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COLLECTIOI{ D'OUVRAGES CLASSIQUESnÉnrcÉs EN couRs cnnnuÉs
coNFoRuÉurilt AUX pRocRAlrIMES oFFIcrELs
-:i:J-
SOTENCES PHYSIQUESET
1\ATT]RELLESPHTSIQUE - CHIMIE (notation atomique ) - EISTOIRE NATURIITTE
À l,t u gl.on
OES ASPIRANTS AU BREYET ËTÉMEilTAIRE
AYT]C 530 FIGURES ET I4O EXERCICES
PAR UNE NÉUNTON DE PROF'ESSEURS'
TO URS
MAISON A. MAME ET FILSIMpRTMEURS - Éprrpuns
PAR IS
VVE CH. POUSSIELOUELTBRAIRE, RUE cASSETTE , 16
É1 cHE"z LEs PRINcIPÀUx LIBRAIRgs,Tous droits réservégo ù
i{OTIONS
SCTEi\CNS PHYSIQI]ES\
I{ATT]RET.,T,N S
A L'ÛB^O}|
iPrR'ANTs au EREvET ÉlÉmENTAInE
No 2Ot
1h'
Tout exernplaire qui ne sera pas revêtu de la signature
ci-dessous sera réputé contrefait.
SCIENCES PHYSIQUES ET NATURELLES
LIVRES CLASSIQUES POUR L'ENSEIGNEMENT SEcoNDAIRE
PRoGRAMI{ES nn 1902
Classe d,e Qwatri,ème.' Eléments de Physique. - Étéments de Chimie.
ctas s e d, e rr. oisr,ènt e, ttiffilnl*,$îî;ï-î"ffi,i, $:f Hr,*.
Classe de Seconde .' Cours de Physique. Cours de Chimie.Ànatomie et Physiologie animales.
ÇIasse d,e Première ; Cours de Physique. - Cours de Chimie.
Classe de Mathématr,gues.' Physigue. - Chimie,
ft,'4,l
tr:-! r' .., -/"/,2'-'
INTRODUCTION
Sous la dénomination générale de Scienoes physiques
eL naturelles, or comprend toutes les sciences qui se par-
tagent l'étude du Monde PhYsique.Le l[onde physique est l'ensemble detous les corps; c'est-
à - dire de tous les êtres capables d'impressionner nos
sens.
Il y a deux sortes de corps : les êtres vivants ou eorps
organisés, comprenant les animaun et les oégétauæ ; et
les êtres inanimés oa corps inorganiques, tels que les mi-
nérauæ. '
L'étude du monde physique se partago donc naturel-
lement en deux grandes branches : celle des Sciences
naturelles, eui s'occupe principalement des êtres orga-
nisés, of celle des Sciences physiques, Qui étudie surtout
les corps inorganiques.
Chacune de ces branches se subdivise en plusieurs
sciences distinctes :
Les Sciences naturelles comprennent : la Géologie; la
Mindralogle , la Botanique et la Zoologie, qui ont respecti-
.f
":- tt
INTRODUCTION
vement pour objet le globe terres tre, Igu rnatériaux quile composent et les êtres vivants qui I'habitent ;
Les Sciences physiques comprennent Ia Chimie et IaPhysique, qui ont pour objet commun l'étude des corysbruts; c'est-à-dire des corps considérés en eux-mêmes,abstraction faite du rôle qu'ils ont pu jouer dans I'his-toire de la terre , Et de leur aptitude à entrer dans Iacomposition des organismes vivants.
La Physique et la chimie envisagent les corps brutsà deux points de vue différents : elles ne s'attachent pasau même genre de proprtétés des corps. ni à la mêmecatégorie de phénomènes, €t, sur un terrain commutr,elles ont fini par se constituer deux domaines distincts.
Dans le langage scientifique r oû donne Ie norn de phé-nonène à tout changementn à toute modilication qui sur-vient dans un corps ou un flstèrne de corps. Toutphénomène suppose des corps qui en sont le théâtre o etdes forces qui en sont les agents,
on distingue de nombreuses espèces de ,corps ; maiscomme tous ces corps jouissent d'un certain nombre depropriétés communes r oD leur attribue à tous un mêmeprincipe que l'on nomme la matière.
on distingue aussi plusieurs espèces de forces oud'agents : les forces mécaniques, la chaleur, la lumière,l'électricité; mais toutes ces forces présentent une corré-lation étroite qui permet de leg transforrner à volonté lesunes dans les autres. On est donc conduit à les coneidé-rer comme les manifestations diverses d'un même prin-cipe auquel on donne le nom d'énergie.
Ces notions permettent d'assigner d'une manière pré.
TNTRODUCTTON vII
cise les objets respectifs des deux sciences : on peut direque la Chimie est la science de la matr,ère, tandis que laPhysique est la sci,,ence de l'énergr,e.
Le présent manuel ne contient que les premiers élé-ments des sciences physiques et naturelles. II se diviseen trois parties : la Physiqur , la Chimie et l'Histoirenaturelle , cette dernière comprenant Ia Zoologie, iaBotanr,çlue et Ia Geologi,e.
TABTE aNALYTIOuE DBs MATtÈnns
PHYSIQUENorIoNS pnÉLIMINAIRES
I. Définitions . . . . . o . . .
II. Les trois états des corps. .
III.Propriétésgénéralesdescorps o... o...... ' ' '
PREtutÈnp PARTIE
NOTTONS DE MÉCÀNTOUE
t2
4
CHAPITRE IGÉuÉneurÉs suR LE uouvEMENT
EÎ LES FORCES
I. I\fobilité et inertie. . . 8II. Mouvements . llIII.Forces., .. !3
CHAPITRE IICgurr DEs coRPs . . !7
CHAPTTRE IIIÉeutr,tgRE DEs SoLIDES. . .
CHAPITRE IV
Mlcurxns. . . . .
. CHAPITRE V
Btt"txcE........"
PARTIE
ÀTIQUECHAPITRE VI
BenouÈTREs. . . . . o . .
CHAPITRE VIILot on Ma.ntorrE. - Mluo-
uÈTREs. . . . . .. . .
CHAPITRE VIIIPnnclpr o'AncsruÈou aP-
plteuÉAucAz' . .. . .
CHAPITRE IXPouPEs. . . . . . . . .
CHAPITNE XMrcntxE PNEUilaTIQUE. . .
I
27 ,$' lrt
DEUXIÈME
HYD ROST
CHAPITRE IPnnssroNs ExERcÉrs PÀR LEs
LIeuIDEs ...... UCHAPITRE II
Vrsus coMMUNIQUANTs. . 39
CHAPITRE IIIPnrNcrpEo'AncHIMÈDE.. . 42
CHAPITRE IVDnustrÉs......... 4ô
CHAPITRE VPnopnlÉrÉs DEs caz. . . . 50
6r
68
72
cÀBrE ANALYIrQUE DES MATIÈRES
TNOISIÈME PANTIE
CHA.I.,EU R
CHAPITRE IDtr,lrerroN DEs coRpg . . 76
CHAPITRE IITHnnuonrÈrngs . . . . . . 7g
CHAPITRE IIIConprtcIENTs DE DTLATATToII. g&
CHAPITRB IVPnopn carloN DE LA crIArEUR. gg
CHAPITRE VFustoN. Sor,lpmrcarroN.
-DlssoLUTIoN..... gz
CHAPITRE VIFonunuoN DES vApEURs, -Ev^nponATroN . . . . . . 96
CHAPITRE VIIÉsur,t.rrroN. CoNnnnsl-.TIoN . . . . . . . . too
CHAPITRE VIIIFlycnouÉrruu, . ., . . . Iû4-
CIIAPITRE IXMncrtrxEs a vapEUR . . . . 106
CHAPITRE XCuonlufrnrp. Éeurva-
LENCE DU TRAVAIL ET DELÀCHÀLEUR... .. l{l
CHAPITRE XINorroNs DE cLrMaroLoGIE ET
nnuÉrÉoRoLoGIE. . . . 116L9,r . .
1'r.,,li
t-"F
Fir
lr:ffd.
QUATRTÈMN PARTIE
ACOUSTTQUE
THAPITRE IPnonucrroN ET pRopaGATroN
DUsoN.. .... IZ0
CHAPITRE IIQuu;rÉs DU soN . ! l2A
CHAPITRE IPsÉNolrÈnrs FoNDAMENTaux
I. Développement de l'élec-tricité statique par le frot-tement o....l3Z
{1. Distribution de l'électni-cité statique sur les con-ducteurs..i..o.. l3d
CHAPITRE IIIVtgnerloN DEs coRDEs. -;
Tuynux soNoRES. . lW
CHAPITRE IIINrlunxcn Ér,scrnreun
f. Développement de l'élec-tricité par influence . . IA0
II. Machines électriçlues . . l&aCHAPITRE III
CoxnnNSATroN Ér,ncrnreur . Mg
CINQ UTÈMN PARÎIE
Ér,BctnrcrrÉ sTATreuE ET MAcr\Érrsnnn
TABLE ANALYTIQUE DES UÀTIÈRES XI
CHAPITRE IVDÉcna.ncrs ÉlrcrRIQUEs
I. Effets des décharges élec-triques . . 153
CHAPITRE IPrlnsÉlnctntQuEs. . . 163Dilférentes espèces de piles. 106
CHAPITRE IIPnlNctpaux EFFETS DEs cou-
RANTS. . . I72CHAPITRE III
Émctno - uecNÉTISME
SIXIÈNNN PART'{E
frnEoTRICITÉ DYNAMTQUE
Il.Électricité atmosphérique. 155 ,
CIIAPITRE V
IlIacNÉuslIE. . . { . . 157
I. Actions des courants surles aimants . 176
II. Télégraphle électrique l7g
CHAPITRE IVÉlncrno - DYNAMIQuE. - Ix- ,
DUcrIoN. . . 184
CHAPITRE VMlcrtrNEs D'INDUCTI0N. . . lgl
SEPTIÈME FARTI E' o[,ï'rCIuECHAPITRE I
PnoplcarloN ET nÉr'lrxtotrtDE LA r,ututÈng. . . 196
CHAPITRB IIkÉrnlcuoN DE l,l r,urrrÈRr
I. Notions générales. . o 202II. Lentilled sphériques . . 20t*
II[.Prisme o. 207
CHAPITRE IITPnrNclpAux INSTRTTMENTS
D'oPrIouE . 210
CHIlWIENOTIONS PRÉLIMINAIRES
r'Définitions"" 'r" t'qr.. 2L7
lI. NomenClature Chimique et nOtation atomique. . . o . . . . 2?.3
PREMTÈRE PARTIE
M ÉTA LLOÏNESCHÀPITRE I
HypnOoÈNE. .... 233
CHAPITRE IIoxYcÈNP Ê EAU
I.Oxygène........ n37
U.Eau.. ... o... o WLù
CHAPITRB IIIÀzorE - aIR ATMoSPHÉnlQun
I. Azote. Ztr6
II. Airqtrnosphérique ! . . 24ECHAPITRN IY
OITLORE - ACIDE CTITONHYPBIQUF
TaBLE ÀNÀLYTIeuu DEs ur.tÉnus
f.Chlore. o..... 251II. Acide chlorhydrique . . 264
CHAPITRE V
IoDE. BRoME. Fluon. . .. . 255
CHAPITRE VIsouFRE ET sps colrposÉs
t.Soufre. .. 2b7lI, Anhydride sulfureux . . 259II[. Acide sulfurique ordi-
naire.. .. . . 261IV. Acide sulfhydrique. 268
l
CHAPITRE VIIpRINcIPAUx coMposÉs un L'^r,zotr
I. Oxyde azoteur. . . . . 268II. Oxyde azotique. . . 269III. Acide azotique. 270lv.Gazammoniac.. !. 272
CHAPITRE VIIIPHOSPHORE EÎ SES PRINCIPAUX
coMPosÉs
I. Phorphore 276
II. Composés oxygénés ethydrogénés du phosphore.. 218
CHAPITRE IXArsenic. . . . . . . . . . 280
CHAPITRE XcARBoNE ET srs colrposÉs
I. Carbone .'. . . 281II. Oxyde de carbone . . 28t;.
III. Anhydride carbonique . 286IV. Sulfure de carbone . . 288
CHAPITRE XIBoRE. - StucIUM. . . . . 290
CHAPITRE XTIca,nnunrs D'HYDRoGÈNE
f. Formène. . . . 2UII.Éthylène. .. 292III.Acétylène.. r.. o. 292
CHAPITRE XIIIclz D'ÉCLAIRAGE - FLAMME
f. Gazd'éclairage. . . . . 293II.Flamme... t.... 294
DEUXTÈUN PA RTIE
MÉTAUX
CHAPIÎRE IcÉnÉnltrtÉs suR LEs nÉreux
I. Notions générales. . . . 297
fI. Lois de Berthollet . . . 300
CHAPITRE IItorAsslulfi - SoDIUM - CALCIUII
I. Potassium. . . . . . . . 30{'II. Sodium . . . .. o . . . 305III.Calcium. ...... 308
CHAPITRE IIIrNONÉSIUM _ ALUMINIUM
I. Magnésium.' . . . . . . 3lfII. Aluminium. . . . . . . 3tl
CHAPIÎRE IVFER - zINc - Ére,tN - ÀNTr-
IIOINE _ NICKEL
I.Fer. . . o . o . . .
II. Zinc. . ,
uI. Étain .
IV.Nickel.. . . . . .
CHAPITRE VCUIVRE - PLOMB IûERCURE É
ARGENI. OR. PLATINE
I. Cuivre . .
II. Plomb. o . . . . . , . 326III. Mercure. Argent. Or.
Plating.,....,. . 8W
317322 ,
323324
TÀBLE ÀNALYTIQUE DES MATIÈRES
TROISIÈME PÀRTIE
CHIMTE ORGA!{rQUANortoltspnÉltrtNAIREs...., .. ,. o.. 3if0
CHAPITRE ICARBURES ÀLCOOff' _ ACTDES
- ÉTHERS - lt cu,oinrs vÉcÉ-lAUX
I. Carbures. . &?L
II.Alcools.. .. 338II[. Acides 339[V. ltthers. .. .. UzV. Alcaloïdes végétaur. U3VI. Alcaloîdes organiques . W
CHAPITRE IIHTDRÀTES DE CÀRBONE ITA-
ntr
uÈnrs coLoRANTEg - utrlÈRrsaLBUMINoïons
I. Cellulose et amidon. .
I[. Sucres. .
III. Gommes et résines . .
IV. Matières colorantes.V. Matières albuminoides.
CIIÀPITRE IIIConps GRÀs. . . . . . .
CHAPITRE IVFrnrrgxrarloNso.....
345348350351353
35'
35t
HISTOIRE I{ÀTUREILEZOOLOGIfu
Nortoxgpntr.rrINAIREs.. o, . r.. ..... r . .. r. ' !51
PREMTÈNN PARTIE, ANATOMIE ET PIIYSIOLOGIE
CHAPITRE IFONCTIONS DE NUÎRITION
APPAREIL DIGESTIF
f. Anatomie de I'appardldigestif . . . o . 36E
II. Lesdents o . o . . . 370IIII. Glandesdigestives. . . 372
CHAPITNE IIPHYSIOLOGIE DE LI\ DIGESTION
I.Aliments.... o rro. 376II. Transformation des ali-
ments......... 377III. Alimentation et hygiène
deladigestion.. . . . . 379
CHÀPITRE IIId[ngonprlol{. . . , . . . 331
CHAPITRE IVCIRCULA.IION
I. Lesang.. o . . . . . 384II. Appareil circulatoire . . 385UI. Physiologie de la cir-
culation. . . . . . . . 387
CHAPITRE VRESPIRÂTION
I. Appareil respiratoire o . 392II. Physiologie de la respi-
ration. . . . o . . . . . 393
CHAPITRE VIASSIUIIÂTION - OÉSISSIMIIÀTION
CÀLORIFICATION SÉCNÉ-
TION ET ETCRÉTTON
I. Assimilation., . . . . . 39?
xff
fI. Désassimilation. . . . . 398IU.Calorification.... 398IV. Sécrétion et excrétion . 400
CHAPITRE VIIFONCTIONS DE RELÀTION -LE MOUVAMENT
f. Des os et des articula-tions..........403
II.Desmuscles, .. o. 40g
CHAPITRE VIIISYSTËME NERVEUX
I. Anatomie du système ner-veuxo.......e{B
II. Système nerveux cérébro-spinal. . . . . . . . . . e4,4
CHAPITRE ICr.essp DEs MÀMMrFÈRES 436
CHAPITRE IIorsEÀux - REPTILES. BATRACIpNS.
