Jules Jamin

“ En 1830, au moment de la réorganisation de l’École polytechnique, Dulong y fut nommé directeur des études. Rien de ce qu’un homme peut ambitionner ne lui manquait alors. Heureux dans sa famille qu’il ne quittait pas, à la tête d’une école où il avait été élevé aux sciences, membre de toutes les académies de l’Europe, secrétaire perpétuel de l’Institut, aimé de tous ses collègues, vénéré de tous ses élèves, toujours modeste, n’ayant fait que le bien, il jouit pendant quelques années de ce bonheur qu’il avait acquis par son travail et par son caractère. ”

“ On y parvient par une expérience dont la simplicité frappera tout le monde. On jette dans un vase plein de glace un kilogramme de fer, ou de cuivre, ou d’eau, primitivement porté à la température de 100 degrés ; il se refroidit jusqu’à zéro, abandonne la chaleur qu’il avait accumulée en s’échauffant, et fond une portion de glace que l’on pèse et que l’on trouve différente avec chacune des substances employées. Plus ces substances ont fondu de glace, plus elles contenaient de chaleur ; leur capacité calorifique est donc mesurée aisément par un phénomène aussi simple que facile à observer. ”

“ Quand un homme de génie, et personne n’a mieux mérité ce titre que Lavoisier, établit une théorie générale, il est rare qu’il la complète ; il laisse à ses successeurs la tâche de la justifier dans ses détails et de la vérifier numériquement. Celle de Lavoisier, accueillie avec admiration, fut étudiée avec les soins qu’elle méritait ; la physiologie vint la modifier à son point de vue ; la physique et la chimie se chargèrent de mesurer à la fois les altérations chimiques de la respiration et la chaleur dégagée pendant qu’elle s’exerce. ”

“ Il y a plus, la constance des proportions des élémens est une conséquence forcée de la théorie atomique. Si l’oxygène et l’hydrogène se combinent, c’est que toutes les molécules du premier de ces corps se réunissent chacune à un atome du second ; il y a donc le même nombre d’atomes dans les proportions des deux gaz qui se réunissent, il y a entre elles un rapport mathématique absolument invariable. Tout ce que nous connaissons vient de s’expliquer, tout ce qu’il nous reste à apprendre pourrait aisément se deviner. ”

“ Nous n’insisterons cette fois ni sur l’exactitude des expériences ni sur la rigueur des lois mathématiques qui les résument : ce serait nous condamner à ne présenter que des détails arides et des résultats sans intérêt, malgré leur extrême importance ; mais toutes les sciences ont leurs procédés généraux d’investigation, et lors même que les faits spéciaux qu’elles étudient n’attirent pas l’attention, la méthode qui conduit à les découvrir excite un intérêt philosophique d’une portée plus haute que la curiosité des faits. ”

“ Je dois maintenant m’arrêter un instant avant de poursuivre, et accomplir avec regret une tâche moins agréable, — celle de montrer qu’au moment même où ils passaient en revue les travaux de leurs devanciers pour les coordonner, Dulong et Petit laissaient subsister, et, ce qui est plus fâcheux, confirmaient par leurs propres mesures une de ces erreurs capitales qu’ils avaient pour but de détruire : tant il est vrai que les fausses doctrines, une fois introduites dans les sciences, opposent ensuite à leurs progrès des obstacles plus insurmontables que l’ignorance elle-même ! ”

“ Et l’on doit remarquer qu’aucune des circonstances qui accompagnent la combinaison ne reste sans explication. Nous ne savons, il est vrai, absolument rien des forces qui s’exercent entre les atomes des corps ; mais, sans rien préjuger sur leur nature ou leurs lois, il est évident qu’au moment même ou la combustion s’opère et où les molécules antagonistes se réunissent, un mouvement intestin s’établit, et de là naît cette convulsion transitoire qui se révèle par une détonation, par une production de chaleur et de lumière. ”

“ Pendant que ces mouvemens s’accomplissent, une action chimique se développe : l’air possède en entrant une forte proportion d’oxygène et une quantité insignifiante d’acide carbonique ; à sa sortie il a perdu beaucoup du premier gaz ; il a gagné du second : il a subi une altération semblable à celle que l’on observe au moment où il entretient la combustion du charbon. Ce charbon existe dans le sang ; il est brûlé par l’oxygène de l’air, et l’action chimique exercée au milieu du poumon est identique à celle qui se remarque dans les foyers. ”

