Le blog d'histoire des sciences

Gérard Borvon

(première mise en ligne,15/08/2018)

"C'est un fait connu, & sans doute depuis longtemps, qu'une chambre, qu'un carrosse, une couche, sont plus fortement chauffés par le soleil, lorsque ses rayons passent au travers de verre ou de châssis fermés, que quand ces mêmes rayons entrent dans les mêmes lieux ouverts & dénués de vitrage. On sait même que la chaleur est plus grande dans les chambres ou les fenêtres ont un double châssis."

C'est ainsi que Horace Bénédict de Saussure débutait une lettre, datée du 17 avril 1784, adressée, depuis Genève, au "Journal de Paris". Géologue et naturaliste né à Conches près de Genève, en 1740, Saussure est surtout connu pour ses excursions dans les Alpes et en particulier pour avoir été l'un des premiers à atteindre le sommet du Mont Blanc où il avait pu constater que la température d'ébullition de l'eau n'était plus que de 86° de notre échelle Celsius.

La chaleur est également l'un de ses premiers centres d'intérêt. C'est pourquoi ce phénomène d'élévation de la température derrière une vitre ne pouvait pas manquer d'attirer son attention.

"Lorsque je réfléchis pour la première fois à ces faits si connus, je fus bien étonné qu'aucun Physicien n'eût cherché à voir jusqu'où pouvait aller cette augmentation ou cette concentration de la chaleur", écrit-il.

Horace Bénédict de Saussure, l'héliothermomètre et l'effet de serre.

Il se propose donc de rendre compte d'une série de mesures qu'il a commencées dès 1767. Son dispositif expérimental, auquel il donne le nom d'Héliothermomète, est une "caisse en sapin d'un pied de longueur sur 9 pouces de largeur et de profondeur". Des études antérieures lui ont montré qu'un corps sombre absorbe mieux la chaleur, il choisit donc de tapisser l'intérieur de la boite "d'un liège noir épais d'un pouce" qui constitue par ailleurs un bon isolant thermique. Son couvercle est constitué de trois glaces "placées à un pouce et demi de distance l'une de l'autre". l'expérience demande de suivre la course du soleil de telle sorte que ses rayons entrent toujours dans la boite perpendiculairement à la vitre. Utilisant cette méthode, la plus grande température qui est atteinte est de 87,7°, "c'est à dire de plus de 8 degrés au dessus de la chaleur de l'eau bouillante". L'échelle utilisée est ici celle de Réaumur qui fixe à 80 degrés la température d'ébullition de l'eau. Prenant des mesures pour mieux isoler la boite, il obtiendra même des températures atteignant 128°R soit 160°C.

Voilà pour l'observation.

"Quant à la théorie, écrit-il, elle me paraît si simple, que je ne crois pas qu'elle ajoute beaucoup à la gloire de celui qui la développera". Il se souvient que "l'immortel Newton" a prouvé que les corps sont réchauffés par la lumière qu'ils absorbent. L'explication lui paraît donc évidente :

"Sans décider si les rayons du soleil sont eux-mêmes du feu, ou s'ils ne font qu'imprimer au feu contenu dans les corps un degré de mouvement qui produit la chaleur, c'est un fait qu'ils les réchauffent. C'est un fait tout aussi certain, que quand le corps sur lesquels ils agissent est exposé en plein air, la chaleur dont ils le pénètrent lui est en partie dérobée par les courants qui règnent dans l'air, & par ceux que cette chaleur produit elle même, Mais si ce corps est situé de manière à recevoir ses rayons sans être accessible à l'air, il conserve une plus grande proportion de la chaleur qui lui est imprimée".

La météorologie mesure aujourd'hui l'importance des phénomènes de convection pour les échanges de chaleur dans les fluides, en particulier dans l'atmosphère ou dans les océans. Saussure les avait déjà bien analysés en constatant que dans une boite vitrée, fermée et isolée, l'air conservait sa chaleur car il ne pouvait y avoir d'échange avec l'air extérieur plus froid. Bien imaginées aussi les applications possibles de son montage expérimental.

"Quant aux applications, je m'en suis aussi occupé", écrit-il, Comme je ne me flattais pas de fondre des métaux, je ne pensais qu'à faire servir cette invention à des usages qui ne demandent qu'une chaleur peu supérieure à celle de l'eau bouillante. Je voulais aussi éviter l'assujettissement et la perte du temps qu'entraîne la nécessité de présenter toujours la caisse au soleil à mesure que sa position change. Dans cette intention j'ai essayé d'employer des calottes de verre hémisphériques qui s'emboîtent les unes dans les autres".

L'idée se justifiait, la démarche témoignait d'un réel comportement scientifique. Hélas, le résultat escompté ne fut pas au rendez-vous et l'expérimentateur constate "qu'on ne pourrait pas même se flatter de faire cuire sa soupe dans cet appareil". Il préfère donc s'en tenir à sa caisse initiale qui en plus de pouvoir servir de "thermomètre solaire" serait apte, dit-il, à pratiquer des distillations ou toute autre opération qui ne demanderait pas "un degré de chaleur fort supérieur à celui de l'eau bouillante". Pourrait-il imaginer que deux siècles et demi plus tard de telles boites, d'une plus grande surface, au fond noirci traversé par des serpentins parcourus par un liquide caloporteur, seraient disposées sur les toits des maisons pour fournir à ses occupants l'eau chaude nécessaire à leur usage domestique. Son dispositif, qui avait mis en évidence ce que nous désignons aujourd'hui comme "effet de serre", est en effet devenu, par l'usage des panneaux solaires thermiques, une utilisation économe, intelligente et non-polluante du rayonnement solaire.

Jean Baptiste Joseph Fourier. De l'héliothermomètre à la température du globe terrestre.

Fourier (1768-1830) est d'abord connu comme mathématicien pour ses "séries", outil mathématique qu'il a d'abord appliqué à l'étude de la diffusion de la chaleur. En 1827 est publié dans les Mémoires de l'Académie des Sciences de l'Institut de France son "MÉMOIRE sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires". S'interrogeant sur l'influence de l'atmosphère sur la température du globe il fait une référence appuyée aux travaux de Saussure. On doit, dit-il au célèbre voyageur, une expérience qui apparaît très propre à éclairer la question". Il décrit avec précision l'instrument mis au point par Saussure. Celui-ci l'intéresse particulièrement par le fait qu'il a permis à son constructeur de "comparer l'effet solaire sur une montagne très élevée à celui qui avait lieu dans une plaine inférieure", montrant ainsi le rôle de l'épaisseur de l'atmosphère dans le phénomène.

"La théorie de cet instrument est facile à concevoir", dit-il. Comme Saussure il considère "que la chaleur acquise se concentre parce qu'elle n'est point dissipée immédiatement par le renouvellement de l'air". Il y ajoute une seconde raison qui nous rapproche d'une vision contemporaine largement vulgarisée :

"la chaleur émanée du soleil a des propriétés différentes de la chaleur obscure. Les rayons de cet astre se transmettent en assez grande partie au-delà des verres dans toutes les capacités et jusqu'au fond de la boite. Ils échauffent l'air et les parois qui le contiennent : alors la chaleur ainsi communiquée cesse d'être lumineuse; elle ne conserve que les propriétés communes de la chaleur rayonnante obscure. Dans cet état, elle ne peut traverser librement les plans de verre qui couvrent le vase ; elle s'accumule de plus en plus dans une capacité enveloppée d'une matière très-peu conductrice, et la température s'élève jusqu'à ce que la chaleur affluente soit exactement compensée par celle qui se dissipe".

Une dizaine d'années sépare ce texte de la présentation par Fresnel de sa théorie ondulatoire de la lumière. Cette "chaleur rayonnante obscure" attendra encore quelques années avant d'être qualifiée de "rayonnement infrarouge".