POTSSONS
I. Classe des Oiseaux . . 460ff. Classes des Reptiles, des
Batraciens et des Pois-gOnS...........459
CHAPITRE IIIEUnRa.NcHEMENTs DEs ruNr-
cmns EÎ DEs MoLTUSQUES. {66
TÀBI.D ÀNÀLTTIQUS DES ùTÀTISRE{I
III. Physiologie du systèrnenefVeUX.. ...o. 416
CHAPITRE IX, LÀ VUE
f. Appareil de la vision o . 42AII. Physiologie de la vision , +23
CHAPITRE Xl'ouÏn - L'ODoRAT - LE Gour
- LE TOUCHER
I. LtouÏg . . . .
II. L'odorat et le goût . ,III,Letoucher . r..
CHÀPIÎRE XILl\xorx. : . . ... o
CHAPITRB IVEMBRANqHEMPNTS
DES ÀRTHROPODES ET DES VENS
I. Les Arthropodes. . . 4.ûtg
II. Les Verç. ,
CHAPITRE VEunnLNcHEMENTs DEg ÉcHI-
NoDERUES, DEs ccnr,rt*rÉ-nÉs, DEs spoNGrAlRps ETDEs PRorozoAIREs. . . . l*17
CHAPITRE ViAxru^LuxuTrLES. . . . .. 480
CHAPITRE VIIArvrueuxNurslBl,Es.... &84
&25t*27
429
430
DEUXIÈME PARTIEZAOLOGIE DESCILIPTIVE
NortoNS PRÉLIMINATRES. . . . . . . o o . . . . . . . . . ABB
BOTAITIQUE'CHÀPITRE I
Axnronrm cÉrqÉRALE . . . . 488
CHÀPITRE IIIanâ.cINE. ,,. . r . . . . 490
CHAFITRE IIILATIGE, , . . r. o r.. egl
CHAPITRE IVLusgouRGEoNs,... rg8
fÀBtS ANALTTIQUE DDS IIATIÈRES
CHAPITRE VIJ\ FEUILLE
f. Caractères généraux de lafeuille... o. .
II. Fonctions de la feuitle .III.Lasève,. r. ....
CHAPITRE VILA FLEUR
tr. La fleur en général .
II. Fonctions de la {leur .
CHAPITRE VIILE FRUIÎ ET LÀ GRAINE
tr.Lefruit..,.... ..II.Lagraine.......
CHAPITRE VIIICr,e.ssmlcarroN . . . . . .
CHÀPITRE IEcnNfs EXTERNEs
I. Agents atmosphériques .II. Eaux d'infiltration et de
ruissellement . .
III. Action des êtres vivants.IV,Glaciers.. ...,
CHAPITRE II. AGENTS II'.ITERNES
i.Volcans.. r.,, .. o
I Nalure d.u sol . . . .
II. Amenclements et en-grais . . . . . .. .
[I.Assolemen[s. . . .
IV. Assainissement du sol.
CHAPITRE IXPRTNcTPALES FÀMrLLEs vÉcÉrarrgI.Dicotylédones.... c 5I7
Renonculacées 5t?Crucifères.... 518Légumineuses 518Rosacées. . . . . 519Ombellifères.... 520Cucurbitacées,.... 520Composées. o . . . . 5211,
Solanées..... .. 522Labiées...... 523Amentacées.....523Conifères....... 524
III.Monocotylédones. ô. 525Liliacées. . . , , 525Graminées. . . . .. 526Palmiers. . . . . . . 527
II[.Cryptogames .... , 627
501503505
506510
511513
515
GEOTOGIE
530
531534,535
537
II. Phénomènes qui se rat-tachent aur volcans . . 539
CHAPITRE IITsrRUcruRE DE l'ÉconcE TERRESTREI. Des roches. . . . . . ! 540
NOTIONS GÉNIIRALBS D'AGRICULTURE
II. StratiÊcation. . .
CHAPITRE IVCnssrrrcarroN DEs TER-
RÀINS. ' ' r . r . . . .TegLnA.u cÉNÉnu., DE LA coM-
POSIÎION DES TERRAINS. .
V. Labours et instrumentsaratoirgs. . . . .
VI. Sernis et récoltesVI. Principales culturesVIII. Horticulture. . .
5e3
545
551
552
553cDcooo
?7n. cao//-. DD'/
. 559
. 559
t'i "r
PHYSIQIIE *+
N O TI O I\ S PRELII\{INAIRES
I. I)élinitlons.
A l. obiet de la physique. La PHYSIQUE est la science d'a
,orp, bîùs t && point d,e oup d,es phénomènes qui n'altèrent
pas la nature de ces corgs.EIle étudie ces phénodèn.t par I'ob sernation el l'eæpérimen-
tation, dans te bùt de décoooiit leurs co,u,*es et les totls qui les
régissent.
9. COrps. On appelle coRPS ou oBJErs ue'rÉntnus tous les
êtres qui peuaent impressionner nor 'senE et qui occupent une
placedansl'espace. _ i r .! _ rrrr^^lLes agents ptysiques tels que la chaleur, la lrrmière, l'électri-
cité, nJsont pa! dês corp' ; ils n'impressionne.nt nos sens que '
pur i'intermédiaire des coips sur lesquels ils agissent.
3. Phénomènes. On appelle pnÉxouÈNs tout changement
qui se manifeste dant lrl Ploprîëtës des to'yt'- .
{o Un pnenomène chimiqû,e est, celui qui attère la nature du
corps et riodifie ses propriéfés d'une façon pe-rmanente'
n**rples : la combuition du soufre, I'oxydation du fer'
Le fei changé en rouille n'a plus les mêmes propriétés que le
fer. Le soufre-qui a brûlé nteit plus du soufre, mais un corpg
gazeux, dont leJ propriétés sont toutes di{férentes'\r !o TJn phé,no*enà physique est celrri qui ne change pas la
nature du corps, et qui-nd fait subir à sès propriétés que des
modi{ication s Passagères.- Eæemples : ia cnùte dtune pierre, I'ascension d'un ballon, lec
variations de température , l'ébullition de I'eau, etc'
l. Observation. - Erpérience. Obseraer un phénomène
2 NoTroNs sun LEs sctnNcns pursreuns ET NÀTunELrEs
c'est examiner attentivement et en détail toutes les phases dece phénomène, tel qutil se produit dans la nature. _
Faire une eæpérieltce, c'est provoquer la reproduction d'unphénomène pour I'observer à [oisir, €t reconnultre I'influensede toutes les circonstances qui le préparent ou qui I'accom-pagnent.
_ 5. I,ois p!.rgiques. Les Lors d,,un phénotnène sont ïes
règ\es inuariables d'après lesquell,es t" piénomène se prod,uit.une_ Ioi_physique s'énonce tantôt cômme un fait lonotut ;
exempl e : Dans le aide , tous les corps tombent aaec Ia mêmeaitesse; tantôt comme une relation ae causalité; exemple : Lacq,u\e d,'un son est un rnouaerne,ht oibratoire d,u corps sonore ;tantôt enfin sous la forme d'une relation numérique entre diversescirconstances d'un même phénomène; exempl ei Ltt espaces par-cou''us Per $,n corps çtui tombe ltbrement sont proportionnetss,uæ carcés des temps de chute.
6. Théories e! hypothèses. -- flne théorie physique est l,eæpli-c.atioru systé,matr,que de tous tes phénomènes qie f on-peut rafiaôherq un rnême pri'nci'pe au, ù une même hypothèse. Exem-ple : la théoriedes phénomènes sonores, la théorie du magnétisme...
_ .a!.principe est yne propositi,on fondamentale d,,où l,on peutdëduire conxme canséqu?nc:s un _grcrnd, nombre de f ai,ts partianii"rr,Exenrple : le pri'ncipe de Pusca|, d'où I'on peut Aeauiré toute I'hy-drostatique.
une hypothèse est une supposr,tion concernant la cause d,,ungroupe d9 nhénonnènes. Exemple_: l'hypothèse des molécules, I'hy-pothèse des fluides électriques... Les hypothèses adoptées danô I'en-seignement de la p\sique ont été suggérées par des observations etdes expérrences qui les rendent plausidles, mâir qui ne suffisent paspour en démontrer rigoureusernent I'exaciitude. Ces hypothèses sànttrès utiles pa{c9 qu'elles permettent de grouper et d'ôxp[quer sim-plernent les phénomènes connus, et qu'elles ôonduisent souvent à endécouvrir de nouveaux. D'ailleurs la plupart d.es grandes découvertesont commencé par des hypothèses, gui se sont trlansformées ensuiteen principes bien démontrés.
If. Les trois états des corps,
?. L'hypothèse moléculaire. - on admet que Ia matière ousubstance des corps n'est pas continue, mais qu'elle est forméed'une infinité de particulel extrêmement pefiùs, tenues à dis*tance les unes des autres et laissant entre ôues des vides.
Ces petits éléments matériels isolés se nomrnent des mo lëcwlesi
LËs rnorg Ére,rs DEs conps g
et les vides qui les séparent , des interualles intermoléaulaires.Cette manière de concevoir les corps est fondée principa-
lement sur l'étude tles phénomènes chimiques; mais elle expliqueaussi fort bien les propriétés générales de la matière et les tr-oisétats des corps.
8. États des corps. _. Les corps se présentent à nous soustrois états : I'état soliile, l'état liquide of l'état gazeu,æ.
{o Lus coRps soLrDEs, tels que le fer, la pieme, le bois, sontceuæ qui possèdent rrne forme et un oolume dÂterminés.Ils sorrtcaractérisés par une grande conÉsroN.
La cohésion est la force qui lie entre elles les molécules d'uncorps et s'oppose à leur séparation.
C'est à cause de leur cohésion que les corpe solides opposent dela p'ésistance quand on essaye de les rompre ou de lesdéformer.
2o Lps coRps LreurDns, comme lteau, Italcool, le mercure , sonteguæ qui possèd'ent un aolume propre, mais qui n'ont pas deforme dë,terminée.
Leurs molécules n'offrent qu'une cohésion très faible ; ellessont très mobiles et roulent facilemen"t les unes sur les autres.C'est pourquoi, tout en conservant un volume invariable, lesliquides n'opposent pas de résistance aux changements de forme :ils se moulent sur les vases qui leg''c,ontiennent et en adoptenteractement la forme.
La mobilité des molécules varie' suivant les liquides ; elle est trèsgrande d-tof l'éther et dans I'alcool, un peu moindre dans I'eau, beau-coup moindre dans I'huile,
$o Lns coRps GÀzEUX, tels que ltair, le gaz d'éclairago, sontceuæ qui ne possèdent ni forme ni aolume déterminës.
Ils sont ExpaNsrBLEs I c'est - à - dire que leurs molécules, loind'avoir entre elles de la cohésion, semblent se repousser lesunes les autres.
C'est pourquoi les gaz envahissent tout I'espace qui leur estoffert et exercent même une pression sur les paroii des vasesqui les renfermelt. Un gaz introduit dans un vase fermé en adopteexactement le volume aussi bien que la forme.
Flurnns. On réunit sou$ le nom commun de fluid,es tous lescorps dénués de forme propre, ctest-à-dire les liquides et les gaz.
9. Changements d'état. - Un même corps peut exister suc-cesdivemenf sous IdÈ trois états, solide, llquido ou gazerr:r, sui-vant les conditions dans lesquelles il se trouve.
Ainsi I'eau, que nousvoyons le plus souvent à l'état ltquide, peutre soliditer sous forme de glace, ou s'évaporer en un gai invisible.
I NoTIoNs sUR LEs scIENtEs PHYSIQUES ET NÀTURELI..ES
Il en est de même de la plupart des autres corps.
Transitions entre les trois états. - 1o Entre l'état solide le plusdur et l'état liquide le plus fluide, otr peut rencontrer tous les états
intermédiaires. QuanC on chauffe graduellement I'acier trempéjusqu'à une température très élevée, il se détrempe , sê ramollit deplus en plus et finit par devenir tout à fait fluide.
Certains corps existent naturellement à l'état de llQtrtDES VISQUEUX ou
de solrnEs pATEUx. Exemples: I'huile, le beurre, la mélasse, le goudron.2o On donne le nom de vÀpEURs aux corps gazeux qui sont très
voisins de l'état liquide, et que I'on rencontre à l'état liquide â des
températures peu élevées. On dit, par eremple : de la vapeur d'eau,de la vapeur âe soufre, quand on veut désigner ces mêmes corpsà l'état gazeux.
L'espèle de nuage qui s'échappe d'une chaudière d'eau bouillanten'est pas encore à letai gazeux :
-ce qui le rend visible, c'est la *ll-
titude des petiks bulles ùquides entràhées avec lui; iI ne passe réel-lement à l'ètat de vapeur qu'en disparaissant complètement à nos yeurdans I'air.
'IIf. Propriétés générales des corps.
fO. D$finition. € On entend, par pnopnlÉrÉs cÉrrÉntrns d,et
ertrpt, celles qui sont communes ù tous les corps, soli,desr liquidesou, ga,zeuæ. Elles'se divisent en trois catégories :
lo Les propriétés générales d?ordre géométrique: étendue et
impénétrabilité ;2o bes propriétés générales d'ordre mécantque; mobilité et
nertie. (Voir nos L8 ' 20.)
go Leà propriétés générales d'ordre physique : divisibilité 'porosité, compressibilité, dilatabilité, élasticité, etc.-
Dtautres, comme la solidité, la couleur, I'odeur, sont dcs pro-priétés particulières à certains corps, c'est-à-dire appartenantà tel corps et non à tel autre.
ll,. Étendue. .t'Étnnouu est la propriété que possède toutcorps matérûel d'occuper une place dans l'espace.
ôn appelle aussi élendue ou uolume d'un colPl la portion de
Itespace bccupée par ce corps. Dans ce sens, loétendue a troisdimensions : longueur r largeur , hauteur ( ou épaisseur' ou pro-
fondeur ).lg. Impénétrabilit6. - .t'uupÉxÉrnr"nu.trÉ est la propriété
(!ue pottè-d," un corps d'eæclure tousles autres de la place ocèu.'
pée par lui-nuême.- Déux corps ne peuvent occuper en môme temps la même por-
PRoPRIÉTÉs cÉNÉnluns DEs coRPs 5
tion de I'espace : une pierre introduite dans un vase plein {'eauchasse un volume d'ôau égal au sien ; q-ng- pointe ne s'enfonce
dans une planche qu'en éca"rtant autour d'elle les fibres du bois.
pÉxÉrnArroN AppARENTE. - Quand un vase est rempli de sable, '
on peut .oràt" y inttoAuire une certaine quantité d'eâu I parce
que les gruinr àt sable laissent entre eux des vides que I'eau
peut combler.C'est d'une manière analogue que I'eau passe à travers le
gret,qrttl'huile-pénètredanslemarb're'etc'Le sucre fond ï.nt I'eau et se répand gtlt toute la masse
liquide, purr. que les morécules du sucre s'intercalent entre les
molécules de I'eau.
Quand on- introduit deux ga? .différents dans un même ballon
de verre, chacun d'eux eniahit tout I'espace . comme s'il était
seul; parcs[oà ræ molécules de l'un circulent librement entre
les molécules de ltautre.
13. Divisibilité. - LA DIVISIBII,nÉ est la prop1iétë que possèih
tout eo":ps matériet ilp pouuoir êtrepartagë en.fragments'
Ces ffugments à leuf tour peuvent être partagés 9-n d'autres
plus petitË, * ainsi de suiterlusqu'àdes fragments d'un€ excês-
sive petitesse.La pourricrr de noir_de fumée est formée de grains dont le dia-
mètre n'r "pîr
"" rittième de miltimètre; certaines feuilles d'or
*t une épâisseur encore dir fois moindre. on aperçoit au micros-
cope des particules matérièlles tellement petite.s, qu'il en tiendrait
q"înr" -itiu ,o, une longueur $]yt mitnmetre et plus de trois
rliniarAs dans un millièmé de mitlimètre cube'
Mais ta divisibilité de la matière se poursuit encore beaucoup
pfur roio. Ùo p.iit grain de fuchsine tptg-?.oncez fuk'sine)-colore
[i"rir"rs litres d'eaî, c'est-à-dire des milliards de gouttelettes ;
or chacune de ces gouttelettes contient un nombre prodigieur de
,àrporrotes ae fucËsine isolés. un grain de musc remplit de son
odeur une vaste chambre, pendant plusieurs années' sans changer
sensiblurrni ar poids. bànr cet état de division extrême, les
corps conservent donc leurs propriétés physiques et chimiques'
lV*.Particules, molécules, atomes' - Cependant ' dluplgs-l'étude
"pI*oro"àià à.r irnerro*ettÀ'chimigges, on admet que la divisibilité
des corps ne se 'continu-e fas indofiniment. Il existe une certaine
limite q*i tt" peut être OepassOe sans que le corps. change.de-nature'
lo om dwtit" uolÉculi d,'u* 99rps-la ptus petite particuh d'c cc
cofps quô 1;uiEse æi'ster ù' Vétqt libre'Nnsi, oi" ùotécule d'àau est le plus petit volume d'eau qui puissc
subsister avec les propriétés de I'eeu'
6 NolroNs suR [,Es scraNcns prrysleuns nr NÀTUREtLES
Toutes les molécules d'un même corps sont semblables entre elleg.2o on distingue des corps compaxis et des corps simples,Qluql" molécule d'un corps composé est constituée par un groupe de
nrolécules appartenant à deux ou plusieurs corps simples. Ainsi f 'eaoest une combinaison d'oxygène et d'hydrogène. Si unemolécule d'eauvient à être divisée en deux parties r c€ n'est plus de I'eau , mais unmélange d'oxygène et d'hydrogène.
