meuble est fort en usage chez les Omaguas. Quand ils s’assemblent entr’eux pour quelque fête, le maître de la maison ne manque pas d’en présenter par une politesse à chacun des conviés, et son usage précède toujours parmi eux les repas de cérémonie"
Valmont-Bomare (1791) explique que "cette bizarre coutume a fait nommer par les Portugais de la colonie du Para, l’arbre qui produit cette résine, Pao de xinringa, bois de seringue ou seringat". Les collecteurs de latex en ont hérité le nom de seringueiros !
Retenons ainsi la contribution des Omaguas d’Amazonie à l’équipement de nos modernes laboratoires chimiques ou biologiques au travers des "poires de caoutchouc" si utiles pour en équiper les pipettes qui servent aux prélèvements ou pour les compte-gouttes des flacons.
A la fin du 18ème siècle les chimistes européens se sont emparés du produit. Valmont-Bomare fait le catalogue des multiples essais pour utiliser et transformer la sève de cet arbre que les "naturels du pays appellent hhévé" et dont le nom a été transmis en France sous la forme hévéa. Il cite, en particulier le chimiste Macquer. C’est un ami de Charles de La Condamine auquel il succède à l’Académie des Sciences. Après de multiples essais il a pu constater que le caoutchouc pouvait être dissout dans l’éther pour constituer un vernis qui se figeait sous forme d’un film élastique. L’une de ses plus belles réussites : les tuyaux de caoutchouc dont on fait un si multiple usage aujourd’hui.
La méthode ? Il faut fabriquer un petit cylindre de cire de la grosseur d’une plume à écrire, "enduire sa surface de plusieurs couches de résine dissoute, et lorsque cette résine a pris de la consistance, la plonger avec son moule dans l’eau bouillante : la cire fond, et il ne reste plus que le tube".
Qui a déjà été dans un laboratoire de chimie connaît l’importance des tubes de caoutchouc pour relier les éléments de verre de façon étanche. L’opération à partir de "luts" divers était alors l’un des casse-tête des chimistes. Valmont-Bomare en présente un usage tout aussi prometteur :
"on s’en est servi avec beaucoup de succès pour faire des sondes, qui par leur souplesse et leur flexibilité sont bien préférables à celles qu’on a été obligés de faire jusqu’à présent avec des métaux… Ces sondes, capables d’évacuer la vessie dans les cas où les secours ordinaires sont toujours douloureux et dangereux, ne sauveraient-elles pas la vie et ne prolongeraient-elles pas les jours d’un grand nombre de malades qui périssent faute d’un pareil instrument ? "
Au début du 19ème siècle le caoutchouc devient un produit d’usage massif grâce à deux méthodes de traitement. Dans les années 1820, l’Ecossais Charles Macintosh prépare un tissu imperméable en l’imbibant de caoutchouc dissout dans du naphte bouillant. Son tissu remplace rapidement la "toile cirée". En 1842, c’est l’Américain Charles Goodyear qui trouve le moyen de stabiliser le caoutchouc par un traitement au soufre, la vulcanisation. Il peut alors équiper les roues de vélocipèdes puis des voitures automobiles, surtout après que l’Ecossais John Boyd Dunlop aura inventé le pneumatique en 1888 et que Edouard et André Michelin auront inventé les chambres à air et le pneu démontable en 1891.
Avec l’avènement de l’automobile la demande en caoutchouc explose. La culture de l’Hévéa, diffusée dans toutes les régions tropicales, deviendra rapidement l’une des sources importantes de revenu des colonies d’Amérique, d’Afrique et d’Asie. La richesse accumulée par les pays colonisateurs aura pour pendant l’exploitation impitoyable des populations locales.
Un résultat que, ni les tribus Omaguas, ni Charles de La Condamine, le visiteur qu’ils avaient si chaleureusement accueilli et à qui ils avaient livré leurs secrets, n’avaient certainement imaginé.
Retour aux sources.
L’extraction de molécules inédites dans les plantes, en particulier celles de milieux hostiles, pour des applications médicales est devenue une activité importante des laboratoires de chimie. Qui pourrait nier son intérêt. Les plantes ont fabriqué elles-mêmes les molécules nécessaires à leur protection contre les agressions de leur milieu de vie, certaines d’entre elles peuvent nous soigner.
Si l’histoire pouvait en être écrite, il serait passionnant de comprendre par quelle démarche intellectuelle des populations, considérées comme "primitives", ont su elles-mêmes utiliser ces produits comme remèdes. Mais, maintenant que la science sait traduire cette expérience en formules, comment pourrait-on accepter que des groupes industriels puissent prétendre "breveter" à leur profit les molécules ainsi isolées voire même les plantes qui les produisent ?
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Voir aussi :
Quand la chimie des plastiques était verte.
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pour aller plus loin voir :
Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses…
Coupable : le dioxyde de carbone. Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.
L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone
et celle du CO2.
L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole.
Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.
Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.
Seront-ils entendus ?
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