“ Puis, quand un de ces flux calorifiques rencontre un corps opaque interposé à dessein dans le chemin qu’il parcourt, il s’y arrête et se transforme ; le corps prend, sous l’influence de cette chaleur, quand on en prolonge l’effet et qu’on en augmente l’intensité, des propriétés progressivement différentes : il était froid, il s’échauffe, et quand nous le touchons avec la main, nous sentons une impression, d’abord douce et agréable, bientôt cuisante et insupportable, enfin brûlante et destructive. ”

“ Une jolie voix et une disposition musicale très développée avaient fait de Dulong un enfant de chœur accompli, qui avait à la cathédrale des succès de vogue. Il promettait un musicien ; mais son indifférence pour l’étude, qui désolait sa tante et lui attirait des reproches, ne semblait pas le destiner à devenir un savant. Le développement de son intelligence ne fut ni prématuré ni tardif ; il fut régulier, et ne s’arrêta pas. À seize ans, les études mathématiques l’avaient séduit ; il fut admis à l’École polytechnique. On le classa dans l’artillerie au moment où il en sortit. ”

“ Il se trouva que pour tous les animaux soumis à l’expérience la chaleur réellement produite était supérieure à celle que les combustions avaient développée, et que si on avait brûlé dans un foyer autant de charbon et d’hydrogène que l’animal en avait consumé dans ses poumons, on aurait obtenu moins de chaleur qu’il n’en avait fait naître. On devrait par conséquent chercher dans les divers actes de la vie, outre celui de la respiration, d’autres causes de réchauffement. ”

“ À la Sorbonne, où les auditeurs, moins rompus aux mathématiques, ont besoin de plus d’abondance dans les détails et demandent à être attirés par un certain appareil d’expériences curieuses, il effrayait par la profondeur de ses développemens et n’attirait pas la foule ; mais le petit nombre d’élèves qui lui restaient fidèles lui suffisait ; il aimait mieux instruire quelques hommes sérieux qu’amuser beaucoup de gens désœuvrés. ”

“ Après avoir ainsi précisé la signification et la valeur des indications du thermomètre, nous devons faire remarquer que le choix qu’on a fait du mercure pour le construire ne se justifie que par des raisons de convenance pratique, mais que tous les liquides connus pourraient le remplacer dans le tube de verre. On comprend également que tous les corps de la nature, se dilatant par la chaleur, sont propres à devenir des thermomètres. On en peut faire et on en a fait avec des métaux, on peut en construire en mesurant la dilatation des gaz. ”

“ Un tel aveu ne coûte pas dans les sciences d’observation ; reconnaître que l’on ne sait pas vaut mieux qu’inventer une explication : c’est promettre d’apprendre, et le meilleur des procédés pour arriver à la découverte d’une cause inconnue, c’est d’en étudier et d’en mesurer les effets. Dulong et Petit n’ont jamais essayé de traiter cette question de la nature de la chaleur. ”

“ Quand on a pu, à la faveur de circonstances exceptionnelles, construire et employer une machine aussi coûteuse, il est juste que la science y trouve son compte, et que, tout en se préoccupant du problème pratique, on veuille l’étendre dans un intérêt purement scientifique. La commission comprit sa tâche à ce double point de vue, et résolut de répéter sur les divers gaz connus les mêmes séries d’épreuves que sur l’air, afin de reconnaître s’ils étaient soumis sans exception à la même loi de compressibilité. ”

“ N’oublions pas maintenant que Dulong et Petit ont traité cette autre question bien différente : — comparer les chaleurs qu’il faut donner à diverses substances pour les échauffer d’un même nombre de degrés. Cette comparaison leur permet de calculer combien absorbent 400 grammes d’oxygène, 12 grammes d’hydrogène et un nombre de grammes de tous les autres corps simples égal à leurs poids atomiques. Ils arrivent ainsi à cette loi : tous les atomes des corps simples prennent autant de chaleur pour s’échauffer également. ”

“ L’inaction se transforme en un mouvement énergique, on assiste à une convulsion momentanée qui se révèle par une flamme vive, par un énorme développement de chaleur, par une détonation qui brise le plus souvent les vases employés. ”