9.t qqyq molécule d'un corps simple est un groupe de particuleaindivisibles que I'on appelle des aroMES.
Tous les atomes d'un même corps simple sont identiques.3o En résumé, les atomes sont les derniers éléments âe la matière Iils sont insécables et impénétrables. Les atomes se groupent pour
former les molécules des corps simples I celles-ci se combinent pootformer les molécules des corps composés. Enfin les molécul*s d'rrncorps guelcon{u9 , rét'nies en nombre immense, forment des parti-cules plus ou rnoins volumineuses.
lS. Porosité. -La porositë,des corps consiste en ce que leursmolécules ne sont jamais contiguës. Il ne faut pas la cônfondreavec la perméabilité, Qui résulte des pores ou interstices visiblèsà l'æil nu ou au microscope, dans les corps vulgairementnppelés corps poreux ( éponge , pierue ponce, charbon de bois ).Tous les corps sont poreuæ, même ceux que I'on appelle im-perméables, comme le caoutchouc, etc.
Les vides intermoléculaires échappent entièrement à nos sens,ils ne se révèlent que par la possibilité d'y introdulre d'autresmolécules, ainsi que nous I'avons déjà constaté à propos despénétrations apparentes ( 12).
L'eau comprimée suffisamment traverse le plomb , la fonte, I'or.Le fer, le platine r se laissent facilement traverser par certains gaz.
_ _ Le papier n'oppose , pour ainsi dire , aucun obstacle au passage de
l'hydrogène.La porosité des liquides est mise en évidence par la sontraction de
certains mélanges.- IJn litre d'eau et un litre d'alcool ne donnent pasdeux litres de
-mélangê r parce que les molécules d'alcool se logônten partie dans les vides intermoléculaires de l'eau.
_ Les corps poreucc se gonflent par i"mbibi,tr,on. C'est pourquoi lesfenêtres s'ouvrent et se ferment difficilement par les ternps humides.Ï.,es douves d'un tonneau se disjoignent en se desséchant, et Ée rejoignentquand on les mouille.
Le papier mouillé s'étend I les cordes mouillées se l.accourcissentên grossissant.
On fend un bloc de pierre au moyen d'un coin de bois sec intro-duit dans une entaille et mouillé ensuite.
{6. Compresqlbilit6. - Dilatabilité. -
Lo La co'm,pressibilitëest la propriété des corps de dirninuer de volume qu.and on les
Pnol,RrÉrÉs cÉn$:ner,rs DES coRPs 7
comprlme. Cette propriété est une conséquence naturelle de laporosité.
Les corps solides sont tous conûpressibles, rnême ceux quiparaissent les plus compacts : c'est ce que prouve la compressiondes alliages dans la frappe des monnaies. .
Les liquides sont à peu près incompressibles.2o La dilatabilitë est la propriêté que possèdent tous les corps
de se contracter sous I'action du froid et de se dilater par lachaleur.
On admet que ces phénomènes sont dus au rapprochementou à l'écartement des molécules, mais que ces dernières nechangent pas de volume propre.
\7. Elasticité. - -t'ÉresrrcmÉ est lu propriété que possèdentu1?, grand nombre de corps de reprendre leur forme et leuraolume primitifs , dès qw'ils ne sont plus soumis ù, l'action de laforce qui les en q,u&i,t fait changer.
Cette force (pression ou traction ) ne doit pas dépasser cor-taines limites, sans quoi le corps se brise ou reste déformé.
L'élastisité des métaux est utilisée dans les pincettes, les somrniers,les ressorts de montre, les ressorts de voitures, les dynamomètres (34).
QunsrroNNArRE r. - Qu'est-ce que la physique ? - Qu'appelle-t-on corps ? -Qu'est-ce qu'un phénomène, physique, chimique ? - Qu'est-ce qu'uno observa-tion? une expérience? - Qu'est-ce qu'une loi physique? - Qwest-ce qno'ttrneI,héorie, wn princtpe , une hypothèse ? - En quoi consiste I'hypothèse molécu-laire ? - Quels sont les trois états des corps ? - Qu'appelle-t-on solide, liquide,gz? Donnez des exemples. - Qu'entend-on par la cohésion, la mobilité desliquides, I'expansibilité des gaz ? - Qu'appelle-t-on fluide ? - corps visqueux oupâteux ? - vapenrs ? - Qu'entend - on par propriétés générales des corps ? -Comment classe-t-on ces propriétés, et quelles sont-elles? - Qu'est-ce quel'étendue ? I'impénétrabilité? - Citez et expliquez un phénomène de pénétrationapparente.-Qu'est-ce que la divisibilité? Exemples. - Les corps somt-ilsd,,iuisibles à l,'i,nfr,ni,? - Qw'est-ce gw'tune mol,écwl,e? wnotome? - Qu'est-coque la perméabilité? la porosité? Qu'arrive-t-it lorsqu'on mélange desvolumes égaux d'eau et d'alcool? - Qu'arrive-t-il à un corps qui s'imbibed'eau? Exemples. -Qu'est-ce que la compressibilité?la dilatabilité?l'élasticité?
1 Les questions em i,tal,iqwes se rapportent à la partie du texte qul est impri-mée en caractères fing.
PREMI ÈRE PARÎIA
NOTIONS DE MECAI\IQUE
CHAPITRB I
CÉnÉnlutÉs suR l,E MOUvEMENT ET sUR TEs FORcEs
f. Mobilité et inertie.
fB. Mobilité. - La MoBrLrrÉ, est la propriëté que possèd,e uncgrps quelconque dc pouuor,r changer de place soæs l,inlluencede causes étrangères à, ce corps.
f9- Repos et mouvement, - [In corps est EN REpos lorsclu'ilne charyge pas de position ; iI est EN MouvnrltcNr quand it ocôupesuceessiaement diaerses positions.
Pour juger de l'état de repos ou de mouvement d'un corps, oncompare sa position r otr divers instants , à celles d'un ou plu-sieurs autres corps pris comme points de repère.
_ Le repos ou le mouvement ainsi constaté est absolu ou retatif :
absolu, si les points de repère sont en repos ; relatif , si lespoints de repère sont en mouvement.
Nous ne pouvons constater qutun repos ou un mouvementrelatif. car tous nos points de rèpère sont en mouvement.
90. Principe de I'inertio. - La matière est TNERTE t c,est--a,-dire qu'elle ne peut pus modifier pa,r elle-même son état d,efepos ou de tnoltuernent.
'lo Un corps en repos ne se met pas de lui-même en mouve-ment. lo Un corps en mouvement ne starrête pas sans causeextérieure : il ne peut modifier de lui-même ni la vitesse ni ladirection de son mouvement.
on admet sans peine la première partie de l'énoncé, c'est - à-dire l'inertie dans le repos; mais l'inertie dans le m,ouuemenlsemble en contradiction avec I'expérience, puisque tous lescorps que nous mettons en mouvement finissent par s'arrêter.
cÉuÉnrutÉs sUR LE MoUvEMENT ET LEs roRcES IMais cela tient à des causes étrangères à ces corps ' comtne
les frottements, la résistance des milieur, etc. Plus on diminueces résistanc€s r plus on augmente la durée du mouvement'Une bille lancée sur un chemin raboteur starrête presque âlls-sitôt, elle va plus loin sur un sol bien uni, plus loin encore sur
la glace d'un étang. On est conduit à'admettre -qqe $ le. frot-tem"ent n'existait pas, le mouvement se continuerait indétniment.
L'inertie de la- mâtière explique un grand nombre de faits :
Si, tenant à la main un vase plein d'eau, on vient à le dépla-
cer bturqoement, le liquide tend à rester en place, of il se
déverse en sens contraire du dé.placement.
Quand une voiture s'élance, le voyageur prend un mou-vement en amière, parce que ses pieds sont entraînés par lavoiture, tandis que tô haut de son corps reste en-place un i?t-tant. Au contraire, quand la voiture s'arrête d'une manière
brusque, le voyageur se sent projeté en avant.Le projectile-lancé par une arme à feu continue à se mouvoir
avec la vitesse acquise, bien qu'il ne soit plus soumis à aucuno
action propulsive.Quand une pierre tombe du haut du mât d'un navire en marche,
elle vient frapper le pont sensiblement au pied du mât, parce
qu'elle ne cesse pas, €D tombant, de participer au mouvement
du navire.gl. FOrCe. On appellc FoRcE toute cq,u,se capable de pro'
duire ou d,e modifi'er un tnouoernent. 'r
La matière étant inerte par elle-môme, tout changement dans
la forme d'un corps, dans son état, dans sa position, dans sa
vitesse , dans la direction de son mouvement , etc. ' doit être
attribué à une cause étrangère à ce corps.Parmi les causes de mouvement, on peut citer : I'action mus-
culaire des hommes et des animaul, la pesanteur , la chaleur,l'électricité, le magnétisme , etc.
gg. Puissance et résistance. - On appelle puissances, toutes
les forces qui produisent ou accélèrent un mouvement; résiS-
tances, ceilés qui tendent à I'arrêter ou à le retarder.Parmi ces dernières on distingue :
Lo La résistance des milieun - La résistance de I'air retardela chute des corps : une plume d'oiseau tombe moins
"i!9 qu'une
balle de plomb, parce qutelle éprouve de la part de I'air une
plus grande résistance.' 2o
-Le frottement. - Les freins des voitures et des wagons
utilisent cette propriété.
rO NoTIoNS SUR LES SCIENcES PHYSIQUES ET NATURIII,LtrS
IJne même force peut _ agir tantôt comme puissance , tantôt
comme résistance. Quand on lance une pierre de bas en iraut, lapesanteur commence par retarder et par annuler son mouve-Ten_t ; puis,_ après I'avoir fait changei de sens , elle I'accélèrede plus en plus, à mesure que la pierre retombe.
93. Action et réaction. - pnrNcrpE.
- Toutes tes fois qu,uncor_ps agit sur un autre, celui-ci réagit sur le premier. '
La réaction est égute ù r'action et afuiget ,ri ,rn, contraire.Quand on appuie la main sur une tablb r or sent que Ia table
résiste : elle exerce contre la main une pression d'autant ptusfor_te que I'on appuie davantage.
Quand on exerce une presslon sur un gM, celui-ci acquiertune force élastique égale et de sens contrairu â ta pression qu'onlui fait subir.
Si une balle de fusil s'aplatit contre un mur, c'est qu,elle asubi de^la part du mur un choc équivalent à celui qu'elle a proàuitelle - même contre ce mur.
Si dtun bateau, à ltaide cltune corde, otr exerce une tractionsur un objet, ûxe du rivage, le bateau se rapproche au rivïge ,ûomme si du rivage on avait tiré le hateau. Côtt* force, q"i à"gi[sur le bateau par I'intermédiaire de la corde, est une rèactionégale et contraire à I'action que. I'on a exercée sur I'objet fixe,par I'intermédiaire de cette mOrne corde.
c'es_t qrl_ce à la réaction du sol que nous pouvons marcher :il est difficile d'avancer sur un temâin glisrunt.C'est Ia réaction de I'eau sur I'appur.ï propulseur d'un navire
ou I'adhérence des roues d\rne tôôomotive àvec les *ifrl q"idonne un point d'appui à Ia machine et lui permet de se aéptârËr.
94. Force d'inertie. - On appelle FoRcE p'TNERT rc la réactioneæercée pdr %n cor?s sur toute action qui tend, ù, te faire s;ortirdw repos ou ù modifier Ia aitesse ou la d,irection a,t son rnou-uernent.
Pour mettre en marche une voiture, il faut un effort plusgiand que pour entretenir ensuite la vitesse acquise. Dan's-cedernier cas, il suflit de vaincre les frottements et Iôs résistancespassives I dans le premier cas, il faut vaincre en outre la forcedtinertie.
Quand un lourd véhicule est lancé à grande vitesse, il fautune force considérable- pour I'arrêter en pôu de temps.
C'est la force d'inertiô qui explique les désastres produits parla rencontre de tleux trains ou de deux navires lanc,is a grairlevitesse.
cÉHÉnA,r.rrÉs sun rru MouvtrMIËNT BT LHs Foncus l{Pour emmancher un marteau, on frappe le manche contre un
obstacle fixe t la tête continue à se mouvoir, parce que la forced'inertie I'emporte sur la résistance des fibres du bois.
9.5. Force centrifuge. - On appelle FoRcE ctsNtRTFUGE la réac-tion eæercée per un corps contre la force qwi I'abtige ù, se rnou-aoit^ srff une airconférence"
Quand on fait tourner une pierre avec une fronde, la maineterce une traction pour retenir la pierre sur une circonférence,et la pierre réagit avec une force égale, {ui sollicite la main.Cette dernière est la force centrifuge. Ces deux forces opposéesgrandissent rapidement quand la vitesse augmente ;- ellestendent Ie cordon de plus en plus et peuvent même le rompre.
C'est la force cehtrifuge qui détache la boue des foues d'unevoiture, qrland celle - ci nnarche vite.
C'est elle qui tend à renverser la foiture ciuand celle-ci décrltrapidement une courbe de faible rayon. Aùssi, dâns ta cons-tructlon des chemins de fer, on ntadirret pas de coul.bes tropaccentuées , et I'on surélève le rail extérieur d'autant plus quele rayon de la courbe est plus petit.
. II. Mouvements.
96. I!éfinition. Il y a deux choses à considérer dans lemouvement d'un mobile : la trajectoire et la loi du mouvement.
La tneJncrolRu est le chemin suivl par le mobile. La longueurdû chemin parcouru au bout d'un certain temps s'appelle ltes-p&ce. En physique, otr prend pour unité d'espace le centimètre,et pour unité de temps la seconde.
La trajectoire est rectili,gne, circulaire, etliptique, etc. ,suivant que le mobile décrit une ligne droite r un cercle, uneellipse o etc.
Au point de vue de la ror du mouvement, celui-ci peut êtreuni,forme ou uarié.
9l7. Mouvement uniforme. - lo Un mouaeinent, est uNTFoRMEquand, les espo,ces parcourus sont proportionnels q,uæ tempsemployés ù les parcou,rir.
Alors le mobile parcourt des espaces égaur dans des tempségaux, et la vitesse est constante.
lo On appelle \zrrESSE d,u mouaemênt unùforme, llesp&ce pq,r-cou,ru pendant l'unitë de temps, ctest-à-dire pendant, uneseconde.
l9 NorIoNs suR LEs sclsNc's PHySIQUES ET NÀTUREILES
Par eremple, si une locomotive parcourt des chemins égaux
en des temps égaur, et si elle avànce de 15 mètres pendanb
chaque secônde-, on dira qu'elle se meut d'un mouvement uni-forme avec une vitesse de {.5 mètres par seconde.
Formule du mouvement uniformg. - Soit à calculer I'espace e
parcouru pendant un temps t par un Corps qui se meut d'un mouve-ment uniforme avec une vitesse o.
L'espace est proportionnel au temps. (f r, pendant chaque seconde,
le corps pa"coit"t un espace o, Donc, pendant t secondes, le corplparcourt un espace t fois plus grand. C'est-à-dire que I'on a: e:7)t,-
Tetle est la formule de I'espace parcouru dans le mouvement uni-forme.
98. Mouvement uniformément varié. - Un mouaernent est
unifMmcnt aarié quand il jouit de I'une des deur propriétéssuivantes, qui sont dtailleurs équivalentes et qui stentraînentmutuellement :
lo Quand, la t:itesse aame proportdonnellement au temps ;lo Quand, I'espace aarie proportionnellement cl,u camé du
temps.Dans le mouvement uniformément varié o la vitesse varie de
quantités égales dans des temps égaux. On appelleeccÉr,ÉnArloNla 'quantité dont la aitesse aarie pend,ant c:haque seconde.
Si ta vitesse augrnente, on dit que le mouvement est, tin'ifor-*'#"î:
Tti*:;t tiffi;i;"ii'Hilemenr esr unirormëmentretardé ( pierre lancée de bas en haut ).