L'analogie avec l'atmosphère s'impose alors à Fourier. Le même phénomène expliquerait la température plus élevée dans les basses couches de l'atmosphère. Si les différentes couches de l'atmosphère restaient immobiles, elles se comporteraient comme des vitres. "la chaleur arrivant à l'état de lumière jusqu'à la terre solide perdrait tout-à-coup et presque entièrement la faculté qu'elle avait de traverser les solides diaphanes ; elle s'accumulerait dans les couches inférieures de l'atmosphère, qui acquerraient ainsi des températures élevées". Fourier n'ignore pourtant pas que l'air chaud s'élève et se mélange à l'air froid des altitudes mais il estime que ce phénomène ne doit pas altérer totalement l'effet de la lumière obscure "parce que la chaleur trouve moins d'obstacles pour pénétrer l'air, étant à l'état de lumière, qu'elle n'en trouve pour repasser dans l'air lorsqu'elle est convertie en chaleur obscure".

Depuis Lavoisier on sait que l'air est un mélange de gaz, que signifie alors la perméabilité de l'air au rayonnement solaire ou à la "chaleur rayonnante obscure" ? Les différents gaz qui le composent ont-ils tous le même comportement ? C'est la question que se pose John Tyndall.

John Tyndall (1820-1893), le découvreur des gaz à "effet de serre".

John Tyndal est né en Irlande et y a vécu sa jeunesse. Autodidacte, comme Faraday dont il a été l'élève, ses travaux scientifiques lui valent une solide renommée, tant en Europe que dans les États d'Amérique. Excellent vulgarisateur, il donne, en 1864 à Cambridge, une conférence, sous le titre "La radiation", dans laquelle il expose ses travaux sur l'absorption des rayons lumineux par différents gaz. Sa traduction par l'Abbé Moigno est publiée en France dès l'année suivante. Son traducteur est enthousiaste : "Le motif de sa dissertation lui était imposé par l'immense retentissement de ses admirables découvertes dans le domaine des radiations lumineuses et caloriques. Il l'a traité avec une lucidité, une sobriété, une élégance, une aisance magistrales ; et nous ne nous souvenons pas d'avoir lu avec plus de plaisir d'autres dissertations scientifiques".

Le texte est court (64 pages) et l'éloge justifié. Il mérite d'être lu dans sa totalité. Qui le lirait y trouverait l'essentiel de ce que nous enseignent les climatologues aujourd'hui. Son exposé s'attache d'abord à établir l'existence de lumières invisibles à l’œil. Il est acquis, depuis Fresnel, que la lumière solaire est composée de multiples radiations. En particulier il s'intéresse à celle qu'il désigne sous le terme "d'ultra-rouge" et que nous désignons aujourd'hui comme "infra-rouge". Il expose comment son existence a été révélée par l'astronome britannique William Herschel. L'expérience est belle, elle mérite d'être rappelée.

"Forçant un rayon solaire à passer à travers un prisme, il le résolut dans ses éléments constituants, et le transforma en ce qu'on appelle techniquement le spectre solaire (souligné par lui). Introduisant alors un thermomètre au sein des couleurs successives, il détermina leur pouvoir calorifique, et trouva qu'il augmentait du violet, ou du rayon le plus réfracté, au rouge ou rayon le moins réfracté du spectre. Mais il ne s'arrêta pas là. Plongeant le thermomètre dans l'espace obscur au delà du rouge, il vit que, quoique la lumière eût entièrement disparu, la chaleur rayonnante qui tombait sur l'instrument était plus intense que celle que l'on avait mise en évidence à tous les points du spectre visible."

Mentionnant les travaux de Ritter et Stokes sur les "ultraviolets" Tyndall pouvait alors présenter le rayonnement solaire comme composé de "trois séries différentes".

1. des rayons ultra-rouges d'une très grande puissance calorique, mais impuissants à exciter la vision.

2. Des rayons lumineux qui déploient la succession suivante de couleurs : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo, violet

3. des rayons ultra-violets, impropres à la vision comme les rayons rouges, dont le pouvoir calorifique est très faible, mais qui en raison de leur énergie chimique, jouent un rôle très important dans le monde organique.

Suit un exposé sur la nature des radiations. Quel est le lien entre la chaleur dégagée dans un fil de platine chauffé au rouge ou au blanc par un courant électrique le traversant et la perception de cette lumière par l’œil ? Son compatriote Maxwell a émis récemment l'hypothèse selon laquelle la lumière serait une onde électromagnétique se déplaçant dans un hypothétique éther. Sa réponse est conforme au modèle. Il existe dit-il un "éther lumineux" qui comme l'air transmet les sons, est "apte à transmettre les vibrations de la lumière et de la chaleur". Ainsi "chacun des chocs de chacun des atomes de notre fil excite en cet éther une onde qui se propage dans son sein avec la vitesse de 300 000 kilomètres par seconde". C'est cette onde, reçue par la rétine, qui provoque chez nous la sensation de lumière.

Le chapitre qui suit a pour titre "Absorption de la chaleur rayonnante par les gaz". Son objet concerne particulièrement notre sujet, à savoir ce que nous désignons par "effet de serre".

"Limitant tout d'abord nos recherches au phénomène de l'absorption, nous avons à nous figurer une succession d'ondes issues d'une source de rayonnement et passant à travers un gaz. Quelques-unes de ces ondes viennent se heurter contre des molécules gazeuses et leur cèdent leur mouvement ; d'autres glissent autour des molécules, ou passent à travers leurs espaces intermoléculaires, sans obstacle sensible. Le problème consiste à déterminer si de semblables molécules libres ont à un degré quelconque le pouvoir d'arrêter les ondes de la chaleur, et si les différentes molécules possèdent ce pouvoir à différents degrés".

Le montage expérimental consiste en un plaque de cuivre chauffée jusqu'à incandescence. La lumière produite est transmise à un tube fermé par deux plaques de sel gemme "seule substance solide qui offre un obstacle presque insensible au passage des ondes calorifiques". Le tube peut être rempli de gaz divers sous la même pression de 1/30 d'atmosphère. La température y est mesurée par une "pile thermo-électrique", instrument d'une invention récente.

Les résultats sont publiés dans un tableau qui exprime les quantités de radiations absorbées respectivement par les différents gaz, "en prenant pour unité la quantité absorbée par l'air atmosphérique".

On y retrouve la plupart des gaz dont la nuisance nous préoccupe aujourd'hui. En particulier le dioxyde de carbone (acide carbonique), le protoxyde d'azote, l'acide nitreux.

Un dernier résultat "incroyable" !

Une dernière partie vient compléter ce tableau. Elle concerne l'étude "des vapeurs aqueuses de l'atmosphère dans leurs rapports avec les températures terrestres". L'importance des résultats mérite une mise en scène. Après les premières mesures effectuées sur différents gaz, "nous voici préparés à accepter un résultat qui sans ces préliminaires serait apparu complètement incroyable", annonce le conférencier.

Le nouveau gaz étudié n'est autre que la vapeur d'eau. C'est "un gaz parfaitement impalpable, diffusé dans toute l'atmosphère même les jours les plus clairs". La quantité de cette vapeur est infinitésimale comparée à la composition de l'air en oxygène et azote. Pourtant les mesures effectuées montrent que son effet est 200 fois supérieur à celui de l'air qui la contient. Ce fait, note-t-il, "entraîne les conséquences les plus graves relativement à la vie sur notre planète".

Conséquences les plus graves ? C'est exactement ce que seraient tentés de dire la plupart de nos contemporains mais John Tyndall y voit en réalité une chance. La chaleur du sol échauffé par les rayons du soleil se communiquent à l'atmosphère sous formes de ces ondes de lumière "ultra-rouges" de grande puissance calorique. L'air seul serait insuffisant pour les retenir. Heureusement, constate Tyndall "les vapeur aqueuses enlèvent leur mouvement aux ondes éthérées, s'échauffent et entourent ainsi la terre comme d'un manteau qui la protège contre le froid mortel qu'elle aurait sans cela à supporter".