“ Certains oiseaux atteignent dans nos climats plus de 43 degrés, l’homme en marque 37 ; les poissons eux-mêmes sont notablement plus chauds que l’eau qui les entoure, et comme toutes les substances tendent à se mettre en équilibre calorifique avec les objets qui les avoisinent, on verrait les corps organisés partager la température des milieux qui les contiennent, si une cause digne d’être étudiée ne reproduisait à chaque moment la chaleur qu’ils perdent par le rayonnement. ”

“ Tous les phénomènes de la chaleur sont ainsi occasionnés par des transformations alternatives d’un principe unique, quelquefois accumulé dans les corps, quelquefois en mouvement de circulation à travers l’espace. ”

“ La loi du refroidissement dans le vide sera aussi la même pour tous les corps, et quand on l’aura découverte pour un thermomètre, on l’aura exprimée pour tous les autres ; il sera permis de la généraliser, de l’appliquer même au soleil, même à tous les astres qui nous éclairent, et qui uniront un jour par Être aussi dépourvus de chaleur que le globe terrestre. ”

“ Avant l’invention du thermomètre, on avait l’idée générale de la température. Nous assistons à chaque instant à des variations considérables dans le degré d’échauffement de l’air qui nous entoure et des substances que nous touchons ; nous en sommes profondément affectés ; la nécessité de nous garantir contre les excès de chaleur ou de froid nous enseigne bientôt que l’état calorifique des corps change perpétuellement, et cet état, nous l’exprimons parle mot général de température. ”

“ Les substances matérielles absorbent, avons-nous dit, quand elles s’échauffent, des quantités définies de chaleur. Supposons que l’on prenne un kilogramme des divers corps de la nature, qu’on les maintienne d’abord à la température de zéro, et qu’on leur donne à tous la proportion de chaleur nécessaire pour les élever jusqu’à un degré : on trouvera que l’un d’eux en exigera plus ou moins qu’un autre. ”

“ On vit alors qu’à 100 degrés la pression de la vapeur fait équilibre à l’atmosphère ; elle augmente ensuite avec une incroyable rapidité, quand la température s’élève. Elle a six fois plus de puissance à 160 degrés, elle atteint trente atmosphères à 230 degrés. À ce moment, elle exerce sur une surface égale à un mètre carré un effort de 310,000 kilogrammes ; c’est plus que le poids de dix locomotives du plus fort échantillon. Ce nombre donne la mesure des dangers auxquels Dulong et Arago s’étaient volontairement soumis. ”

“ Plaçons maintenant dans l’air le corps que nous venons d’échauffer, il se refroidira progressivement, en émettant de la chaleur rayonnante, en rendant à l’état de mouvement ce qu’il avait absorbé à l’état statique, de façon que si d’une part la chaleur rayonnante peut être absorbée, perdre sa vitesse de propagation et se condenser momentanément dans la matière, de l’autre la chaleur statique peut à son tour reprendre la forme rayonnante. ”

“ La question du refroidissement reprenait ainsi un intérêt tout nouveau, et acquérait une importance qu’elle n’avait jamais eue. L’Académie des Sciences fit appel aux physiciens, et mil le sujet au concours ; c’est à cette occasion que Dulong et Petit se réunirent pour le traiter en commun, c’est par l’ensemble d’études ainsi provoqué que commence leur vie scientifique.
Les sciences d’observation sont loin de procéder, comme les mathématiques, par des méthodes d’exploration tellement sûres, que l’erreur y soit impossible. ”

“ Dulong n’abandonna pas cependant l’idée qui dirigeait ses travaux ; il rechercha la vitesse de la lumière quand elle traverse des gaz simples ou composés. Cette vitesse était-elle ou non liée avec la composition atomique de ces gaz ? On avait pu le penser d’après les idées que Newton avait admises sur la nature de l’agent lumineux ; mais l’expérience démontra que rien de semblable ne se produit. La vitesse de la lumière ne paraît avoir aucun rapport avec la composition des gaz. ”

“ Dulong et Petit obtinrent en la pratiquant la dilatation que le mercure aurait éprouvée s’il avait pu être enfermé dans un vase indilatable. C’est ce que l’on nomme la dilatation absolue. On a trouvé que 5,550 litres de mercure à zéro s’augmentent d’un litre quand on élève leur température d’un degré.
Ce que l’on doit le plus remarquer dans les travaux que nous étudions, c’est la continuité, c’est l’enchaînement qui rattache le dernier résultat au premier fait observé. ”