Formules du mouvement uniformément accéléré. - Un coÉps
partant du repos se meut d'un mouvement uniformément accéléré
âou" une accéfération b. Proposons-nous d'exprimer la vitesse u qu'ilpossédera au bout du temps t et I'espace,e.qu'il aura parcouru pendant
ce même temPs t.{o La vitesie est proportionnelle au temps. O{t pendant_ chaque
seconde, la vitesse augménte de b, Donc r âu bout de t secondes, ehe
sera t fois plus grande. C'est-à-dire que I'on aura:o- bt
2o L'espace est proportionnel au carré du temps.
est donné par la formule: e - +
(1)
On démontre qu'il
(2)
29. Mouvement produit par uno force constante. - Une forceconstante, appli,quée seule ù un corps, lui cornrnunique un ntouue-ment un;if ormément accékir é.
En effet, pendant la première seconde , la force imprime au corpsune certaine vitesse o1 si à cet instant la force cessait d'agir, le corps,
rn vertu de I'inertie (20), continuerait à se mouvoir d'un mouYe-
CÉxÉn^l,UfÉS SUR LB: MOUVEMENT ET LES FORCES 13
ment uniforme de vitesse u. Mais, continuant à agir pendant la deuxième
,àro"Ju, ra forcà imprime au corps une nouveue vitesse u qui s'ajoute
à ù po.*iè.", â. ,oit" qu'au roùt de la deuxième seconde la vitesse
est 2u. De mêÀ" "pra, trôis secondes la vitesse est Bu. Et ainsi de suite.
Donc la vitesse croit pt"oportionnellement au temps , c'est - à - dire
t ZS I que le mouvement est uniformément accéIéré.
3O. Vitesse à un iutant donné.- Dans le mouuentent produit pûr
utue force appli.quée fl utu corps, otu appelle YITESSE A UN INSTÀNT
eUELcoNeUE io ôittttu d,u rrtouaemmt uniforme q.ui succéderait au.
tnouuentent utarùî, si, à cet instant, ta force cessait.d'agir'
si , à I'instant "ooto,
on supprime la ftrrce accélératrice, le corps..to*-
ti'ue à se mo;;"i-, *âir d'un mouvement uniforme , et avec la vitesse
rnême qu'il possédâit à I'instant considéré. pour obtenir cette vitesse t
il suffit de mesurer I'espace parcouru en une seconde dans le rfrou-
vement uniforme qui a iuccédé au mouvement varié'
8L. conditions dans lesquelles 80 produit un mouvement uni-
lormo. - Le mouvement uriiforme ne ie produit que dans deur cir-
constances :
Lo Quand, la force motrice o cessé d,'agir. Alors le corps continue
à se mouvoir d'un mouvement uniformé avec la vitesse acquise, et
untquernent en aertu de Vtnertie'2ï euand, la force rnotrice est constantment détruite par -ûnC
rdsr,stl,nce egite' et d,r,rectement opposée. Ainsi, pour q,"'1" 111t1,::
mette en m"iche avec une vitesse croissante, il faut que la locômottve
exerce une traction supérieure à toutes les résistances passives et.à la
force d'inertie qo" lui àppose le train I mais une fois que le. convoi est
lancé avec sa vi'terse regiàmentaire, il continue à se mouvoir err vertu
de l,inertie, et la locomotive n'aurait plus d'effort. à exercer si elle
nbvait p", â vaincre les divers frottements et la résistance de l'air'Pour entretenir le mouvement uniforme, il faut que la machine
développe une force qui soit constamment égale à la somme de toutes
les résistances Passives.
32. Équilibre des forces. - Ond,itqueql"tryrt forces appliquées
àunrnênæ "iipr sontnx ÉeurLrBRE toriqu'àll,esn'ont oucune influence
sur l,état d,e repos ut, de nxoq,aernertt de ce ctrpt.Aigsi, quand le corps est en repos, elles le laissent au repos' -Quand
le corps est en mouvement, etlôs ne modifient ni I'intensité ni la
direction de sa vitesse.
III. F'orces.
tl:|. Définitions. on appette FoRcE toute cs,use capable de
prad,uire ou, d,e moili,fier un rnouaement (21)' -.Dans une force, ii y a trois choses à considérer : le point
d'applicatipn, la ditection el l'intensité'
l& NoîroNs suR rss soIaNCDs pgysreuus ET NATURELLEs
Ln polxr DtAPpLICATIoN d'une force est Ie point sur lequel agitcette force.
Le DIRECTI0N n'uNE FoRcE est Ia ligne droite sur laguelle cetteforce tend à déplacer son point, d'apllication.
Ltll'ltnNsIrÉ d'une force es[ Ie rapport de cette force à uneautre force prise pour unité.
L'unité usuelle est le kilogramme. Alors I'intensité d'une.force est Ie nombre qui meslrre cette force en kiiogra**u*.
On dit, par exemple, uneforce de 3 kilogramrnes, uneforce de 75 kilogrammes, eta.
Au,iourd'hui I'unité de forceacloptée en physique est uneforce très petite appelée d,yne
B (d'trir mot grêc qof veut ài"erorce ). Un gramme vaut ggldynes à Paris, une clyne vatitdonc glf ou l*g ,01g, soitun milligrarnme environ,
Fig. {. - Dyilamomêtres.
grande. Ltintcusité se liI sur unemomètres les plus communs sont
84. fr[esure do I'inténgltédes forces. - On mesûre lesfofces à I'aide d?instrumentsappelés dynamomètres. Laforce appliquée au dynamo-mètrc fait subir à un ressortune flexion plus ou moinséchelle gracluée. Les dyna-
les pesons ({ig. { ).
'1 .r
';cr.\*
3s. Représëhùât'lon iles fôfcës. On représente une forcepar une flèche : ltettrémité opposèe à lâ pointe est le point iop-plication de la force. Lê Èens tle la flèChe indique lâ d,irecfiànde la force. Enfin, la longueur de la flèche est proportionnelleà l'intensi,té, de la force; par exemple, chaque'centimètre ouchaque millimètre peut représenter un kilogràmme.
36. composition des foroeg, Conaposnn d,es forces, c,est,trouaer leur résultante.
On appelle nÉsulreNrs de plusieurs_.for9es la force uniqnc quipeut les remplacer toutesl c'est-à-dire la force gui prôAoit aelle seule le même effet que toutes les autfes enuemble.
{o Foncss coNcouRANTEBr i-;- Lu résultante rhe d,euæ forcet
Dyi'tamomêtres.
eÉxÉntrttÉs suR LE MotlvElrENT Er LEs ['oRcug t5
conaournntes ost représenté,e pûrgrcxrnme construit sur ces deuæ
forces.Ainsi (lig. 2), la résultante
des forces AF, AF, est la diago-nale AR.
2o FoncES pÀRÀr.LÈrss nn uÊuusENS. - La réwltante de dewæ
forces parallèles de mênne sensest parallèle ù ces forces, de
Soient deux forcesLeur résultante R estmême sens, et I'on a :
et
la eliagonale du parallélæ
TR--'7'rr/s' ,'
-./ I-t,
II
/
ÂFig. 2.
Parallélogramme des forces.
même s&ns qw'elles, ct égale ù leur sorwne.Son point d'application diaise læ droite qui jaint les points &'ay
plication des datæ autnes, en raison inaerse de leurs intensités.
Fig. l. - Composition des forcee parallèles.
parallèles et de même sens P, Q (fig. 3 , M ).parallèle à ces forces, elle est dirigée dans le
ft ,P*Q,CAOe-B-:F'
3o FoncES paRÀr,r,Èlns DE SENS coNTRArREs.--Lqrësultante de derwforces paral,lèIes de sens contraùres est parallèle ù ees forces , dusens de la plus grande et égale à leur diffërence.
Son poi,nt d,'applieation est situé sur le prolongenlent de lo, droi,tequi joint les points d'apph,cation des deu* autres forces , du côté d,e
la plus grande, Enft,n, ses dastances auæ points d'appli,cation d,es
contposantes sont era ratson inuerse de leurs intensr,tës,
Soient les forces parallèles et de sens contraires P, 0 (nS. 3, N).Leur résultante R êst parallète à ces forces du sens de la plus grande,et I'on a:
et
R-p - e,CÀATE-:F.
t6 NorroNs suR LEs scrpNcns puysreurs ET NÀTURELTEs
4o CoupLE. _- On appelle coupLr un système d,e d,euæ forces para,l-lèV!, Qgales, de seræ eontraires et nom d,i,rectement opposëes,
Un couple n'a pas de résultante,Il tend à produire un mouvement de rotation. .
87. Travail d'une force. - lo On appelle rnwArL d,'une force leprodui,t de l'i,ntensr,të d,e cette force pài le chemr,n d,écri.t par sonpolnt d'appli,cation dans la directi,on d,e la force.
Soit une force F, dont le point d'application s'est déplacé d'une lon-gueur e dans Ia direction même de la force. Le travail 6 effectué parcette force est :
G-F.e (t)Ainsi, le travail d'une force est proportionnel à cette force et au
chemin qu'elle fait parcourir à son point d'application.2o Si un corps est sollicité par une puissance (ou force motrice ) et
par une résistance (ou force résistante) , la première force produit untrauai,l rnoteur, la seconde un traaail reisi,stant. On suppose que lecorps se déplace dans la direction de la puissance, et en sens con-traire de la résistance.
3' L'unité de trauail est le trq,aail effectué pûr l'uni,té de force surl'unité de longuet/cr,
Dans la pratique, on prend pour unité de travail le rlr,ocRAMMÈrnr.Le leilogra,mmètre est le trauail effectué pûr une force de 7 kilo-
gr&rnrne su,r une lortgueu,r de 7 mètre.
Énergie On appetle ÉNnnorn toute capacité d,e prod,utre d.utrauanl. Les principales formes de l'énergie sont: l'ënergr,e mëca-niqwe, la chaleur, la lumi,ère et l'électri,ci,té,
L'énergie d'un corps ou d'un système de corps est mesurée par laquantité de travail qu'il est capable de produire.
La loi la plus générale rlu monde physique et la plus utile pourl'étude approfondie de la physique moderne est le pHlucrpn DE LA coN-sERvarIoN DE L'ÉNERcrE. On peut le formuler comme il suit :
Quels que sotent les phénomènes qui se produi,sent dans un sAs-tème de corps, I'énergie perdue par les uns est toujours égate ùI'énergie gagnée par les autre$r' de sorte qae l'énergâe totale du sys-tème est absolument inaariable,
ainsi, rien ne se perd et rien ne se crée en fait d'énergie. Il y aseulement des transformations d'énergie. Quand une forme d'énergiediminue, une ou plusieurs autres grandissent dans la même -propôr-
tion I mais l'énergie totale reste constante.
QunsrroNNArRE. - Qu'est-ce que la mobilité, le repos, le mouvement? -Comment constate-t-on le mouvement d'un corps ? - Le mouvement constatéest-il absolu ou relatif ? - Qu'est-ce que I'ineitie f - Énonc en le principe deI'inertie. L'inertie dans le mouvement n'est - elle pas contraire à I'expé-rience ? - Citez il,es eæemples d,'inertie d,ans l,e repos, d,'inertie d,ams le mow-oernent. - Qu'est-ce qu'une force ? - Qu'appelle-t-on puissance ? résistance ?Exempleg de résistance. Enoncez le principo de la réaction. - Citez desctemples de réaclion. - Qu'oppelle-t-om force il'inertle? Eæemples. - Qu'est-cc
CHUîE DES CORPS T7
que le force centrifuge ? Eremples de force centrifuge. - Combien de choqps
y a-t-il à considérer dans un mouvement? - Qu'est-ce que la trajectoire? -Qu'est-ce qu'un mouvement uniforme? - Qu'appelle-t-on vitesse d'un tnouvo'ment uniforme ? - Qu'appetle-t-on lnouVement unifot'mément variÇ ? - Qu'ap-pelle-t-on accélération d'un mouvement uniformément varié ? - Quel' est l"effet
d,'wne force constante ? - Dams qwelles circonstances wn rnowuernemt wniformepeut-il, se prod,wire ? - Qw'a,trtpell,e-t-ott, tsitesse à un instamt d'onmé.? - Quelssont les éléments d'une force ? - Qu'est-ce que I'intensité tl'une force ? - Quellerest I'unité de force ? - Comment mesure-t-on I'intensité d'une force ? - Com-ment représente-t-on les forces? - Qu'est-ce que la résultante de plusieursforces ? - Comment trouve-t-on la résultante de deux forces concourantes ? dedeux forces parallèles de même sens ? d,e il,ewæ forces paratlèles d'e sons corù'traires ?
-Qu'eSt-Ce çIxr'wù COwpl,eT - Qw'est-ce que Le traaail,d,'ooneforce? -Qwll,e est tiwnité il'e trauail,? - Qwest-ce qwe l'ënergie? - Qwelles scn't lesprimcipol,es formes d,e l,'énergie? - Emoncez I,e principe d,e l,a conseraqrtWf, ful'émergie
Exsncrcns. - 1. Une locomotive a parcouru 315 km en l0 heures, quelle est sa
vitesse par seconde ?
2, Un chasseur tire nn coup de fusil, &u Ioin dans la plaine I on n'entend ladétonation que 5 secondesaprès. A queile distance se trouve-t-on du chasseur,sachant que le son parcourt 34O* par seconde?
3. L'accélération d'un mouvement uniformément varié est 25 cm. Le corpspartant du repos, quelle sera sa vitesse au bout de 2 minutes ?
4. Deux forces égales sont appliquées au même point. Déterminor, par uneconstruction géométrique, puis par Ie calcul,la valeur de leur résultante, en sup-posant l'angle qu'elles forment successivement égal à 0o, - 60', - 90', - 120',
- 180'.5. Les intensités de deux forces sont représentées par 8 et 12 kilog., l'angle
qu'elles forment égale 90". Trouver leur résultante.6. Deux forces parallèIes de même sens ont des intensités représentées par
5 et par 9, la distance de leur point d'application est 4u 2m,25. Déterminer l'in-tensité et le point d'application de leur résultante.
7. Sur une droitê, à une distance de t', sont appliquées des forces parallèlesde 5r. et de 3t, trouver la résultante et son point d'application. t' Les forces sontde même sens; 2' elles sont do sens contraires.
CHAPITRE IICHUTE DES CORPS
38. Attraction universello. - .t'ettne,crloN est Ia proprié,të,que semblent posséder tous les corps de s'attirer rnutuellement.
Lor ns NuwroN. - Deu,æ corps matériels quelconques s'q,ttirenten rq,ison d,irecte de leurs fncrssr-lg, st en ra,ison inaefse du, ceméde leur distance r.
r Le mot attra,ctiotu n'est qu'une expression tgurée servant à désignet la cawscinconnue d'vn effet connu.
En réalité, les corps ne s'attirent pas, puisgue La matièro est inerûe.
2 lf 'r,'vl
{8 NorIoNs sun Lr:s scrrlNcss puysreuns ET NÀTURELLEs
3{}. Pesanteur. - La pesanteur est la force qwi sollicûe tousI'es e?rps Ders le centre d,e la terye. ce noest qurun cas particu-lier de I'attraction universelle.
^ La pesanteur dtun corps est caractérisée, comme toute autreforce, par son poi,nt d,'applicution, sâ d,irection et son inten-sttë.
I'o Son point d'application se nomme le cENrfiE DE GRAvrrÉ ducorps. (Voir no 45. )
lo La direction de lalaquelle.un corps tornbe
Fig. /1.
Direction de la pesanteur.
pesanteur est la ligne droite suivantlibrement. On la nomme vERTTcALE.
La oerticale diun lieu est déter-minée par la direction du fil à plomb.Illle est perpendiculaire à la sur-face des eaux tranquilles. C'est ceque I'on vérifie en tenant un fil àplomb au-dessus dtun vase contenantdu mercure (fig. 4). On constate queI'image du fil coïncide avec le pio-Iongement de ce fil.
La propriété du fil à plomb estutilisée en maçonnerle pour vérifiersi un mur est vertical. Le niaeau dernd,çon, gui permet de vérifier si unplan est horizontal, est fondé aussisur I'emploi du fil à plomb.
Les verticales de deux lieux éloi-gnés ne sont pas parallèles , car ellesvont se rencontrer au centre de 'laterre. Les verticales dtun point quel-conque et de son antipode sont direc-tement opposées. Mais les verticalesde deux points voisins sont sensible-
Quand noustatons an fai,t eæpérimemtar, dont Ia cause nôus eôr,uppe.rl remblerait rationnel d'attribuer simplement un nôm à I'oIIet connu I mais, enpersonnifiant pour ainsi dire la causoignorée, on obtient des énoncés quiîontmieux image et qui sont plus commodàs pour relier entre eux les faits. Tou-tefois ' pour que cs langage conventionnel nà prète à aucune équivoque, il fauttoujours rétablir mentalement les sous- entendus.