Plus tard, dans sa conclusion, le constat prend des proportions lyriques. "La toile d'araignée tendue sur une fleur suffit à la défendre de la gelée des nuits ; de même la vapeur aqueuse de notre air, tout atténuée qu'elle soit, arrête le flux de la chaleur rayonnée par la terre, et protège la surface de notre planète contre le refroidissement qu'elle subirait infailliblement, si aucune substance n'était interposée entre elle et le vide des espaces célestes". Il en veut pour preuve que partout où l'air est sec (déserts, sommets des hautes montagnes) cela entraîne des températures diurnes extrêmes. Inversement "pendant la nuit, la terre rayonne sans aucun obstacle la chaleur vers ses espaces célestes et il en résulte un minimum de température très-basse".

La découverte est d'importance et il la revendique. S'il reconnaît à ses prédécesseurs, de Saussure, Fourier, Pouillet, Hopkins, d'avoir "enrichi la littérature scientifique" sur ce sujet, il fait le constat que ce n'est pas, à présent, à l'air, comme ils l'ont fait, qu'il faut s'intéresser mais à la vapeur d'eau qu'il contient.

Notons ici que, s'il cite Saussure, l'effet qu'il décrit n'a plus rien à voir avec celui d'une serre dans laquelle l'air chauffé par le soleil serait confiné. C'est donc de façon erronée que l'expression "effet de serre" continue à alimenter nos débats contemporains. D'où vient l'expression ? on la trouve utilisée par Arrhenius, dont nous verrons bientôt la contribution. "Fourier, écrit-il, le grand physicien français, admettait déjà (vers 1800) que notre atmosphère exerce un puissant effet protecteur contre la perte de chaleur par rayonnement. Ses idées furent plus tard développées par Pouillet et Tyndall. Leur théorie porte le nom de la théorie de la serre chaude (souligné par nous), parce que ces physiciens admirent que notre atmosphère joue le même rôle que le vitrage d'une serre".  Si le terme retenu par le milieu scientifique est "forçage radiatif", l'image torride d'une serre est tellement plus parlante que son succès est assuré pour longtemps encore.

Ainsi donc la terre est protégée par la vapeur d'eau ? Nous sommes dans la première période du développement industriel de l'Europe, comment Tyndall pourrait-il imaginer que cet équilibre qui dure depuis des milliers d'années sera rompu dans le siècle à venir. Non pas essentiellement par la vapeur d'eau mais par le CO₂. Que dit-il de ce gaz ? Il a déjà mesuré que son pouvoir d'absorption des rayons lumineux est près de 1000 fois supérieur à celui de l'air. Il constate également qu'il existe un nombre de rayons "pour lesquels l'acide carbonique est impénétrable". Il en fait même un moyen de mesure du taux de CO₂ dans l'air expiré par les poumons. Mais il ne percevra pas son rôle prépondérant dans le réchauffement de l'atmosphère. Ce sera la contribution de Svante Arrhenius.

Svante Arrhenius.

Svante Arrhenius est né à Vik en Suède en 1859. Chimiste, Prix Nobel, les apprentis chimistes le connaissent par la loi concernant les vitesses des réactions chimiques à laquelle on a donné son nom. Les météorologues se souviennent d'abord de ses études sur l'absorption de la lumière infrarouge par la vapeur d'eau et le CO₂. Son article "De l'influence de l'acide carbonique dans l'air sur la température au sol", publié en 1896, a été longtemps une référence. Même si ses calculs ont ensuite été contestés, son analyse a amené certains commentateurs à faire de Arrhenius "le père du changement climatique".

Utilisant des mesures faites par Frank Washington Very et Samuel Pierpont Langley sur le rayonnement lunaire, il déduit le pourcentage d'absorption du CO₂ par notre atmosphère. Il prend alors conscience du fait que l'augmentation rapide de la consommation de charbon peut contribuer à augmenter cette quantité. "L'acide carbonique, écrit-il, forme une fraction si peu importante de l'atmosphère que même la consommation industrielle de charbon semble pouvoir y influer. La consommation annuelle de houille a atteint en 1907 1200 millions de tonnes et elle augmente rapidement". Il note que sa progression est régulière : 510 millions de tonnes en 1890, 550 millions de tonnes en 1894, 690 en 1899, 890 en 1904 et il estime donc que "la quantité répandue dans l'atmosphère puisse être modifiée, dans le cours des siècles, par la production industrielle" .

La combustion de ce charbon faisant augmenter le taux de CO₂ dans l'atmosphère, il estime que si ce taux doublait, la température terrestre pourrait augmenter de l'ordre de 4°C.

Ce taux était alors de l'ordre de 300ppm (300 parties par million) et il n'imaginait pas ce doublement avant 3000 ans, c'est à dire le temps qu'il estimait nécessaire avant d'épuiser l'essentiel des ressources du sous-sol en charbon. Un siècle plus tard, ce taux a déjà dépassé 400ppm. Sans être trop pessimistes les scientifiques du Giec estiment que cette augmentation de température de 4°C pourrait être atteinte à la fin de ce siècle et nous alertent sur tous les bouleversements qui nous attendent !

Arrhenius, quant à lui, n'est pas inquiet. S'il pense aux générations futures c'est en considérant que cette augmentation de la température pourrait  avoir pour elles un aspect bénéfique. Il l'affirme sans hésiter dans un ouvrage publié en 1907 dans lequel il présente sa vision de l'apparition et de l'évolution de la vie sur terre sous le titre "Worlds in the making; the evolution of the universe", traduit en France sous le titre "L'évolution des mondes" .

"Nous entendons souvent, écrit-il, des lamentations sur le fait que le charbon stocké dans la terre est gaspillé par la génération présente sans aucune pensée pour la future… Nous pouvons trouver une sorte de consolation dans la considération que ici, comme souvent, il y a un bénéfice d'un côté pour un dommage de l'autre. Par l'influence de l'accroissement du pourcentage de l'acide carbonique dans l'atmosphère, nous pouvons espérer profiter dans le futur d'un climat meilleur et plus équitable, spécialement en ce qui regarde les régions les plus froides de la terre. Dans le futur la terre produira des cultures beaucoup plus abondantes qu'actuellement, au profit de l'accroissement rapide de l'humanité."

Il a fallu moins d'un siècle pour que ce rêve d'un avenir radieux, du moins pour les habitants de l'hémisphère nord, se transforme en cauchemar pour l'ensemble de la planète Terre.

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Il manquait une femme dans cette liste, un article du journal Reporterre vient combler ce vide.

 

 

 

Des années avant que les travaux sur le changement climatique accèdent à une reconnaissance internationale, Eunice Foote découvrait les prémices de l’effet de serre avec ses expériences maison.

 

 

 

 

 

Voir :https://reporterre.net/Eunice-Foote-pionniere-oubliee-des-sciences-climatiques?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=nl_quotidienne

 

Voir :

Claude Lorius. Un pionnier de l'étude du climat.

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Voir aussi :

Histoire du Carbone et du CO2. De l'origine de la vie au dérèglement climatique.

Extrait :

« CO2 - Élixir de vie et tueur du climat » est le titre d’une exposition présentée au musée Naturama de Aarau en Suisse à la charnière des années 2012 et 2013.

Élixir… le mot est fort. Il a été emprunté à l’arabe médiéval « al iksīr » désignant la liqueur d’immortalité des alchimistes ou la pierre philosophale supposée transformer le plomb en or.

Dans une première partie nous choisirons ce côté lumineux de l’histoire.
 

Nous découvrirons la suite de tâtonnements, de réussites et aussi parfois d’échecs, qui a fait prendre conscience de l’existence et du rôle de cet « élixir », le dioxyde de carbone et de ce joyau minéral, le carbone.

Tueur de climat. Qui peut encore le nier ? Et qui peut refuser de voir que la dangereuse augmentation du CO2 dans l’atmosphère, loin d’être une malédiction portée par ce gaz, est le résultat de l’emballement d’un monde industriel développé qui gaspille les ressources fossiles accumulées sur la planète au cours de millions d’années et les disperse sous forme d’objets inutiles et de polluants multiples.