Dire qae yaimamt attire l,e fer, cela signilTo simplement quo towt se passecoMME si l|aimant attirai.t te fer.rl en est de mêmo pour touto autre hypothèse explicativo. par exemple, l,exie-tence d'es mol'écwles et des qtotnes. est hypothétiquô ; mais tout se pass€ coMMEsi les atornes et l,es rnolécwles existai*ni rgettement, avec lee propriétés gu,onleur attribue,
CH{'TE DES CORPS TS
ment parallèles, car la distanoe de leur point de' concoursest égale au rayon de la terre , c'est-à-dire à 6 366 hilomètres ;
distance immense comparée à celle de deux points voisins.go Intensité de la pesanteur d'un corps. On appelle PoIDs
d}rm corps la résultante de toutes les actians ç{re Ia pesanteurùæerce sur ce corps.
Chaque molécule est sollicitée verticalement par une petiteforce ; toutes ces petites forces, sensiblement parallèles, ont unerésultante dont le point, doapplic;ation est le eentre de graaitë etdont I'intensité est appelée le poid,s du corps.
On mesllrc le poicls tl?un corps au nt -; [911 de la balance(56) , du dynamomètre (34) ou d'utl autrc instrument de pe-sago (60).
/tû. Lois de la chute des torps dans te vi.de. - Un corpsentraîné par la pesanteur éprouve de la part de I'air ulte résis-tance très variable suivant les circonstances. I)our étudicr I'efïebde la pesanteur seule, il far.it éliminer la résistance de I'air ouopérer dans le vide.
Lre l.,or .T)nns le utde, tous les corpstotnbent ct'uec la mêmeaitesse.
l,e Lot, Lc rrtowryeftzen t de la, clt,ute tl,''tt'tlcorps est u,nifortnément acccjlë,ré , c'est - à - cl ire A
clr'il satisfait aux lois suivantes :
a) .[or DF]s rlspACEs. * Les espd,ces parcau,rLtssont proportionne"l,s an(æ ca,rrtis des temyts ent-ployés ù les pur"coLt?"ir.
b) Lor Dris \:IrEssES. - Les aùtesses a,c(luises ù,
diuers instants sottt proporttonnel.l,es ctuæ ltmpstlc chute.
On r'érifie la première loi au moJen tl'un longtube cle verre appel é tube cle l{ewfoiz (fig. 5).
On introduit dans ce tube des objets de den-sités très différentes, comme une plume cl'oiseauet une balle de plomb, puis on fail le vicle dansle tube. L'expérience étant ainsi préparée , onplace le tube dans ulte position verticale, puison le ret,ourne brusquement : les deux objetstornbent, et lton constate qu'ils arrivent ensembleau fond du tube.
La seconde loi se vérifie alr moyen cle la ma-chine d'Atwood (prononcez Atotccle).
rig. 5.Tube de Newtono
,{i .'.ir'
20 NorroNs suR LEs scrnNcps pHysrQUES ET NaTuRELLEs
4ll. tVtaétrine d'Atwood. La rnachine d,,Atwood a pour but deralentir la chute d'un corps pour en étudier plus facilemônt les lois.La vitesse est ainsi modifiée, mais la nature du mouvement reste lamême. Cette machine se compose essentiellement d'une poulie trèsmpbile A (fig. 6), sur laguelle pilsse un fil, aur extrémiiés duquel
Fig. 6. - Machine d'Atwood,
Â. Poulie dont I'axe repose sur le point de croisée de deux couples de rouesmobiles. - C. Chronomètre, avec son pendule. O. Curseur annulaire;c, curseur plein, - P. Grande masse; p, masse additionnelle.
sont attachés deux poids égaux P, P qui se font équilibre dans toutesles politions. Un petit poids additionnel p entrainè, d'un mouvementlent, le poids P le long d'une règle divisee, et l'on cherche où il fautplacer_ le curseur C pour anêter la chute après une seconde, deuxsecondes, etc.
Vé(ficati,on de lq, loi des espcr,ces. Supposons que pendant lapremière seconde le poids P, chargé de la masse addiiionnelle p , ait,perconrtt dix divisions ; on trouvera I ponr les espaces parcourus pen-
CHUÎE DES CORPS
dant deux secondes, trois secondes, etc. , lesle tableau suivant :
lttnombres consignés dans
TEMPS DÉ CIIUTE I*l5lEl::lnl::l:r| 10><1 | {0><2r | {0x32 | 10x42
Position du curseur.
Espaces.
On voit ainsi que les espaces parcourus sont proportionnels aurcarrés des temps de chute.
Véri,ficati,on de la loi, des aitesses. - La vitesse à un instant donnéétant l'espace parcouru d'un r,nouvement uniforme. pendant une seconde,après qu_e la force a cessé d'agir (30), il suffit, pour en connaitre lavaleur,
- de placer le long de la règle un curseur annulaire o quienlèveJe poids aclditionnel après une, deux, trois... secondes de chute,et de chercher où il faut placer le curseur plein pour arrêter Ie poids Pune seconde après l'enlèvement de la masse additionnelle. Si fespaceparcouru avec la masse additionnelle pendant la première seconde estreprésenté par 10 divisions de l'échelle, on obtient les résultats indi-qués dans le tableau suivant :
On voit ainsi que la vitesse acquise après une, deux, trois secondesde chute, est proportionnelle au temps de chute.
Formul€s. : A Paris, I'accélération due à I'action de la pesanteurest 981c. ; on la représente ordinairement par Ia lettre g.
La vitesse acquise et l'espace parcouru par un corps après un cep-tain temps t de chute sont donnés par les deux formules (28) :
a:gtotz
Il suffit donc,-pour avoir .;;n ou cet espace en cenrimètres,de remplacer, dans ces formules , g par g8t.^ ei t par sa valeur en;econdes.
ÎEMPS DE CHUÎE
Position du curse"- ;ffiir":r: : : : :
Espace compris entre les deux curseur$.
Vitesses,
ts
{030
20
ou
20x{
t1s
{60244
80
ou
20x
ts 13.
4019080 | 150
trD | 60
oulou20x2120x3
22 NorroNS sun tns ,rrr*rr* pnysreuns ET NÀTURETLES
49. Chute des corps dans I'air. Dans I'air, la chute descorps n'est plus soumise aux lois générales. Elle s'en éloigned'autant plus que les corps sont plus légers ; cela t ient, à larésistance de I'air. Un disque de papier et un disque de métalde mêmes dimensions tombent, séparément, avec des vitessestrès différentes ; si on les superpose, le papier en dessus , ilstombent avec la même vitesse, parce que, dans cette secondeexpérience, le papier est soustrait à la résistance de I'air.
Pour les corps légers, Ie mouvement de chute est d'abordaccéléré, puis il devient uniforme , parce que la résistance deI'air augmente avec la vitesse et qu'elle finit par annuler I'accé-lération due à la pesanteur.
C'est la résistance de I'air qui sert tle point d'appui à I'oiseaupour voler et à I'aéronaute pour effectuer sa descente en parachute.
On I'utilise dans certains régulateuns à ailettes.
On constatc rJue, pour un mêrne pcntlult', lit durée des oscillaiionsrcslc la mêmc c;ut-.lle que soit I'arnpliludc, poLlrvu quc celkt-ci nedépasse pas 2 ou ii clegrés. C'esb l:r raison tlc I'crnploi du penclule pourréguXariser lc mouyemcnt des horloges. La tlurtie d'oscillaLion varieavec la longueur du penclule, c'est pourguoi les horloges retardent ouavancent suivant clue le pcnclule s'allonge ou se raccourcit.
C'est au moyen du penclule cluc I'on a cle[ertniné la valeur tle I'accé-lération g clue à la pcsant,cur.
/+/*. Lois du pendule. -_ Pour les pctites oscill;ll,ions, clont l'am-plitude ne dépasse pas 2 ou 3 degrés, llr durée t d.e cltaquc oscilla-tion est donnée par la formule :
/tt -
n[ / -:-vg
[e3. Pendule. Le pendule si,rnple est constitué par une massepesante suspendue à un point flxe par un fil de poids négligeable.w,-1 o,lJ,f,if1ïn.1f,J,'îlllili,f'j;.ï.Jïlw4!
/]Y p:rr exemple , et qu'on I'abandonne ensuite
/ l \ ir lui -rnêrne, il se rnet ri osciller. En effet,
/ I \ son poirls est nne forcc P/ cJui perrt se dé-t/ | \ composer en derrx autrc.s : I'nnc Il'C,, qui a
/ | \ porlr cfft t dc tcnrlrc le lil, et l'aulre B"I, trrn-
/ I \r gcnte à I'arc Il'Il'/ et clui tend à le ramener
R,/ I \*,, dans lir positiorr À8. En vertu dcr la vitesse"-d, -" ltt --r9- acrltrisc dans ca lTlouvement, il tltlpasse lell ,iù=---9"--rr'\ lt.. poini, i,| et rerrronle en B//, puis rcvient sur
i | ! | t'. I t, lui-rnême, et ainsi de suite. 11 cn résulteô".U, ,L 't;'b' r,,rc seiric t\'oscillnlions tle part c[ cl'autro tlelP {' P" Ia vcrticale AR. On appell-c ann'rtli ,ut\e d"es
Fig T *pendu,e ;:i:liï1li: ';iiîi: i3Jih'*ï:ffîi'fi:
THUÏT{ DES CORPS
dans laquelle n désigne le rapport de la circonférence au diamètre,I ia longueur du pendule, et g I'accélération due à la pesanteur (c'est-à-dire le nombre g8{ ).
D'après cette formule :
1" I.,ur petites oscillations sont osochrones (d'égale durée).2o La durée de l'oscillation est proportionnelle à la racine carrée
de la longueur du pendule, et in'versement proportionnelle à la'racinecarrée de I'accélération de la pesanteur.
3o La durée de I'oscillation est indépendante de la substance du pen-dule (autrement la forrnule contiendrait la densité de cette substance).
QussrroNNAIRE. Qu'entendez-vous per attraction? Énoncez la loi dela gravitation universelle. - Qu'est - ce qug Îa pesanteur ? Quelle est sa direc-don ? Qu'appelle-t-on poids d'un corps ? Énoncez les lois de la chute d,os corps.
- Avec quels appareils les vérifie-t-on ? - Qwel, auantage présente la rnachi.ned"Atwood ? - Lo il,écrtre et il,tre comment on aérî.fie: l. to loî, d,es espaces i2' La troi il,es oitessas.
Qwel'l,es sant les formwl,es relatiaes à ta chute d,es corps ? - Pourquoi lescorps ne tombent-ils pas également vite dans l,air ?
Qu'est-ce que l,e pemd,al,e? - Qw'appel,l,e-t-on am,ptitwitre il,es oscillatioms ? -Quell,es somt les l,ois il,w pemd,wte ?
ExnncrcEs. - {. Quel temps mettra un corps pour tomben au fond d'un puitsde 400- de profondeur ? (g:9.,8.)
2.. Quelle est la vitesse d'un corps qui est tombé en chute libre d'une hauteurégale b celle de la flèche de la cathédrale de Rouen ({b0.) ?
3. Une pierre, tombant dans un puits, n'atteint la surface do I'eau qu'après 7,5secondes. Trouver la profondeur du puits (g-9,80g).
4. Une pierre tombe au fond d'un puits de mine, calculer les espaces qu'elle par-court pendant Ia première, la deuxième, la troisième et la quatrième second,e.Trouver la valeur de I'accroissement constant de I'espace qu'ellè pareourt pendantchaque unité de temps (g:9,8).
5. Dans une expérience faite avec la machine d'Atwood, I'espace paxcouïu pêll-dant la première seconde est mesuré par 8 divisions. Faire le iableàu des valôursque I'on devra trouver pour les espaces parcourus et pour les vitesses acquisesau bout de {. , 2, 3, 4 secondes de chute, dans les expériences à I'aide des-quelles on véri{ie la loi des espaces et celles des vitesses. '
-6_. L" masse pesante d'uno rnachine d'Atwood parcourt 20 divisions dans la pre-
mière seconde. Combien parcourra-t-elle dans la troisième, Ia cinquième et la iep-tième seconde ?
7. Dans une expérience de X'oucault, la longueur du pendule était de @ mètreg.Quelle était la durée des bscillations ?
8. Quelle longueur faut-il donner à un pendule pour qu'il fasse 7 oscillationspar secondes ?
r/
?,4 NorroNs suR LEs scrpNcus puysreuns ET NATUREr,r.ns
CHAPITRE IIIÉQulrrBRE DES sorrDgs
45. Centro de gravité Le cENTRE DE cnevrrÉ d'un corpsest le point d'application de la résulta,nte d,e toutes les actionsque la pesanteur eæerce sur ce corps.
Pour déterminer expérimentale-ment le centre de gravité d'un corpsABC ({ig. 8 ) , on le suspend succes-sivement à I'extrémité d'un fil pardeux de ses points, A et B ; la ren-contre des prolongements du Iil ,dans les deux expériences, donne lecentre de gravité G.
lo Le centre de gravité d'une lignedroite est en scur milieu ; celui du pé-rimètre d'un polygone régulier, d'uncercle, dtune ellipse, est à leur centrede figure ; celui du périmètre d'unparallélogramme est au point de ren-contre de ses diagonales.
lo Le centre de gravité de la sur-face d'un polygone régulier, d'un
cercle, d'une eilipse, d.'une sphère, d'un parallélépipède, coïncideavec le centre de figure.
3o Le centre de gravité du volume d'une sphère, d'un parallé-lépipède, est à leur centre de figure.
46. Condition d'équilibre d'un corps mobile autour d'unpoint fixe ou d'un axe fixe.
Pour qu'un corps pesant, mobile autour d'un point ou d'unclæe, soit en équilibre, il faut çlue la aerticale du centre de gra-aité rencontre ce point ou cet q,æe.
L'équilibre de ce corps peut être stable , instable ou indi1 -
férent.47. Équilibre stable. - L'équilibre est stable si le corps légè-
rement dévié de sa position y est ramené par la pesanteur. Dansce cas, le centre de gravité est au-dessors du point ou de ltaxe
Fig. 8. - Détermrnation expéri-mentale du centre de gravité,
Éeurrjsnn DEs sorrDns 25
de suspension et le plus bas possible. Eæ... un pendule, un filà plomb, une cloche suspenduè.
Le p_elit équilibriste de la figure g est en équilibre stable, grâceaux sphères pesantes p et p, , dont lepoids doit être suffisant pour gue lecentre de gravité de tout le systèmemobile soit plus bas que la plateformequi sert de point d'appui.
.-48. Équilibre instable. Ê L'équi-libre est instable lorsque le corps,légèrement dévié de sa position, €rest écarté davantage par la pesan-teur. Dans ce cas, le centre de gra-vité est au-dessus du point ou de ltaxede suspension (fig. {0). Eæ... ltn cônereposant sur sa pointe.
{9. Équilibre indifférent. - L'équi-libre est indifférent lorsque Ie corps,dérangé de sa position, demeure enéquilibre (fig. {0). Dans ce cas, le centre de gravité est situéeractement au point de suspension ou sur ltaxe fixe. Eæ... ulleroue de voiture nrobile autour de son essieu.
Fig.Équilibre instable. Eguilibre indilférent.
{0. - Di{férentes sortes d'équilibre.
Il y a encore équilibre indifférent lorsque, pendant ;es chan-gements de position du corps, son centie de gravité reste surun même plan horizontal : par exemple, une sfhère placée surun plan horizontal.
L'équilibre indifférent est recherché dans la plupart desmachines animées d'un mouvement de rotation : dans lôs roues,les volants, les balanciers , le centre de gravité doit être situéeractement sur ltare de rotation.
Fig. 9. - Équilibriste.
26 NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NATURELLES
80. Conditions d1équitibre d'un corps reposant sur un plan.
Pour qw'un corps reposant sur un plan, soi,t en équiltbre, tI
faut qu; le plan soit horizontal, et que la u.erttcale du centre'd,e
grâuitë timbe ù, I'intérie%r du polygone dlappui.Le potygone d,'appu'i, ou base de sustentatiora d'un corps, est
un potygone convexe, enveloppant tous les points communs au
corpr ôf-uu plan, et dont chaque sommet est I'un de ces points. Latoui penchéè ae Fise ne tombe pas, parce que la verticale de son
centre de gravité passeà I'intérieur de la base.Ctest pour une raisonanalogue qu'un hommechargé modifie sa sta-tion suivant la positiondu fardeau. Un bille esten équilibre sur un planhorizontal, car la ver-ticale de son centre degravité passe toujourspar le point de contact
Fig. {1. - Conditions d'équilibre d'un corpsrepdsant sur un Plan.
avec le plan.Dans la figure ll , les deux cylindres de gauche' superposés
de manière que leurs axes soient sur le prolongement ltunde I'autre , né peuvent être en équilibre, car la verticale GP du
centre de gravité tombe en dehors de la base de sustentation.Les mêmes cylindres, disposés comme à droite de la figure, s0
tiennent en équilibre.La stabilité d'un corps est d'autant plus grande, Qtro le
contour du polygone d'appui est plus éloigné de la verticaledu centre de gravité, et que celui-ci est moins élevé au-dessus
du plan horizontal. Une voiture est d'autant plus stable, {uêIes ioues sont plus écartées et que le centre de gravité est plus
bas ; c,est pourquoi les voitures de foin, les diligences chargées
de bagages ont peu de stabilité.
eussgoNNÀrRp. - Qu'est-ce que le centre de gravité d'un corps? - Comment
le détermine-t-on expérimentalement? - Où se trouve le centre de gravité d'une
ligne droite, d'un cercle, d'une sphère, d'un paralléIépipède? - Quand l'équilibrediun corps est-il stable ? instable ? indifTérent ? Donnez-en des exemples. - Quellessont leg; eonditions d'éguilibre d'un corps reposant sur un plan ? - De quoi
dépend la.stabitité de ce corps? - Qu'entend-on par polygone d'appui ?
T{ACHINI]S
CHAPITRE IV
STACHINES
Sf . But des machines. - Zes uecrrrNps sont des instrumentsdestinés à, transmettre l'actian des forces.
A I'aide d'une machine convenablemont choisie, oD peut,
modifier à volonté les forees et les aitesses. Ainsi r âu moyend'une machine appropriée, un homme peut soulever un poids{0, {00, I 000 fois plus grand que sa force musculaire I d'autrepart, il peut communiquer, à une roue par exemple r ttr mou-vement {0, {00, { 000 fois plus rapide que le mouvement de sonbras.
On conçoit donc que les machines rendent possibles beaucoupde travaux que I'honnme ne pourrait pas effectuer sans elles.Dans l'emploi des machines, le but à atteindre est toujours lemême : obtenir un effet déterminé, le plus simplement possiblgavec les moyens dont on dispose.
TnlxslugsloN DU TRAvaIL. : Dans toute rnachtne, le trauailmoteur est égal, a,u trauar,l rësista,nt,
D'après ce qui précède, une machine peut multiplier à volonté lesforces et les vitesses, mais eile transmet toujours intégralement letravail l c'est-à-dire que le travail total , effectué par une machine, estexactement égal au travail que I'on a dépensé pour la mettre en mou-vement. Par exemple, pour effectuer un travail total de 75 kilogram-mètres, à I'aide d'une machine quelconque, il faut toujours dépenserun travail de 75 kilograrnmètres pour mettre la machine en mouye-rnent.
Le trauatl résistanf eomprend le trauatl utile, c'est-à-dire celuiauquel la machine est destinée, et le traaail passi,f, absorbé par lesfrottbments et autres résistances passives. Comme le travail passifn'est jamais nul, même dans les machines les plus parfaites , il s'en-suit que le trauail uti,le est toujours plus petit que le travail moteur.
te principe de la transmission du travail dans les machines n'estqu'un cas particulier du principe de la conseraationdel'énergr'e (37) :
l'énergie dépensée pour produire le .travail moteur est équivalente à
l'énergie emmagasinée dans la machine et qui produira le travailrésistant.
59. Équitibre d'une machine. - Quand une machine est 8ol-licitée par deux forces, pâr eremple un poids et un effort IDUs-
fi
28 NorroNS sun tns scn:NcES puysreups ET NATunutrr:s
culaire, Itune de ces forces prend le nom de purssÀNcn, Itautrecelui de nÉsrsrANcE.
On dit qu'une machine est nx ÉqurLrBRE sour,s l'action de plu-sieurs forces :
1o Quand elle demeure en repos (équilibre statique ) ;2o Quand' elle est animée d'un rnouaernent uniforme (équilibro
dynamique ).On appelle coNDlrrrox o'ÉpurLrBRE dtune machine, sous I'action
de deux forces , le rapport qui doit erister entre la puissance etla résistance pour que la machine soit en ëquilibre.
La condition d'équilibre est la même pour l'équilibre statique etpour l'équilibre dynamique I mais tandis que les foices ne produisentaucun travail dans le premier cas, elles travaillent I'une et I'autredans le second cas.
53. Levier. - Le LEvIER est une barce rï,gide mobile autourd'un point fræt. Le point se nomme porNr DtAppur.
Fig. 72. - Levrer (pince de maçon).
A , puissance ; C, point d'appui ; It, résistance.
On appelle BRAs DE LEvTER d'une force, la distance de cette
force au point d'appui I c'est-à-dire la perpendiculaire abaisséedu point d'appui sur la direction de la force.
Poun qutuN LEvIER solr EN Équluertn, il faut çrue la puis-çance et la résistance soient en ruison inuerse de leurs bras dc
leaierl ctest-à-dire q%e Ie produit de la puissa,nce p&r son brasde leuier soit égal cnu produit de la résistance pa,r son bras de
leaier.Par exemple , si le bras de levier de la puissance est 2, 3,
4 fois plus grand que celui de la résistance, la puissance est2, 3, 4 fois plus petite que la résistance.
Si les bras de levier sont égaux, les deux forces sont égales.
En effet, si le levier est en équilibre , le travail moteur est égal au
travail résistant (5t); c'est-à-dire que le produit de chaque force
IWÀCHINES TS
Dar le chemin de son point d'application est constant (3?).91'si le
tr"r- a. levier de la pùissance -eit
n, fois plus grlnd q-ue celui de la
,erirtu^ce, le chemin de la première force est n fois plus grand que
celui de la seconde. Donc la première force est zr, fois plus petite que
la seconde.
84. Genres de leviers. - On distingue trois genres de leviers,
suivant la position du point d'appui relativement aux forces.
1er genre, Le point d"appui est entre la pwssd,nce et la rësis'tq,nce.
Eæemples : La pince du maçon (fig. -L2-)_,
les balances. Les
ciseaux Lt læ tenàiiles présentent un double levier du premier
genre.
le gerrre. Le point d'appui est.eætér''i,eur &uæ forces et du
côté ile la résistance."Alors la résistance est entre la puissance
et Ie point d'aPPui -
Eiemptes i [e couteau de boulanger, la brouette ' une poutre
que I'ori soulève par ule extrémité, une rame qui fait mouvoir
onr barque. Le caise-noisette est un double levier du second genre.
Ordinâirement, dans les leviers du second genre, le bras de
levier de la puissance est plus grand que celui de la résistance'ce qui favorise la Puissance.
$e genre. Le point d'appui est eæténeuf s'uæ forces^ et du
côté d,"e la pui,ssance. Alors la puissance est entre la résistance
et le point d'aPPui.Eæemples :'l-a pédale, les membres de lthomme et des ani-
maux , les pincettes ( levier double ).
eunsrroNNArRg. - Qu'entend-on par machines? Quel est leur but ? - Qu'est'o"!o'oo levier? - Qu'àppelle-t-on bras de levier? - Dans quel rapport sont la
pui.rance et Ia résiitanôô dans un levier en éErilibre ? - Quels sont les diffé'
ients genres de levier? Donnez-en des exemples'
Exnncrcns. - 1. Un poids de trois kitogr. est attaché b I'extrémité d'un bras
de levier qui a25 cent. Quelle longueur faut-il donner à l'autre bras pour
faire équilibre à deux kilogr. ?
2. Un levier a 1,- de long. Le point fixe est à 0',33 d'une extrémité. Quelleforce faudra-t-il appliquer à I'extrémité du petit bra.s pour équilibrer 100 kilogr.à I'extrérnité du grand bras ?
B. Un ievier à bras égaux, mobile autour de son milieu, est divisé en dix seg-
ments égaux: on suspend d'un côté une bilte à une distance l. , deux à une dis'tance dôuble, trois à une distance triple. Combien de billes faut-il suspendre à
I'extrémité de I'autre bras du levier pour obtenlr I'équilibre ?
r(")urbrrc^rÇh
h.r^- )JÀ"*ù,'*',* t 1* k/'à'L l*-t*"' -^/lLtL-1-"i''-'*-<r,--) 2^
I
30 NoïroNs sulr LEs $ûirrNchs psïsreur:s Br NATURELI.Ëg
CHAPITRE V
TA BAT,A.NCE
s5. lilesure des poids. : Mesurer Ie poi,rrs d,,un corps, c,esttrouaer le rq,pport qui, eæiste entre le poid,s d,e ce corps et lepoids d'un autre corps, choisi, pour unite d,e po,ùd,s.
_ on prend pour unité de poids le cRÀMME , c,ést-à-dire le poidsdtun centimètre cube dteau pure à 4o.
Fig. dB. - Balance.
-. A proprement parler, le poiels d'un eorps en grammes est.ce queI'on appelle la ltasss de ce corps ; elle cst mesurée a\rec la balanle.
Le poi,ds proprement clit est civalué en cl,ynes (BB) avec le elvnamo-mètrc.
Il suffit de se rappeler qu'un gt'amme vaut g8l rtynes (nombre queI'on représente toujours par la lettre g e[ que I'on nornme indille-rernmentl'accélërationde la pesanteur ou l'intcns'ité de la pesanteur).
Soient P le poids cl'un corps (en dynes), 1\{ sa masse (en grum*"r),g l'intensité de la pesanteur (valeur du gramme en'dynesf.
Ona P-MgErr résumé : Icu masss d'uro clrps est son poicts en, gram,ntes.
LA BALANCE 3{
L'i,ntensitri cle la pesanùtetn'est la valettr tlu gramrne en dynes
un gramme vaut g dYnes'.Le pOrns cl'unborps est l,e proclttit ite la nlasse dc' ce corps pdï"
I'intenstté de la Pesantetw.
56.Balance.-Labalance(fis.{3)estuninstrumentquisert à déterminer la masse des colTs. i'est un levier du premier
genre ; par conséquent, ses conditions d'équitibre sont celles
du levier (no 53).Le levier AB, appelé ltéaur repose ' pq un -couteau
d'acier
trennpé C, ** a.,ii ptans d'âciei trempé ou d'agate, appelés
eoussinets.Les prateaux sont suspendl* par des crochets d'acier à des
couteaux à vive arête. LËs arêtes des trois couteaux Ar c, B,
sont sur une ligne droite que I'o1 -nomme Q'ûe du fléau'
Le fléau portË une longue aiguitle, {ui lui est.perpendiculaire
et dont l'extrémité se meut sur un arc gradle.; le- zéro de la
gr"aoution corïespond à la position frorizontale du fléau'
Trois vis calantes ,rrouni à rendre la colonne parfaitement
verticale. , r
La balance est accompagnée d'une série de poids rn&rqués_, à
t'ailde-al*ù".r* on peut iénliffi* un poids total d'un nombre
quelconque de grammes.Pour peser un corps ' on le place sur I'un des plateau,T. dt la
balance, et on cherche par tât'onnement à lui faire équilibre en
mettant des poids marqués sur I'autre plateau.-- t . poid,s d,u corps est donné par la somme des poids IIIâr-
qués qui lui font équilibre.
87. conditions de iustesse. on dit qu'une balance est
juste lorsque le Iléau réste horizontal, quels que soient les poids
bgno" qua I'on mette dans les plateaux'Pour qu'une balance soit juste, il faut : lo que les bras du
ftéau soient ëgauæ en poias ù en longu_eur ; 2o qye la- aerti'cale
d,u centre d,e"graailë îencontre l'aæà d,e suspensr,on lorsque Ie
Itéau est hortzontal.
58. Conditions de Sensibilité. - une balance est d'autant
plus sensible, qu'un petit po_idsr-ajouté dans I'un des plateaux'
iroduit d Éû quiro angte d'inctinaison du fléau. on aug-
mente la sensibilité en reniatrt très mobiles les pièces à frot-
tement.Pour qu'une balance soit sensible, il laut ;. {.o que 12 fléy''w.,soit
long et tbgei; Zo que le centre d,e grattitë soit très près de l'aæe
d,e iuspension et un peu d,7l'deSsottt'
t
lù NorroNS sun LEs scrnNcns pnysreurs ar NaTuRBLLEs
"'\r Pou. q.Tu la sensibilité demeure constante, quelle que soit lacharge, il faut çlue les trois coutea,uæ restent ioujours en lignedroite.RemarQLto. - Si le centre de gravité du fléau était au pointmême de suspension, le fléau rerart en équili[re dans toutes lespositions sous I'action de poids égaux, ef la moindre différenceentre les deur poids produirait un renversement complet; alorsla balance serait dite ind,ifférente. S'il était au-âurro* du pointd'appui, on ne pourrait mettre la balance ;;équilibre i .rruserait dite folle. S'il était au - dessous-, mais trop t,oin du pointd'appui, la balance serait peu sensibfe; elle rrpit dite-gol^-
seuge.
Les conditions de sensibilité sont plus faciles à réaliser queles conditions de justesse .' c'est pourguoi I'on trouve aisémentune balance très sensibre, taldp qo;il est presgue impossibrede rencontrer une balance parfaitement justà. '
59. Méthode de la doubre pesée ou de Borltx. - La méthod,ede B.gydo permet de pe'ser exactement un corps àou, une balancesensible, quoique non juste.Pour cela on met le corps dâns |un des prateaux, et on luifait équilibre avec de Ia tuig placée dans l;;,it* ; pui* on rem-place Ie corps par des poicrs marqués qui inaiq".nt re poidscherché.Faire Ia tare d'un corps, .9'g{ placer ce corps clans un desplateaux d'une balance et rétablir l'équilibrs ri r.ttant dansI'autre plateau des corps querconques ,. grenailres , sabre, etc.60. Principaux instruments de pesage. € outre ra barancc
Fig. {4. - Balance de Roberval.
çrdinaire on se sert aussi, pour déterminer lo poids des corps,
LÀ BALÀNCE
de la balance de Roberaal (fig. L4) , de ladu peso,n, de la romaine , etc.
3:|
bascule ( fig. Ll ) ,
Fig. {5. - Bascule.
La bascule se compose essentiellement de deux leviers EG et HCN,reliés entre eux par une tige articulée GH, et mobiles, le premierautour du point E, I'autre autour' du point C.
A ce système de leviers sont suspendus un vaste tablier ABD' des-tiné à recevoir le fardeau , et un petit plateau RS où se mettent lespoids marqués qui feront équilibre au fardeau et en indiqueront lepoids.
Le poids du fardeau se divise en deux parties, gui agissent sur lebras de levier CLH : I'une par l'intermédiaire du levier EG et de latige verticale GH , I'autre par le bras D'D et la tringle DL.
Pour faire équilibre au poids total, {ui appuie sur le bras de levierCIH, oD met des poids marqués sur le plateau RS , qui est suspenduà l'extrémité du bras de levier CN.
Les longueurs des divers bras de levier sont combinées de tellesorte qu'une fois l'équilibre établi, les poids marqués représententle dixième du poids du fardeau.
QunsrroNNÀrRE. - Qu'est-ce qu'une balance ? - Quelles sont les pièces qui lacomposent? - Quand dit-on qu'une balance est juste? qu'une balance est sen-sillte? - Que faut-il pour qu'une balancs soit juste ? pour qu'elle soit sensible?Quand une balance est-elle indifférente? Quand est-elle paresseuse?Iln quoi consiste la méthode de la double pesée ? Qu'est-ce que feire la tare d'uncorps ? - Quels sont les principaux instruments de pesage ?
Exnncrcns. - 1. Deux poids de 600 et de 602 gr., placés dans les plateauxd'une balance à bras inégaux, se font équilibre. Déterminer la longueur des brasde la balance, si l'un d'eux a 2 cent. de plus que l'autre.
2. Un même corps, placé successivement dans les deux plateaux d'une balance,a fait équilibre à 285 et à 3Ot gr. C.alculer : i' le rapport des longueurs des brasdu fléar; 2' le poids du corps.
R I.C
DEUXINUN PARTIE
HYDRO STATIQUE
CHAPITRE I
pRESSIoNS nxnncÉEs pan rns rlourDns
61. 0bjet de l'hydrostatique. - L'hyd,rostatique est l'étudedes conditions d'équilibre des liquides.
69. Transmission des pressions dans les liquides. - Prin-cipe de Pascal. Toute pression eûereée sur la surface d'unli,qu,ide en équih,bre se tranamet intégralement, êt dans tous lessens , ù toute porti,on de paroi, égule ù la surface pressée.
lo Il s'ensuit quoune surface 2r 3r 4 fois plus grande supporteune pression 21 3, 4 fois plus grande I c'est-à-dire que la pres*sùon supportée par une surface quelconque est proportionnelleù l'étendue d,e cette su,rface.
Soient deux plstons A, B qui ferment hermétiquement deux
25 I( TK cylindres communiquants remplisd'eau (fig. {6). Si la surface du so-cond est 25 fois plus grande quo lasurface du premier, par exemple, unpoids de I kil. placé sur celui-ci feraéquilibrq à un poids de 25 kil. placésur celui - là.