Élixir ou poison, amour ou désamour… Le carbone et le dioxyde de carbone sont symboliques de cette chimie aux deux visages qui sont aussi ceux de la science en général.

Dans une lettre ouverte, 1 240 étudiants issus d’universités et de grandes écoles (AgroParisTech, Ecole polytechnique, HEC…) s’engagent à ne pas rejoindre les rangs de la banque française en raison de son soutien à de nouveaux projets d’extraction de pétrole et de gaz.
 

Publié le 15 novembre 2023.

Nous sommes étudiant·es et jeunes diplômé·es d’universités et d’écoles françaises (AgroParisTech, CentraleSupelec, Ecole polytechnique, Sciences-Po, HEC…). Nous constatons que BNP Paribas tente d’instrumentaliser nos craintes et nos convictions et cible notre génération avec son greenwashing, dans sa publicité et sur nos campus (stands vantant ses offres bancaires et jobs à impact, par exemple).

Nous ne sommes pas dupes. Nous prenons ici l’engagement de ne pas travailler pour des banques qui, comme BNP Paribas, refusent de regarder la vérité climatique en face et continuent de financer des entreprises qui prévoient de nouveaux projets d’énergies fossiles. Ces bombes climatiques menacent directement notre futur, et nous affirmons haut et fort que nous ne participerons pas à une telle destruction.
 

La science est sans appel

Le consensus scientifique ne laisse aucune place au débat : les énergies fossiles doivent appartenir au passé.

Le Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (Giec) et l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) sont formel·les sur la nécessité d’arrêter de développer de nouveaux champs pétroliers et gaziers pour respecter l’Accord de Paris et limiter le réchauffement à 1,5 °C. Alors que nous nous éloignons chaque jour un peu plus de cet objectif, il faut prendre des mesures radicales à la hauteur des enjeux.
 

Enquête sur le « climato-je-m’en-foutisme » qui règne au sommet de l’Etat

Cet impératif absolu doit dessiner une ligne rouge claire pour les banques, comme le répétait récemment le secrétaire général des Nations unies, António Guterres :
 

"« Les institutions financières doivent s’engager à mettre fin à leurs financements et investissements dans l’exploration et l’expansion de nouveaux gisements de pétrole et gaz. »"

C’est la demande qui a été adressée à plusieurs reprises par 600 scientifiques, dont des membres du Giec, au conseil d’administration de BNP Paribas, sans trouver à ce jour une réponse satisfaisante.
 

Des activités lourdes de conséquences

Après avoir financé pendant des décennies un monde carboné devenu insoutenable, les banques ont le pouvoir et la responsabilité de nous sortir de notre dépendance aux énergies fossiles, en réorientant leurs financements vers une transition écologique juste. Ce n’est malheureusement pas le cas des principales banques françaises : Crédit agricole, Société générale, Banque populaire Caisse d’épargne et, en tête du classement, BNP Paribas.

Les chiffres en attestent. Au cours des sept années qui ont suivi l’adoption de l’Accord de Paris, BNP Paribas a accordé 165 milliards de dollars aux énergies fossiles. Son rôle est majeur : elle a été entre 2016 et 2022 le premier financeur européen et le quatrième au niveau mondial du développement des énergies fossiles.
 

Climat : ce qu’il faut retenir du rapport de synthèse du Giec

Ces activités ont déjà de lourdes conséquences climatiques : l’empreinte carbone de BNP Paribas en 2020 est à elle seule supérieure à celle du territoire français. Les annonces faites en mai dernier par BNP Paribas ne changent pas cette donne : la banque n’a mis fin qu’à une part très restreinte de ses nombreux soutiens à l’industrie fossile. Ainsi, ses décisions financières actuelles contraignent encore nos vies futures.

Cela lui a valu d’être assignée en justice cette année pour non-respect de son devoir de vigilance en matière climatique par trois ONG (Les Amis de la Terre France, Notre Affaire à Tous et Oxfam France).
 

Premier financeur des majors du pétrole

Face à une jeunesse déterminée devant les périls climatiques, BNP Paribas expérimente des difficultés de recrutement. La banque explique qu’elle a changé et qu’elle œuvre pour le climat et promet de merveilleux « jobs à impact ». Mais comment la croire ?

Entre 2016 et 2022, la banque française a été le premier financeur des neuf majors du pétrole et du gaz, parmi lesquelles la française Total Energies. Ainsi, quand BNP Paribas annonçait d’une main ne pas financer directement le tristement célèbre projet Tilenga-EACOP en Ouganda et Tanzanie, elle continuait de l’autre à accorder de larges soutiens à Total Energies. BNP Paribas, dont le président siège au conseil d’administration de Total Energies, ne peut ignorer la stratégie dangereuse menée par son client.
 

Climat : trois ONG assignent BNP Paribas en justice pour manquement à son devoir de vigilance

La banque est également l’un des principaux financeurs du mastodonte Saudi Aramco, l’entreprise qui prévoit le plus de nouveaux projets de pétrole et de gaz de la planète. A ce titre, elle a reçu, en cet été de tous les records caniculaires, une alerte sans précédent des Nations unies : ses financements pourraient constituer une atteinte aux droits humains.
Notre décision est prise

Il est pourtant possible d’en finir avec ces soutiens toxiques. La Banque postale l’a fait, elle n’octroie désormais des financements qu’aux entreprises qui ont un plan de sortie des énergies fossiles d’ici à 2040 et ne développent plus de nouveaux projets dans ce domaine. BNP a le devoir de se désolidariser radicalement des géants pétro-gaziers.

Pour l’heure, la banque choisit pourtant de nous condamner : tout déni ou toute omission équivalent à un soutien clair à la destruction des conditions d’habitabilité de notre monde.

Face à la violence des dérèglements climatiques qui frappent déjà nos quotidiens, nous ne pouvons imaginer un avenir professionnel autrement que mis au service d’une transformation rapide et juste de nos sociétés. Nos compétences et nos vocations sont prêtes à nourrir les prochaines stratégies climatiques, à condition que celles-ci soient à la hauteur de l’urgence.

Notre décision est prise, c’est désormais aux dirigeant·es de BNP Paribas de choisir : incarner le sursaut dont nous avons besoin ou nous maintenir sur l’autoroute de l’enfer climatique. La banque d’un monde qui change, en bien ou en mal.

Cette tribune a été signée par plus de 1 240 étudiants. La liste complète des signataires peut être trouvée ici.

Premiers signataires :

Victoria Constantini (Mines de Paris), Anastasia Léauté (université Paris Cité), Hermès Couturier (CentraleSupélec), Louis Fidel (HEC), Anaïs Vansteene (Paris Nanterre), Salma Chaoui (université Paris Dauphine PSL), Noémie Elgrably (ESSEC), Marion Vittet (ESCP Busines School), Lucie Sarthre (Ecole des Ponts et Chaussées), Philémon Matray (Ecole polytechnique), Mathis Fidaire (Dauphine PSL), Clara Bolac (AgroParisTech), Auriane Meiller (AgroParisTech), Tiphaine Langlois (Sciences-Po Paris)

Par Un collectif d'étudiants

Voir aussi : « Lycéens, nous sommes en grève contre l’A69 »

Par Gérard Borvon. (première publication 13 avril 2015)

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Le texte ci-dessous est une retranscription d'un document rédigé en 1985 à l'occasion d'une expérience pédagogique menée au lycée de l'Elorn à Landerneau.

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Age du bronze

Complément à l'étude du groupe de Rosnoën.