So La pression exercée sur la Bur-face d'un liquide se transmet non seu-lement aux parois de I'enveloppe,mais encore à toute surface considé-
F.ig. {6. * principe do pasoal. rée dans ltintérieur du liquide. Desorte que, dans I'expérience indiquée
par la ûgure {.6, un disque de papier, ayant dix fois la surfacedu petit piston et plongé dans le liquide, éprouverait une pres-sion de {0 kil. sur chacune de ses deux faces.
63. Presse hyilraulique. - La presse hydrauli.que est un appareilbasé sur le principe de Pascal. Deux corps de pompe A et B (fig. 17)communiquent par un tube. Au moyen du levier l, on fait mouvoir
PRESSTONS EXERCÉES SUR LES LTQUTDES 35
le piston p, {ui, en descendant, chasse dans le cylindre A I'eaupuisée en R. Si te pistonp a une section 1000 fois moindre, par exempler'que le piqton P, un effort de I kgr. exercé en b se traduira par, uneforce de {000 kgr. qui soulèvera le rristonP,'et presseraainsi les corps
ffi
Fig. {7. - Coupe d'une presse hydraulique.A, grand cylindre avec son piston P; C, plate-forme mobile; E, plate-forme
fixe; B, petit corps de pompe; p, str piston; l, levier du piston; b, bielloarticulée i e, d, soupapes.
plaeés entre la partie supérieure G du piston P et le plateau fixe E.L'emploi de la presse hydraulique est tout indiqué chaque fois qu'il
s'agit d'exercer une pression considérable de laquelle ne résultera qu'unfaible déplacement. C'est ainsi que la presse hydraulique est utiliséepour la fabricdtion des huiles, Itextraction du jus de betterave, la miseen balle du coton, du foin, la réunion des roues de locomotive à leuressieu, I'essai des chaudières à vapeur, etc.
Les crscenseurs hyd,rauliques, {ui servent à soulever des poidsconsidérables, reposent sur le même principe.
84. La surface librsd'un liquide en équilibreest horizontale. Elleest perpendiculaire à ladirection du fil à plomb.On utilise cette propriétédans le niaeau ù bulle Fig. 18. - Niveau à bulle d'&lr.
d'air (fig. {8), qui sert à vérifier si une surface est horiztxltale.
$6 NorIoNs suR LEs sclsNcps pnysleuns ET NÀTuRErLEs
Le niveau à bulle d'air se compose d'un tube de verre fermé à segdeux extrémités, et renfermant un liquide qui ne le remplit pascomplètement. Ce tube, légèrement bombé, est flxé sur une tabletteen cuivre, travaillée de telle sorte 
pnEssloNs EXERCÉES SUR LES IIQUIDES 37
â coux de I'erpérience précédente, une même hautetrr d'eau MHdétermine une même diffé- ? iT t*1pnrence de niveaux dans les æ+ lil \ M Ideux colonnes de mercure. T[ Jt lll \ //
D'après ce principe, la pres- I[\l E Ë{ _ lil \ f Ision exercée par un liquide lÏlfl lf, " l'l c \ Isur le fond d,'un vase est égale
il|Il " El ô b,ûau poids du liquide si le vaseest cylindrique; elle est suPé-rieure au poids du liquide sile vase va en se rétrécissant lllliffi'fltrde bas en haut, et elle est in- "jiÏl\f " illlhférieure à ce poids s'il va enstélargissant.
66. pressions latérales. I"ig' 20' - Appareil de Haldat'
La pression exercée en un point quelconque de la paroi d'un
vase es| normale à la surfacê I on le constate en pratiquant en
ce point une petite ouverture I le liquide jaillit d'abord norma-
lement à la surface, puis , sous I'action de la pesanteur, le jet
prend ensuite une autre direction.
La pression sur u,ne portion que-lconque de la paroi est égale
ou pi;d,t d,,une colonnà d,e tiqui.de ayant pour base la surface
,oniid,erée, et pour hauteur ti d,istance du centre de grauité de
cette surface a ta surface libre du liquide '
En réalité, ce n'est pas le centre de gra-vité qu'il faut considérer ici, mais un autrepoint qui est situé un peu plus bas que leôentre
- de gravité, €t que I'on nomme le
centre de poussée.
L'existence des pressions latérales peut
être mise en évidence au moyen du tour-niqwet hyd,raulique ( fig. 2L).
Le tourniquet hydraulique se colrl-pose dtun vase V, mobile autour de son
âxe vertical, et contenant de I'eau quipeut s'écouler par deux tubulures cr eI b
âirigées en sens contraires. Quand I'eaus'écoule, la pression du liquide contre laparoi du tube située en face de I'orificeâ'écoulement fait prendre à I'appareil unmouvement de rotation. Cette rotationEe fait évidemment en sens inverse de
Fig. 21. - TourniquethYdraulique.
l'écoulement du liquide.
s8 NorroNs suR rEs scrENCEs prrysreuEs Et NAîuRB[.,rÉg
Eæpéri,ence du crèue-tonneo,u,. L'expérience du crève-tonneauest une application duprincipe de Pascal; Llle montre, d'une manièrefrappante, I'existence des pressions latéraies. On surmonte un tonneauplein d'eau d'un long tube étroit dans lequel on verse de I'eau. Si letube a seulement 3 mètres de haut et L centim. carré de section,chaque centim. carré des parois du tonneau supporte une pressiond'au moins 300 grampe!; ce qui donne, pou* unu barrique oùinaire,qne pression totale de 7 à 8000 kilogr. Sous une telle pression, lesdouves se disjoignent, et I'eau jaillit âe toutes parts.
Remarqu", J La pression Jur le fond d'un vase peut être beau-coup plus_ grande ou beaucoup plus petite que le .poids du liquidecontenu dans ce vase. EIle est d'autant pluj grandè que le vaie serétrécit davantage à la partie supérieure, oï d'aritant pl* petite que lapartie supérieure _est plus évaséè. Cette contraclictionïpparente d reçule nom de parado*g lryqostatique, Elle s'explique en rernarquantque.la pression sur le fond est égale au poids du tiftuiOe augmenig oodiminué d'une partie des pressions latéràles.
67. Pression dans I'intérieur d'un liquide. - Toute sur"face planehori,zonta.l,e, consi,dérëe d,ans ïintérieir d,,un tiquide en' équiti,bre ,.subi't sLer ses deuæ faces d,es pressions égales. -'Pu" conséquent, laface inférieure. subit
_un_e^ pouisée verticale de bas en haut, ?gale' au
poids d'une colonne de liquide ayant pour base cette surfaée Ët poo1.hauteur sa distance au niveau du liquide.
On le vérilie aisément au moyen d'untube droit (fig. 22) ouvert à ses deux extré-mités. Un disque de verre ûb, assez léger,est d'abord maintenu contre I'ouverture-in-férieure au moyen d'un fil qui passe dansI'intérieur du tube, et que I'on
- tient à la
main. On plonge ensuite le tube verticale-rnent dans I'eau I si I'on abandonne alors lefiI, on constate que le disque reste appliquécontre I'ouverture; c'est donc qu'il eli sou-mis à une pression dirigée de bas en haut.
Pour mesurer la valeur de cette pression,on verse de I'eau dans le tube et I'on con-state que le disque ab se détache lorsqueI'eau atteint le niveau de I'eau dans le vase.
La loi est encore vraie si la surface consi-dérée.n'est pas horizontale. Dans ee eas, lapressi,on eæercée sur urte surface quelcon-
Fig. 22. - Pression verticale gy'e .e1t ëgale au poids d'une colonne dede bas en haut. liquide ayant pour base cette sur.face, êt
sraaitë d,e cette surface f;ffirWt;iir;iro#u,uontu du cen*e de
- Ce-tte pression est appliquée en un poini appelé centre d,e pression,
situé un peu plus bas que ,le centre àe g"aoiie de Ia surface'p".rrJ*.Les pressions sont toujours normares aîx surfaces pressées.
vAsss CoMMUNIQUÀNTS s9
eunsrroNNÀr6E. - Quel est I'objet de I'hydrostatiqu" ? :- Énoncor le prineipe
de-Pascal. - De qwoi âe corhpose l,a presse hyil,rawl,,ique? - Qufest'ce que lc
m,i,ueaw à bull,e d;àtr ? - A qùoi est égale la pression exercée par un liquide sur
te fonC plan et horizontal d'un vaso ? ôomment peut-on le véringl ? : |ot quel
principe reposo le tourniquet hydraulique ? - En qwoi comsi,ste l,'eæpérience il'rt
crèue-tomne&oe ? - La pressiàm eæercéo par *m liqwid,e swr le fonil' itr'wm o(lss
est-el,l,eçowjours égala iw poid,s d.w li,qwi'd,e? - Comrnent m,et-on an êuid'ence la
fresston qîi r'r*rrce swr utua swrfaie ptone consiil,érée il'ans l,'intérleur il"un
liqwida ?
ExnncrcEs. - i. Les rayons ae rasdde deux pistons qui se meuvent dans deut
veses cornmuniquants sont 7 centim. et {. centim.5. Quelle chargefaut-ilplacersur le grand pision pour faire équilibre à un poids de 566 gr. placé sur le petit?
Les poids deJ pistons sont de 8 kilogr. et- 2 kilogr'2. Dans une presse hydraulique, les bras du levier ont respectivement 12 et
130 centim. Lei sectioni des pistons mesurent 0ns,&83 s1 Qnc'0007; la pression
exercée par la main à I'extrémité du grand bras est de 24 kilogr. Déterminer le
poids du fardeau qu'on peut soulever.B. Dans otr"
"*périenôo faite avec I'appareil de Masson, trouver la valeur de la
pression exercée sur le fond d'un tube conique de 25 centim. carrés, la hauteur
àe la colonne d.'eau étant de 35 centim. Calculer le poids qu'il a fallu placer dans
le plateau de la balance, sachant que I'obturateur pèse 50 gr.
4. Au fond supérieur diun tonneau, haut de 90 centim. et dressé verticalement,
on adapte un tnn* de 3-?5 qu'on remplit d'eau. Déterminer la pression exercée
par le iiquide sur chacune dès bases du tonneau. (Rayon des bases -l6centim.)b. Dans un réservoir d'eau, une ouverture de 2 centim. caffés s'est produite
à A-g6 de profondeur. Déterminer la valeur de la force qui chasse l'eau à travers
cet orifice.6. Un manchon vide et fermé par un obturateur est immergé dans un bain de
mercure, la distance de la surface libre à la surface pressée est de 0'760, la den'sité de mercure {.A,bg ; I'obturateur est un cercle de 8 centim. de diamètre. Queleffort faut-il développer pour le séparer des bords du tube ? Quelle colonne d'eau
faut-il verser dans le tube pour faire tomber I'obturateur ?
CHAPITRE II
vasEs C0MMUNIQUANTS
68. Frincipo. - Pour qu'%n liquide soit en équilibre d,ans unsystème d,e aases coynrnuniquants, il faut que toutes les surfaces
tibres soient dans un rnêrne pla'n horizontal-La distribution de I'eau dans les villes, les jets d'eau, les
puits ordinaires, les puits artésiens, reposent sur ce prin-cipe.
40 NorroNs suR LEs scIENcEs puysreuns ET NÀTuRELLEs
Dans les jets d'eau ( fig. 23), I'eau est amenée d'un réservoir Mà un ajutage R , situé plus bas, au moyen duconduit T. Si le jet qui s'échappe en iI nemonte pas jusqu'en c, cela tient à la résistancede I'air et aux gouttelettes d'eau qui retombentsur celles qui montent.
La manæuvre des écluses dans les rivières,la construction des anciennes rampes à huileappelées quinquets, I'emploi du niveau d'eau,reposent sur le même principe.
Le niaeau d'euu (fig. 24) se compose d'untube coudé à chacune de ses extrémités, âux-
Fig.23. -Jet d'eau. quelles sont adaptées deux fioles de verre, M et N.- 9q y verse assez d'e.au pour qu'elre remplisse
en partie les deux fioles. Tout rayon visuel mené par les deursurfaces libres est horizontal.
L'appareil peutdonc servir, clansles opérationsde nivellement,pour déterminerIes directions ho-rizontales.
Soit, parexemple, à ûre-surer la diffé-rence des hau-
teurs du sol en deux points A et B (fïg.25). On dispose cl'abord leniveau dans le plan vertical qui passè par les deui points A et B.
F.ig. 2lt. - Niveau d'eau.
Fig. 25. - Emploi du niveau d'eau.
Alors le niveau détermine une ligne horizontale AB. On vise u'e
tate que I'on a :
vasEs CoMMUNTQUANTS 4lmire placée au point A1 on fait glisser cette mire le long d'unerègle ver[icale de manière à I'amener sur la ligne de visée AB,puis on lit sur la règle la hauteur de la mire A au-dessus du sol,Ensuite on transporte la règle au point B; on amène de Dou-veau la mire sur la ligne de visée, et on lit sur la règle la hau-teur de la mire B au- dessus du sol.
La différence des deux hauteurs mesurées donne la différenûedes hauteurs du sol aux point,s A et B.
69. Équilibre dans le cas de d.eux liquides . - Pour que deuæLt'quides de densités différentes soient en équtlibre dans deuæ ucrsescontnruniquants , il faut que les lwuteurs desdeuæ surf aces libres &u - dessus de la surfacede séparatton soi,ent inaersement proportr,on-nelles q,uæ densitës des liqurdes,
Si, dans les deux tubes communiquants repré-sentés dans la figure 26, on verse de I'eau et du Bmercure, les hairteurs h et ht de I'eau et du '=--
mercurer âu-dessus de leur surface de sépara-tion BB', sont en raison inverse de leurs densitésrespectives. En mesurant ces hauleurs, on cons-
hdl- h.: -d
7O. Capillarité. - On appelle tubes capillaires (de capillus, che-veu ) des tubes qui ont un diamètre très petit. Dans ces tubes, lesliquides ne suivent pas exactement les lois des vases communiquants.
{ig. 2l'1. - Tubes capillaires. Fig. 28.
Prenons un tube en verre et plongeons - le en partie dans un liquideen le tenant verticalement ( fig. 27 ).
Si le liquide ne mouille pas le tube ( mercure ) , le niveau intérieurest moins élevé que le niveau extérieur I c'est ce qu'on appelle unedépression capi,llaire, La surface libre présente un ménisque con-Yexe , û, b.
Si le liquide mouille le tube ( eau ) , le niveau à I'intér'ieur du tube
Fig. 28.
42 NOTIONS SUR LES SCIENCES I)HYSIQUIJS Et NATUIIELLES
est plus élevtl r1u'à I'exttiricnr' ; c'est ce qu'on appcllc urr e cLscertsloncapiLlab'e. La surface es[ lrlors concave) c, tl.
C'est par suite des phénomènes orpillaires qu'un rnôrnc liqrrictemonte à des ]rauteurs clilïeren[es r-lans r-les tubos cornmunirluantsétroits, tle diamètres tlifférents (fig. 28).
Lrt capillarité jouc un rôle important tltns la circulation clu sanget de lit sève, l'élévation de I'huile dans les larnpcs par les mèchcs,I'imbibition cles corps poreux (éponge, sucre, tas dc sablc).
QunsrroNNAIRE. - Énoncez le principe des vases communiquants. Donnez-endes applications. - Qu'est-ce que le niveau d'eau?A quoi sert-il? - Commemtsomt entre ellos les hawtewrs il,es Li,qwid,es d,a il"ensités d,ifférentes d,ans il,ewævcrses comrnwrùiqwants ? - Qw'aytpell,e-om tubes capillai,res ? - Quels phéno-mèmes obserae-t-on qu,a,nd, onl,es plonge dans wnl,i,qwid,e gwil,es mowill,e ow mçles mowil,l,e pas ? Citez d,es eæem,pl,es d,e capillari,té.
Exnncrcns. - L. L'une des branches de deux vases communiquants renfermouno colonne d'eau de 36 cent. Déterminer la hauteur de la colonne de sulfure decarbone (d:{,293)quilui fait équilibre. Les hauteurs sont mesurées à partirde la surface de séparation.
2. Une colonns de 432 millim. d'eau fait équilibre, dans un tube en U, à unecolonne de 500 millim. d'essence de térébenthine. Trouver la densité de ce liquide.
3. Dans une éprouvette contenant du mercuro on plonge un tube ouvert à sesdeux extrémités, et dans celui-ci on verse 250 cent. cubes d'eau. Le tube ayantt cent. carré de sectioTl, on demande la différence de niveau des surfaces du mer-cure dans Ie tube et dans l'éprouvetto.
CHAPITRE III
RINCIPE D'ARCHTMÈDE
7l; Énoncé du principe d'Archimède. Tout corps p"longérlans un li,quide subit une poussée aerticale de bas en haut,égale eu poids d,u liquid,e qu'il déplace.
72. Démonstration expérimentale du principe d'Archimèdo. -On démontre le principe d'Archimède à I'aide de la balance hydros-tatique et de deux cylindres métalliques de même volurne, I'un plein,I'autre creux (fig. 29).