1943 : Monsieur Yves Rosmorduc est agriculteur à Rosnoën dans le Finistère. Il est occupé à poser des drains dans une prairie marécageuse du hameau de Pen ar Vern. Son fils Gabriel l'aide. Bientôt, à une profondeur estimée à 1,30m, juste avant une couche d'argile, des fragments métalliques apparaissent : des armes de bronze dont plusieurs dans un état parfait de conservation, ni ébréchées, ni tordues, à peine oxydées. Ce sont environ cinquante lames d'épées avec leurs rivets, 18 fers de lance, des haches à talon et quelques autres pièces de forme moins caractéristiques. Monsieur Yves Rosmorduc qui a servi dans la cavalerie pendant la guerre 14-18 croit reconnaître un objet qu'il désigne par le nom de "porte lance". Les cavaliers le plaçaient à leur botte pour laisser reposer leur lance. Les lames d'épées pourraient passer pour des baïonnettes et, justement, en cette période les troupes d'occupation allemandes fouillent les fermes à la recherche d'armes parachutées. M. Rosmorduc juge plus prudent de dissimuler sa découverte. Certaines armes ont même été enterrées sous une haie de cyprès. S'y trouvent-elles encore ?

Après la libération : M. Rosmorduc déclare cette découverte à la mairie et y dépose une partie des pièces récoltées. Celles-ci seront remises à P.R Giot alors directeur-adjoint de la quatrième corconscription préhistorique. Elles donneront lieu à une première publication de sa part dans le Bulletin de la Société Archéologique du Finistère (1949-2). Le lot décrit comprend 29 pièces dont les plus caractéristiques sont : un petit marteau à douille quadrangulaire servant au battage du tranchant des lames et rasoirs, un rasoir à double tranchant, 2 haches à talon avec anneau latéral et nervure médiane bien marquée, 4 pointes de lance à longue douille. Des dagues et des rapières aux caractères bien marqués : une lame étroite à bords parallèles et au tranchant remarquable dont les poignées étaient fixées par des rivets passant dans des encoches latérales ou à travers de trous ménagés dans une languette rectangulaire légèrement trapézoïdale. Des objets de facture voisine sont présents dans plusieurs dépôts armoricains (Coray-Plomodiern-Saint Jeau Trolimon-Hénon...). Ils constituent ce qu'il est convenu d'appeler "Groupe de Rosnoën".

P.R. Giot rattache ces objets à une période intermédiaire entre le bronze III et le bronze IV (chronologie Montélius-Déchelette) soit encore entre le Middle Bronze Age et le Late Bronze Age de la chronologie britannique. J. Briard (1965) confirme cette appréciation. Le groupe de Rosnoën, inspiré à la fois par les types britanniques de la fin du bronze moyen et par les nouvelles formes d'armes issues de l'Est de la France (épées de Rixheim), se serait développé dans la période 1100-1000 avant J.C, période intermédiaire entre le bronze moyen et le bronze final.

Une expérience pédagogique au lycée de l'Elorn à Landerneau.

1983 : Enseignant les sciences physiques au Lycée de l'Élorn à Landerneau, il m'arrive assez souvent d'introduire les premiers cours sur les métaux en classe de 1ere par un court exposé sur les âges du Bronze et du Fer, en particulier dans nos régions. Cette année là un élève me signale que ses parents possèdent quelques armes de bronze qu'il se propose d'apporter en classe. La semaine suivante il nous présente 5 épées (4 entières et 1 tronçon) que je reconnais comme caractéristiques du groupe de Rosnoën : le grand-père de cet élève était M. Rosmorduc auteur de la découverte de Pen-ar-Vern.

J'ai ensuite eu l'occasion de rencontrer les enfants de M. Rosmorduc qui m'ont aimablement permis d'étudier plusieurs autres objets conservés chez eux. Les précisions qu'ils m'ont données sur les circonstances de la trouvaille confirment ce qui a déjà été publié à ce sujet. M. Gabriel Rosmorduc qui aidait son père à creuser la tranchée du drainage se rappelle avoir trouvé ces armes sous deux branches de chêne disposées en croix. Il interprète alors ces deux branches comme un repère et se souvient également d'avoir trouvé dans l'excavation des noisettes qui semblaient encore fraîches. Le lot était bien rangé, perpendiculaire à la tranchée et comme posé à la surface de la couche de tourbe. Il y avait là un nombre important de pièces. M. Rosmorduc avait alors décrit 68 des plus caractéristiques dans un carnet égaré depuis. Si on se rappelle que seulement 29 pièces du dépôt ont pour le moment été répertoriées, il faut constater qu'il en comprenait en réalité plus du double, ce qui fait certainement l'un des plus importants du genre. J'ai pu observer 10 épées, une hache à talon et deux superbes pointes de lance.

Pour l'essentiel ces pièces confirment ce qui est déjà connu du Groupe de Rosnoën. Les deux types caractéristiques d'épées à languette étroite sont représentés (à encoches ou à trou à rivet). Les haches à talon sont du type massif déjà décrit, à forte nervure médiane et à anneau latéral. M. Rosmorduc me signale cependant une hache très décorée qui n'est plus en sa possession. Les pointes de lance sont à aileron large et à longue douille. Bien que classiques, les épées à languette étroite méritent d'être décrites, ne serait-ce qu'à cause de leur belle taille et de leur parfait état de conservation.

Je décrirai ensuite une épée à languette trapézoidale dont j'ai observé deux exemplaires et dont le modèle, à ma connaissance, n'a pas encore été noté dans les gisements du groupe de Rosnoën (voir planche I).

Épées à languette étroite et à quatre encoches :

Ce premier modèle est typique du groupe. J'ai pu observer une arme en parfait état et étudier un tronçon bien conservé (voir planche II). Le tronçon a une longueur de 32,2cm, ce qui suggère une longueur totale de l'ordre de 50cm. La languette légèrement trapézoïdale a la section d'une lentille biconvexe. Quatre encoches permettent le passage des rivets. Une trace de ricasso crénelé apparaît sur sa tranche. La lame est à bords parallèles, d'une largeur moyenne de 21mm et d'une épaisseur centrale d'environ 6mm. Le plat de la lame est légèrement biconvexe, les tranchants nettement biconcaves. L'aspect est robuste.

Épées à languette étroite et à trous de rivets :

Autre type caractéristique du groupe, celles qui m'ont été présentées ont une longueur de l'ordre de 50cm. La languette rectangulaire est légèrement trapézoïdale avec une section de la forme d'un losange. Un ricasso très bien dessiné évite de se blesser les doigts en maniant la lame. Les quatre rivets d'un diamètre de 6mm au centre peuvent atteindre 10mm à leurs extrémité. Un des exemplaires possède 6 rivets. La lame présente une nervure centrale large de 3cm et de forme légèrement biconvexe. Le tranchant est biconcave. Les lames sont à bord parallèles avec un léger rétrécissement vers le premier tiers supérieur. L'allure générale est celle d'une lame robuste. Certains fils ébréchés laissent supposer une utilisation éventuelle (voir planche III).

Les épées à soie rectangulaire et à trous de rivets sont réputées assez rares dans l'Ouest de la Bretagne. Les exemples que nous publions joints à ceux déjà publiés viennent légèrement corriger cette appréciation. Ils confirment d'autre part l'aire de répartition déjà définie pour ce type : un triangle dont les trois sommets sont la pointe de Bretagne, l'embouchure de la Seine (dragage de la Seine à Rouen) et l'embouchure de la Tamise (Tamise à Kingston). Voir planche IV.

Épées à languette trapézoïdale :

Une très belle lame de ce type faisait partie du premier lot qui m'a été communiqué. J'ai eu l'occasion d'en observer ensuite une seconde toute aussi élégante quoique plus robuste (voir planche V).

La languette est un trapèze présentant deux encoches à sa base (large de 50mm) et deux gros rivets à sa partie supérieure (large de 30mm). Aucun ricasso, la forme ne s'y prête pas. Le plat est légèrement biconvexe et les tranchants faiblement biconcaves. La lame est longue de 47cm, à bords parallèles, se raccordant à la languette trapézoïdale par deux arcs d'une ligne parfaite. Les rivets sont importants : de 8 à 8,5mm au centre et 10mm à la périphérie.

L'allure générale est très élégante, en excellent état. L'impression qui se dégage est celle d'un objet de cérémonie, cette arme serait bien fragile. On imagine un très beau manche comme celui de l'épée de Saint-Genouph (Indre et Loire). Voir planche VI.

Ces courtes épées généralement décrites sous le nom de rapières occupent une position particulière. En Bretagne on les trouve principalement à l'embouchure de la Loire. Elles sont considérées comme très rares dans les Côtes d'Armor et le Finistère, un jugement que ces deux exemplaires permettent de nuancer. Elles présentent une parenté très nette avec des rapières trouvées en Angleterre et sont souvent désignées comme "rapières britanniques". Les corrélations déjà notées entre les types à languette étroite du dépôt de Rosnoën et les épées britanniques (type de "Penard"), viennent conforter l'idée d'un groupe présent sur les deux rives de la Manche.

Les rapières à base trapézoïdale ont généralement été trouvées hors de tout gisement, souvent lors de dragages, ce qui a pu rendre leur datation délicate. J. Briard les situe dans la troisième période du bronze moyen, immédiatement après le groupe de Rosnoën. L'élégance de la lame, la technique de fixation du manche, le voisinage géographique, plaident effectivement pour une relation avec le groupe de Tréboul. Leur présence dans le gisement de Rosnoën modifie à peine cette appréciation, on pourrait cependant considérer l'épée à languette trapézoïdale comme l'un des types du groupe de Rosnoën plutôt que comme une forma intermédiaire.

Une offrande faite aux dieux :

Le nombre et la beauté des pièces trouvées à Rosnoën nous laissent imaginer un lieu d'exception. Les tourbières ont toujours été des endroits privilégiés pour les offrandes aux dieux, de même que les embouchures des rivières. Les belles lames à languette trapézoïdales, en particulier, excitent l'imagination. Leurs parentes du Bronze moyen, les rapières du groupe Tréboul-St Brandan ont été décrites comme des épées cérémonielles. Elles mêmes sont présentes dans les lieux liés au culte de l'eau et du soleil. Il est dommage que le dépôt de Rosnoën n'ait pas livré les manches accompagnent ces lames. Celui de l'épée de Saint-Genouph (7) pourrait s'y adapter à la perfection et nous donner une idée de la beauté de l'ensemble.

J. Briard (9) suppose que, comme le sabre d'Arthur des cérémonies druidiques, elles ont pu être brandies par les prêtres de l'âge du bronze en direction des quatre points cardinaux. Si on se souvient que ces lames de bronze poli pouvaient avoir la couleur et l'éclat de l'or, on les imagine brillant dans le ciel comme autant de rayons arrachés au soleil.

Les lames des épées cérémonielles, comme un rayon arraché au soleil.

Bibliographie :

1- Joseph Déchelette. Archéologie celtique tome II Paris 1924.

2- P.R. Giot. Bulletin de la Société Archéologique du Finistère 1949.

3- Le Télégramme 9 Mars 1949

4- J. Briard. Travaux du laboratoire d'Anthroplogie et de Préhistoire de la Faculté des Sciences de Rennes 1958 "Le dépôt de penarvern en Rosnoën (Finistère)".

5- J. Briard. "Les dépôts bretons et l'âge du Bronze Atlantique" Rennes 1965.

6- C.B. Burgess. The later bronze age in the british isles an north-western france-Archeological journal- 1968.

7- G.Gaucher et J.P Mohen typologie des objets de l'âge du bronze en France 1972.

8- R. Giot, J. Briard, L. Pape. Protohistoire de la Bretagne. Ouest-France Université 1979.

9- J. Briard. Mythes et Symboles de l'Europe préceltique – Les religions de l'âge du bronze (2500-800 Av JC) 1987.

A suivre :

Un fascicule de ce travail a été remis à la famille de Marie Cabon, fille de M Rosmorduc.

Il a également été adressé à Jacques Briard, directeur de recherche au CNRS à l'université de Rennes I qui fait mention manuscrite de notre apport sur le tiré à part de son article de 1990 adressé à l'auteur : "Tréboul et Rosnoën 40 ans après". Il y note que "le présent article fait l'inventaire des découvertes récentes qui montre la stabilité de ces ensembles avec des éléments nouveaux : plus forte poussée orientale du groupe de Tréboul et plus fortes composantes continentales du groupe de Rosnoën.".

Ainsi le hasard d'une expérience pédagogique aura apporté sa modeste contribution à la connaissance de l'Age du Bronze en Bretagne.

En 2008 paraît un article de Renaud Nallier et Michel Le Goffic : "Rosnoën 60 ans après. Compléments et révisions concernant le dépôt de l'âge du bronze final de Penavern (Finistère)". Il confirme ce que nous avions développé en 1985 sur les circonstances de la découverte, sur le nombre réel des objets découverts, et sur une possible révision de la typologie, en particulier dans le domaine des épées à languette trapézoïdale.
 

Les épées du groupe de Rosnoën.

Après une visite de son atelier situé rue des Boucheries à Landerneau, Joël Beyou, bronzier d'art, a reproduit cette superbe épée de Saint Brandan.

Souvenir d'Escalibur, l'épée du roi Arthur.

Une émission sur France Culture.

A écouter absolument.

Claude Lorius, explorateur polaire, pionnier de la glaciologie, a compris, dès les années 60 les relations les gaz à effet de serre et les climats. Lanceur d’alerte sur l’origine humaine sur les dérèglements actuels, il est décédé en mars 2023.

Le documentaire commence par l’écoute d’un enregistrement de glace de mer enregistré par Aline Pénitot, il y a dix ans, dans le fjord gelé d’Illulissat au Groenland. Avec la disparition progressive du glacier, ce son ne pourrait actuellement plus être enregistré. Le documentaire se termine par l’écoute de bulles d’air qui s’échappent d’une carotte de glace de 100 000 ans. Une carotte d’Antarctique étudiée au laboratoire des géosciences de l’environnement de Grenoble, fondé par Claude Lorius.

Claude Lorius est l’un des scientifiques les plus intuitifs de sa génération. Tout jeune chercheur, avide d’aventures, il répond à une annonce placardée sur les murs de Besançon. Il se retrouve sur le Norsel, un phoquier puant… en direction de l’Antarctique. Il savait alors à peine où se trouvait le continent blanc dont on connaissait d’ailleurs que très peu de choses. Il participe ainsi au premier hivernage en Antarctique lors de l’année géophysique internationale en 1957. Sa première grande découverte aura été de permettre de reconstituer la température de la neige au moment de sa chute. Nous ne savions alors rien de la température des pôles.

Pionnier de la recherche sur les glaces des pôles, il participera ensuite à plus de 22 expéditions dans les milieux extrêmes. Lors de son second hivernage, il va avoir une intuition déterminante pour la compréhension de la machine climatique. En plongeant des glaçons dans un Whisky, il observe que des bulles d’air se mettent à pétiller. La glace ancienne qui se trouve en Antarctique capture donc l’atmosphère du passé. Il faudra attendre plusieurs décennies de recherche pour que trois articles sortent dans Nature : les liens entre l’évolution du dioxyde de carbone et l’évolution des climats sur 150 000 ans sont sans ambiguïtés. Il démontre alors l’influence humaine sur l’évolution du climat depuis le début de l’air industrielle.

Comme en témoignent ses compagnons de route, Jean Jouzel ou Jérôme Chappellaz, il est aussi un scientifique des plus attachants, il a su rassembler autour de lui une communauté de scientifiques polaires internationaux.

« Il y a deux façons de raconter cet épisode-là. L’aventurière d'abord : le froid incroyable, les sacs de couchage couverts du givre de nos respirations, les pensées bloquées par le gel, 2 500 kilomètres à travers l’inlandsis, découvrant une chaîne de montagnes inexplorées (…) Et puis il y a la manière scientifique de raconter tout ça : géodésie pour fournir les repères géographiques, mesure des altitudes, détermination des épaisseurs de glace par prospections gravimétriques et sismiques, stations glaciologiques, données météorologiques... » Raconte-t-il dans Voyage dans l’Anthropocène co-écrit avec le journaliste Laurent Carpentier.

Claude Lorius a disparu à 91 ans, au lendemain de la publication du rapport du Giec 2023.

Un documentaire d’ Aline Penitot , réalisé par Gilles Blanchard .

Avec :

Jean Jouzel, glaciologue, paléoclimatologue, figure emblématique de la lutte contre le réchauffement climatique, vice-président du groupe d'expert n°1 du Giec, membre de l’académie des sciences de France, d’Italie, de d’Europe et des Etats-Unis. Lauréat du prix Vetlesen, considéré comme l’équivalent du prix nobel pour les sciences de la Terre.

Jérôme Chappellaz, paléoclimatologue, directeur de recherche au CNRS, professeur à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, ancien Directeur de l’Institut polaire Paul Emile Victor, Président de la fondation Ice Mémory

Laurent Carpentier, journaliste au Monde, co-auteur avec Claude Lorius de Voyage dans l’Anthropocène, publié chez Actes Sud.

Anne-Christine Clottu-Vogel, Ancienne secrétaire générale de l’Académie suisse des sciences naturelles, Présidente de nombreuses institutions pour développement durable et social, compagne de Claude Lorius.

Dans le recueil des Mémoires de l’Académie des sciences pour l’année 1783, paraît un article de Lavoisier qui, lors de sa lecture publique, fait l’effet d’une bombe dans le monde confortablement installé des phlogisticiens.

Son mémoire est présenté comme une suite de la théorie de la combustion et de la calcination qu’il avait publiée en 1777 et dans laquelle il avait introduit la notion de « principe oxygine ». « Ce principe une fois admis, écrit-il, les principales difficultés de la chimie ont paru s’évanouir et se dissiper, et tous les phénomènes se sont expliqués avec une étonnante simplicité. »

Le phlogistique : « une erreur funeste »

 
Pour autant, la théorie du phlogistique, inspirée de Stahl, est encore dominante. Il importe donc d’en faire une critique serrée qui ne laisse plus aucune porte de sortie aux adversaires. Dès l’introduction, le ton est donné :

« Si tout s’explique en chimie d’une manière satisfaisante sans le secours du phlogistique, il est par cela seul infiniment probable que ce principe n’existe pas ; que c’est un être hypothétique, une supposition gratuite ; et, en effet, il est dans les principes d’une bonne logique de ne point multiplier les êtres sans nécessité. Peut-être aurais-je pu m’en tenir à ces preuves négatives, et me contenter d’avoir prouvé qu’on rend mieux compte des phénomènes sans phlogistique qu’avec le phlogistique ; mais il est temps que je m’explique d’une manière plus précise et plus formelle sur une opinion que je regarde comme une erreur funeste à la chimie, et qui me paraît en avoir retardé considérablement les progrès par la mauvaise manière de philosopher qu’elle y a introduite. Je prie mes lecteurs, en commençant ce mémoire, de se dépouiller, autant qu’il sera possible, de tout préjugé ; de ne voir dans les faits que ce qu’ils présentent, d’en bannir tout ce que le raisonnement y a supposé, de se transporter aux temps antérieurs à Stahl, et d’oublier pour un moment, s’il est possible, que sa théorie a existé. »

Si Lavoisier reconnaît à Stahl le mérite d’avoir montré, d’une part, que la calcination des métaux est une véritable combustion, et, d’autre part, que le charbon est nécessaire à la réduction des chaux métalliques en métaux, son mérite s’arrête là : « Si Stahl se fût borné à cette simple observation, son système ne lui aurait pas mérité sans doute la gloire de devenir un des patriarches de la chimie, et de faire une sorte de révolution dans la science. »

Aussi s’attaque-t-il non pas à Stahl, mais aux développements qu’ont donnés, à la théorie, les principaux chimistes européens. C’est d’abord à ses compatriotes Macquer et Baumé qu’il réserve ses critiques en démontant point par point leur argumentation. Et en guise de conclusion :

« Toutes ces réflexions confirment ce que j’ai avancé, ce que j’avais pour objet de prouver, ce que je vais répéter encore, que les chimistes ont fait du phlogistique un principe vague qui n’est point rigoureusement défini, et qui, par conséquent, s’adapte à toutes les explications dans lesquelles on veut le faire entrer ; tantôt ce principe est pesant, et tantôt il ne l’est pas ; tantôt il est le feu libre, tantôt il est le feu combiné avec l’élément terreux ; tantôt il passe à travers les pores des vaisseaux, tantôt ils sont impénétrables pour lui ; il explique à la fois la causticité et la non- causticité, la diaphanéité et l’opacité, les couleurs et l’absence des couleurs. C’est un véritable Protée qui change de forme à chaque instant. »

Reste maintenant à étayer la théorie adverse, celle du principe oxygine. Sans doute Lavoisier estime-t-il l’avoir suffisamment fait dans son mémoire de 1777 auquel il invite à se reporter, car il n’apporte aucun développement supplémentaire. La nouveauté de ce mémoire, daté de  1783, consiste en une réflexion « sur la nature de la chaleur et sur les effets généraux qu’elle produit ».

Le phlogistique n’existe pas, mais la chaleur si. Laplace et Lavoisier l’ont mesurée.

Après avoir prouvé que le phlogistique, matière du feu, n’est qu’une hypothèse inutile et même dangereuse, reste à expliquer la chaleur qui, elle, existe et s’observe à chaque moment de l’activité d’un chimiste. Impossible de ne pas en parler si on veut répondre à toutes les objections que fait naître la mort du phlogistique.À l’image du « fluide  électrique », Lavoisier imagine qu’il existe un « fluide igné » et qui serait la matière de la chaleur. Plus précisément, il distingue deux types de chaleurs. L’une, la « chaleur libre »,  est celle qui circule naturellement d’un corps chaud vers un corps froid en élevant la température de l’un et en abaissant celle de l’autre. La seconde, la « chaleur combinée », est celle qui, par exemple, va faire fondre la glace sans que sa température ne varie.

Le lien entre les deux ?

« La chaleur qui disparaît au moment où la glace se convertit en eau, est de la chaleur qui passe de l’état libre à l’état combiné ; cette quantité de chaleur est constante et déterminée. On a observé, en effet, que, pour fondre une livre de glace, il fallait une livre d’eau à 60 degrés d’un thermomètre à mercure divisé en quatre-vingts parties : il n’existe plus de glace quelques instants après ce mélange, et toute l’eau est exactement à zéro du thermomètre. Il est clair que, dans cette expérience, la quantité de chaleur nécessaire pour élever une livre d’eau, de zéro du thermomètre à 60 degrés, a été employée à fondre une livre de glace, ou, en d’autres termes, que cette chaleur a passé de l’état libre à l’état combiné. »

La fusion de la glace est donc un bon moyen de mesurer une quantité de chaleur, le thermomètre n’étant, lui, qu’un moyen de repérer une température. De là, un dispositif imaginé par Laplace :

« Lorsque le thermomètre monte, c’est une preuve qu’il y a un écoulement de chaleur libre qui se répand dans les corps environnants : le thermomètre, qui est au nombre de ces corps, en prend sa part en raison de sa masse et de la capacité qu’il a lui-même pour contenir la chaleur. Le changement du thermomètre n’annonce donc qu’un déplacement de la matière de la chaleur ; il n’indique tout au plus que la portion qu’il en a prise ; mais il ne mesure pas la quantité totale qui a été dégagée, déplacée ou absorbée.

Nous n’avons encore de moyen exact pour remplir cet objet que celui imaginé par M. de Laplace. (Voy. Mém. de l’Acad., 1780, page 364.) Il consiste à placer le corps et la combinaison d’où se dégage la chaleur au milieu d’une sphère creuse de glace : la quantité de glace fondue est une mesure exacte de la quantité de chaleur qui s’est dégagée. »

Le mémoire de 1780, cité ici, est un véritable cours de calorimétrie qui pourrait valoir à Laplace et Lavoisier le titre de fondateurs de cette discipline. Les travaux de leurs contemporains y sont rappelés, mais leur apport est déterminant. Des termes, encore utilisés, y sont définis : capacité de chaleur (aujourd’hui « capacité calorifique »), chaleur spécifique. Une unité de mesure est même proposée :

« Si l’on suppose deux corps égaux en masse, et réduits à la même tempé- rature, la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré leur température peut n’être pas la même pour ces deux corps ; et, si l’on prend pour unité celle qui peut élever d’un degré la température d’une livre d’eau commune, on conçoit facilement que toutes les autres quantités de chaleur, relatives aux différents corps, peuvent être exprimées en parties de cette unité. »

La chaleur spécifique de l’eau sera donc prise comme unité. C’est de cette façon que sera définie, au début du xixe siècle, la « grande » calorie, qui est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 kg d’eau, ou la « petite » calorie, qui élève la température de 1 g d’eau de 1 °C.

Après l’unité, l’appareil de mesure. Lavoisier lui donne le nom de « calorimètre » tout en s’excusant d’avoir ainsi réuni « deux dénominations, l’une dérivée du latin, l’autre dérivée du grec », se justifiant par le fait que « en matière de science on pouvait se permettre moins de pureté dans le langage, pour obtenir plus de clarté dans les idées ». Il est vrai que le mot de « thermomètre », issu du seul grec, était déjà pris.

Le calorimètre est dérivé de l’idée de la sphère de glace creuse. Une enceinte extérieure est remplie de glace. Elle sert de couche isolante constamment maintenue à zéro degré de température.

À l’intérieur, un volume lui-même rempli de glace comporte, en son centre, un espace grillagé pour contenir le corps qui apporte de la chaleur. Celle-ci sera mesurée par le volume de glace fondue.

Au préalable, les expérimentateurs auront déterminé la chaleur latente de fusion de la glace, c’est-à-dire la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre une masse donnée de glace : « La chaleur nécessaire pour fondre la glace est égale aux trois quarts de celle qui peut élever le même poids d’eau de la température de la glace fondante à celle de l’eau bouillante. » Nous laisserons, encore une fois, aux apprentis physiciens qui le souhaiteraient, le soin de vérifier que cette valeur est proche de nos mesures contemporaines.

Dans ce premier mémoire, ce sont ainsi onze chaleurs spécifiquesqui sont mesurées, en  prenant pour valeur unité celle de l’eau. Dans le traité qu’il publie en 1789, Lavoisier indique qu’il attend un tableau plus complet pour le publier, car, dit-il, « nous ne le perdons pas de vue & il n’y a point d’hiver que nous ne nous en soyons plus ou moins occupés ». C’est dire l’intérêt de Lavoisier pour cette nouvelle discipline. Mais il est vrai que les hivers qui suivront celui de 1789 lui seront certainement moins propres à de telles occupations. La liste s’arrêtera donc là.

Nous n’en dirons pas plus sur ces avancées vers le concept de « chaleur » (une théorie cinétique de la chaleur est même évoquée). Pour en rester à la chimie, il est important de noter que les réflexions de Lavoisier sur la chaleur seront à l’origine d’une clarification de la notion d’« état de la matière ».

La matière dans ses trois états.

Quel est l’effet physique de la chaleur sur les corps ? « Lorsqu’on échauffe un corps quelconque, solide ou fluide, écrit Lavoisier, ce corps augmente de dimension dans tous les sens, il occupe un volume de plus en plus grand ; si la cause échauffante cesse, à mesure que le corps se refroidit, il repasse par les mêmes degrés d’extension qu’il a parcourus ; enfin, si on le ramène au même degré de température qu’il avait dans le premier instant, il reprend sensiblement le même volume qu’il avait d’abord. »

Explication ? Le fluide igné aurait une propriété répulsive (n’oublions pas que la répulsion est aussi l’une des propriétés de ce fluidenouvellement étudié qu’est  l’électricité). Chauffer un corps, ce serait y faire entrer du fluide igné avec pour effet d’écarter ses molécules constitutives et donc de provoquer une dilatation. À l’inverse, le refroidissement s’accompagnerait d’une sortie du fluide, donc du rapprochement des molécules. Cette hypothèse est à même d’expliquer bien des phénomènes. En particulier, le passage du solide au liquide puis au gaz.

La distinction visible entre un solide, un liquide, un gaz, était certainement l’une des origines de la théorie des quatre éléments, la terre, l’eau et l’air étant des modèles parfaits de chacun de ces états. Lavoisier introduit une théorie du « changement d’état » qui participe à la ruine de cette ancienne doctrine.

Constater que l’eau qui devient de la glace est encore de l’eau et qu’elle le demeure quand elle devient vapeur est déjà une chose. Généraliser le phénomène à tous les corps est une autre étape que Lavoisier n’hésite pas à franchir. Imaginons, dira-t-il dans son Traité élémentaire de chimie publié en 1789, que la Terre se trouve tout à coup placée dans des régions très froides : « L’eau qui forme aujourd’hui nos fleuves et nos mers, et probablement le plus grand nombre des fluides que nous connaissons, se transformerait en montagnes solides, en rochers très durs. » L’air même et les substances aériformes qui le composent se présenteraient sous forme « de nouveaux liquides dont nous n’avons aucune idée ».

Penser que l’air puisse devenir liquide, et même solide, si on le refroidit encore plus, tout en restant de l’air, nécessite une sérieuse argumentation.

Qu’est-ce qu’un solide ? Lavoisier l’imagine formé de molécules qui, à la température ambiante, ne se touchent pas. En effet, quand le corps se refroidit, il se contracte sous l’effet du départ d’une partie du fluide igné accumulé entre ses molécules. Il faudrait donc un froid excessivement vif pour que les molécules se touchent. Mais alors, comment expliquer la cohésion d’un solide et son passage aux autres états ? La théorie de l’attraction gravitationnelle de Newton est mise à contribution :

« Tous les corps de la nature obéissent à deux forces : le fluide igné, la matière du feu, qui tend continuellement à en écarter les molécules, et l’attraction, qui contrebalance cette force. Tant que la dernière de ces forces, l’attraction, est victorieuse, le corps
demeure dans l’état solide ; ces deux forces sont-elles dans un état d’équilibre, le corps devient liquide ; enfin, lorsque la force expansive de la chaleur l’emporte, le corps prend l’état aériforme. »Plus tard, en particulier dans son Traité élémentaire de chimie publié en 1789, Lavoisier appellera « calorique » ce fluide igné et exposera avec précision cette théorie des trois états :
 

« Presque tous les corps de la Nature sont susceptibles d’exister dans trois états différents : dans l’état de solidité, dans l’état de liquidité, & dans l’état aériforme… Ces trois états d’un même corps dépendent de la quantité de calorique qui lui est combinée.»

Plus précisément, ajoute Lavoisier :

« Je désignerai dorénavant ces fluides aériformes sous le nom générique de gaz. »

Enfin, les gaz sont nés !

Les « trois états de la matière » – solide, liquide, gazeux – sont aujourd’hui enseignés dès les premières classes de l’école primaire. Il nous est difficile d’imaginer un temps où cela ne constituait pas une évidence. Pourtant, cette « évidence » n’a commencé qu’avec Lavoisier.

L’eau est la plus belle illustration de ces trois états. La température de la Terre est telle qu’elle y existe à la fois comme glace, comme liquide et comme vapeur. Parmi les « quatre éléments » de philosophes elle est la seule à avoir cette évidente propriété. Elle est aussi la dernière à être encore considérée comme un « principe ». Mais l’est-elle vraiment ? Il appartiendra à nouveau à Lavoisier de prouver qu’elle est un corps composé.