Pour celar otr suspend les deux cylindres I'un au-dessous de I'autre,le cylindre plein D en bas, âu plateau A de la balance hydrostatique,et I'on met dans le plateau B les poids nécessaires pour établir .l'équilibre. On place alors un vase V plein d'eau sous le plateau, demanière que le cylindre plein D soit complètement immergé. L'équi-
\
/t
\
PrtINcIf,'jE D'ARCHIIIÈ:In 43
libre se trour,e rompu, €tr faveur du plateatt Il , êt, pour Ie rétablir,il faut rernplir d'eair cômplètement le cylinclre creux C. Le cylindreD est clonc soulevé a\rec une force égale au poids cle cette eaLl, c'esb-
à-tlire au poicls cl'un volume Égal ir son propre volume.
Fig. Zg. - Démonstration expérimentale du principe d'Archimède.
Réciproçfie.- La réciproque du principe d'Archimède consiste en
ce faif que , si le liquide exèrce sur le corps une poussée verticale
dirigée a't nut en haut , celui - ci , de son côté , réagit sur le liquide '
et exerce sur lui une poussée verticale de même valeur, mais dirigéede haut en bas.
Pour mettre ce fait en évidence, otr place le vase V avec I'eau qu'ilcontient sur le plateau d.'une balance ordinaire, et on en fait la tare.
On descend ensuite dans I'eau le cylindre plein, et on I'y maintiententièrement plongé, sans cependant qu'il touche le fond du vase. Ily a rupture d.e l'équilibre, ei, pour le rétablir, il faut retirer du vase
un votùrne d.'eau qui rernplit exactement le cylinclre creux. Le vase
éprouvait donc unô poossèe, dirigée de haut en bas, _égale au-poids
dè cette eau, dont le volume est précisément égal à celui du cylindreplein.
Cette poussée est une conséquence du principe de-I'égalité de I'action
et de la réaction exercées pat deux corps I'un sur I'autre (no 23).
73. Poids apparents des corps plongés dans les liquides-. -Un corps plongé dans un liquide paraît moins lourd que dans"
I'air, pà*tô qu; le poids qu'on lui trouve est égat à son poids
&4 NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NÀTURELLf,S
dans I'air diminué de la poussée que lui fait subir le liguide.C'est ce que I'on exprime en disant qu'un corps pùngé dansun liquide perd de son poids; mais cette locution convention-nelle n'est pas vraie à la lettre; elle signifie simplement quele poids app&rem,t d'un corps immergé est inférieur à son poidsréel.
Si le poids du corps est plus grand que celui du liquidedéplacé, Ie corps s'enfonce. Eæ. :le fer, le cuivre, Ie plomb fm-mergés dans lteau.
Si le poids du corps est égal aupoids clu liquide déplacé, le corpsreste en suspension dans le liquide.Eæ..' rrn poisson immobile dans I'eau.
Si le poids du corps est plus faibleque le poids de son volume de Ii-quide, le corps flotte. Et.; le liègeet le bois dans I'eau, le fer dans lemercure.
On réalise expérimentalement cestrois cas à loaide da ludion.
Le ludion (fig. 30 ) est une figu-rine de verre ou de porcelaine sus-
Fig. 80. - Luclion. pendue 1. qn petit ballon remplid'air, qui lui permet de flotter sur
I'eau. Ce ballon est percé d'une pètite ouverture située à sapartie inférieure. L'appareil est placé dans une éprouvette com-plètement, remplie d'eau, et hermétiquement fôrmée par unemembrane de caoutchouc. Une pression exercée sur celie-ci faitpénétrer une petite quantité d'eau dans Ie ballon , dès lors lepoids de I'appareil qlrgmente, et le rudion s'enfoncs ; si la pres-sion cesse, I'air du ballon chasse une partie de I'eau, et l'âppa-reil remonte.
74. corps flottants. un corps ftottant est en équitibrel,orsqu'il dëplq,ce un uolume de tiquid,e d,ont te poid,s esiegal ausien. Pour faire flotter un corps plus dense qùe I'eau, ii suffTtdonc de lui donner une forme qui lui permetie de déplacer unvolume d'eau suffisant (bateaux, bouées métalliques).
Il faut en outre que le centre de gravité se trouve sur la ver-tic_ale- qui passe par le centre de pôussée. Le corps flottant estsollicité par deux forces : .son poids, appliqué au cbntre de gra-vité, of la poussée, appliguée au centù d-e poussée. pour [u'il
PRTNCTPE D'aRCHruÈon 45
y ait équilibre, il faut que ces deux florces soient égales e[ clirec-tement opposées.
Dans la Iigure 31, les deuxtubes de gauche, qui remplis-sent cette condition, sont enéquilibre, tandis que celui dedroite ne I'est pas.
Le centre de poussée.O estle centre de gravité de lamasse du licpride que le corpsflottant déplace.
Le balancement qui se pro-duit, quand on lnarche dansune barque, résulte de ce quele centre de gravité changetle position avec la place qucI'on occupe; la barqrre s'in-cline alors pour l'amellcr lc cerrl.re de gravité sur la verticale cln centrede poussée.
C'est pour maintenir la stabilité des bateaux que I'on place au fonddes corps très lourds (lest), et que , dans le chargement des navires,on met à fond de cale les marchandises les plus pesantes.
75. Détermination du volume d'un corps à I'aide du prin-cipe d'Archimède. Pour trouver le Yolume d'un corps, ilsuffit de le suspendre sous le plateau de la balance hydrosta-tique, et de chercher son poids dans I'air, puis dans I'eau. Ladifférence de ces poids donne le poids de I'eau déplacée, et parsuite son volume, {ui est égal à celui du corps.
Si le corps est soluble ou poreux, oû I'enduit préalablementdtune mince couche de collodion ou de vernis.
78. Équitibro des tiquides superposés. - Quand on introduitplusieurs liquides non miscibles, et de densités différentes, dansun même vase n ils se superposent par ordre de densité, le pluslourd au fond.
Lorsqu'on agite dans un même flacon du mercure, une dissolutionconcentrée de carbonate de soude, du pétrole et de I'alcool, cesliquides se mélangent momentanément I mais ils ne tardent pas à se
séparer dès qu'on les laisse en repos.Si deux liquides peuvent se mélanger, on peut encore les super-
poser dans un même vase; mais alors il faut les verser les uns sur lesautres en commençant par le plus dense et en prenant de grandesprécautions pour éviter leur mélange. C'est ainsi que I'on peut recou-vrir I'eau d'une couche de vin I c'est ce qui explique pourquoi I'eaudou.ce des fleuves, moins dense que I'eau salée, s'étend sur la merdans le voisinage de leur embouchure.
fl,
&6 NoTIoNs sUR LES SCIENçES PHYSIQUES ET NATURELLES
eurstroNNArRr. - Énoncez le principe d'Archimède. - Commemt I'e d'émontre'
t-on eæpérimentalememt ? - En quoi consiste sa rëciproqwe.? - Pourquoi un
corps pâraît-il moins lourd dans I'eau que dans I'air?- Que faut-il pour qu'un
rotpr hotte sur un liquide ? pour qu'il s'enfonce ? - Expliquez l'expérienee du
ludion. - euand un côrps flottant sur un liquide est-il en équilibre ? - Qu'an'pelle-t-on cemtre d,e powisée? - Comment peut-on, Pâr le principe d'A-rch-imède,
àéterminer le voluùe d'un corps ? - Comment se superposent les liquides do
densités différentes placés dans un même vase ?
ExnncrcEs. - L. Un dé en fer a 3 cent. d'arête. Quellepertedepoidséprouve't-il dans l'eau ? QueI est son poids apparent dans I'alcool? De combien plongerait-ildans le mercure ?
(Densité du fer -7,70; de I'alcool:0,795; du mercure:13,5.)2. IJn morceau de liège pèse 73 gr. dans I'air. Quel volumo d'eau déplacera-
t-il ? (Densité du liège :0,24.)B. euelte est la capacité intérieure d'une boulo d.e verne du poids de i.2 gr.æ
qui flotte dans I'eau ? (Densité du verre *2,52. )
U. Un bloc de marbre de 895 décim. cubes est tomb6 dans I'eau. Quel effortfaut-it développer pour l'en tirer ? (Densité du marbre = 2,837. )
b. euelle eif t'épaisseur du disque de plomb qu'il faut coller à un cylindre en
tiège do même base, et dont la hauteur est 8 cent. pour qu'll se tienne or sus'pension dans I'eau? (Densité de plomb =17; du liège:0,24. )
CFIAPITRE IV
DENSITÉS
77. Définition. On appclle il,ensitë ou potds spécif iqued'un corps le rapporl du poicls tle ce corps au poids d'un égalvolume cl'eatt.
I-,e poids de cette eau esb numériquement, égal au volumedu corps. En effet, chaque centimètre cube d'eau pèse ungramme ; par conséquent, le poids de I'eau évalué en grammesreprésente aussi son volume mesuré en centimètres cubes.
Soient P le poids du corps, V son volume, qui exprime aussile poids du même volume d'eau, et D la clensité du corps. On a:
2o Lu clensité tl'un corps rep'ré\ente le por,ùs tl'un centimètrecube cle ce co?"ps. En effet, si Ie volume V pèse P, chaque cen-
ptimètre cube pèse V fois moins, c'est-à-dire t Or ce rapporl
du poids rru volume n'est autre que la densité du corps.So Connaissant la densitdl cl'un corps, otr peut calculer le
n- P-.U_ V
DENSITÉS
d.tun corps on cherche : 4.o le poids du corps ; 2o son volume' ou
le poids de son volume d'eau; 3_o le quotient 4du poids du corps par le poids du même vo-
lume d'eau. Ce quotient est la densité du corps.
79. Densité des solides. - {o Si le corps a uneforme géométrigue r otr cherche son volume et
son poiâs I le quôtient de ces deur nombres donnela densité.
c)o Si le corps a une forme quelconqu€ r on se
sert de la bals'rl,ce hydrostatique, de l'arëomètred,e Nicholson ou du flacon de densr'té-
Méthod,e d,e Ia balunce hyd,rostattque, - 1o Oncherche le poids du corps par double pesé:(no 59). 2o On le suspend au-dessous du plateau Fde la balance (flg. 32), et on le plonge dans I'eau.Les poids qu'il faut ajouter dans ce même plateau
poui rétablir l'équilibre donnent le poids de I'eauâéplacée par le Corps, et par conséquent son volu'mô. 3o Le quotient de ees deux poids est la densité.
I;I
poids de ce rorps quand on connaît son volume r ou son volumequand on connaît son poids ; on a
P:VD ouV:1.'f)'78. Recherche des densités. É Pour déterminer la densité
Méthad'e d,e l'çrtiomètre d,e Ni'cholson (fig. 33)'corps sur le plateau C, avec la tare né-cesÀaire pour que I'aréomètre s'enfoncedans I'eau jusqu'à un trait marqué en Asur la tige. OÀ enlève le corps , et on leremplace par les poids marqués néces-saires pour rétablir le même affleurementen A; ôn a ainsi le poids du corps' 2o Onretire ces poids marqués, et on place leeorps danJ la corbeille B ; les poids qu'ilfaut ajouter en C pour rétablir de nou-veau ltaffleurementreprésentent le poids de
l'eau déplacée par le corps. 3o Le quotientde ces deux nombres est la densité.
Méthode du flanon. - lo Le corPs estplacé sur le plateau d'une balance, à côtéâu flacon À (fig. M), remPli d'eau ius-qu'au trait O du bouchon à entonnoir C.
On fait la tare, puis on enlève le corps et
on le remplace par_ des poids marqués I
on a arnsl son poids par double pesée.
Fig. 32. - Recherchode la densité.
- lo On place le
Fig.'33.Aréomètre de Nicholson.
lo On retire ces poids
48 r{orroNs suR LEs ScIENcES pnysleuns ET NATURETLÉs
marqués, et on introduit le corps dans le flacon; il sort unq cer-taine quantité d'eau, et I'on replace le flacon surle plateau. Les poids qu'il faut ajouter du côté duflacon pour rétablir l'équilibre donnent le poidsde I'eau déplacée, et par suitq le volume du corps.$o Le quotient de ces deux nombres est la den-sité.
Remarqu,es. {o Si le corps est poreuxr otrI'enduit d'une mince couche de collodion pouréviter I'imbibition.
c)o Lorsque le corps est soluble dans I'eau , oûcherche sa densité par rapport à un autre liquidedans lequel il est insoluble I puis on multiplie cettedensité par celle du liquide dont on s'est servi.
8O. Densité des liquides. - La densité des liquides se déterminepar la balance hgd,rostatr,que, par le flacon de d,ensité oupat l'o.réo-mètre de Fahrenheit,
Méthode de la ba,lance hyd,rostatique. - On suspend sous le pla:teau de la balance un corps insoluble dans I'eau et dans le liquide(fig. 35) , puis on fait la tare. On plonge ensuite le corps successive-ment d.ans le liquide et dans I'eau; le quotient des poids qu'il fautajouter, pour rétablir l'équilibre dans les deux cas, est la densité.
Fig. 35. - Densité d'un liquide. Fig. 36. - Aréomètre de Fahrenheit.
Mëthode du flacon. - Le flacon, après avoir été taré , est remplisuccessivement avec le liquide et avec de I'eau , puis pesé chaquefois. [,es poids qu'il faut ajouter à la tare représentent le poids desdeux liquides introduits. Le qriotient de ces poids est la densité cherchée.
Méthode de l'aréomètre de Fahrenheit (fig. 36), - to Il faut faire
49DENSITÉS
affleurer I'instrument dans le liquide à I'aide de poids marqués I lepoids du tiquide déplacé égale Je poids p 9l I'instrument, plus les
poids marqùés P. )o On remplace- le liquide P1t $" fri'*u,r; les mêmes opérations fournissent le poids du
illll
rnême volume d'eau. 3o Le quotient de ces poids donne lliltladensité.
I ' ffit
gl. Aréomètres à poids constaut. Les arëo- m
rnètres ù poids constant sont des appareils {gi il9i- lll
rluent le dégré de concentration de_s liqueurs, des dis- tll
solutions sàlines et des acides. Ces instruments ne f[*tliffèrent que par la graduationl ils_s'enfoncent d'autant
$1l'illllt
plus , que les liquides sont moins denses. lllhiltlllll
82. Aréomètres pour les liquides plus denses que qqi||n'
I'eau (pèse-sels, pèse-acides, pèse-sirops, fig.37).- ÏfOn leste l'appareil de manière {uê, dans l'eau pure , il Ôs'enfonce jusque vers le sommet du tube ; on marqte Y
0o à I'affl.or.ri.rnt. On le plonge ensuite dans une d-is- FiS' 3]t
solution de quinze partiei de-sel marin dans qo"trË- Pèse - acides'
vingt - cinq parties d'eau; on marque {50 au nouvel affleurement.L'eJpace aè O à 15, divisé en quinze parties égales , donne les degrés
de llnstrument; on prolonge les divisions jusqu'au bas du tube. Ces
appareils n'indiquent pas les densités des liquides , ils fournissent' sôùtement des points de comparaisorl pour le commerce.
88. Aréomètres pour les liquides moins denses que I'oau (pèse-
liqueurs, pèse-esprits, etc., fig. 38). - OniË; i"Épï".iI dË manière qu'il enfonce flrttjusqu'à là naissance du tube dans un mé- B60 Hlr.lange de dix parties de sel pour quatre- lil ljivingt-dix d'eau, et I'on marque Qo. Ol le tiitt lii'ptonge ensuite dans I'eau pure, et I'o1 f:l |-|h'*arque 10o à I'af{leurement. L'espace d" -0 |1l1t l:il^"à {0, aivise en dix parties égales , fournit i=t ll.."les degrés de I'appareil. |Jf' [i;;
84. Graduation de I'alcoomètre cen- L{"n l.l',,,
tésimal de Gay - tussac. - On fait des |;l-" lTi,;mélanges d'eau et d'alcool contenant suc- l;,1, I;]*cessivement, en volume, 95, 90, 35.. . par- liil Jlties d'alcool, pour{.O0volumes de mélange; F{o f \ù
en plongeant l'instrument dans ces mé- f \ | Ïllanges, ôt obtient les principlux points \ U I lltte léchelle I il suffit alors de diviser I'es- )( Vpac-e^ compris entre deux points^consé- $) @ôufifs en cinq parties égales (fig. 39).
Les divisions de I'alcoomèirà ne sont Fig' 38' Fig' 39'
pas égales entre elles. Leurs - longueu"ï Pèse - liEreurs' Alcoomètre'
vont en augmentant depuis le bas jusqu'en haut de l'éehelle.
Le p ès e- eiprits dc C aitier et l' oln6 ortètr e c ent ësimal de G o,y' Lus s ac
50 NorIoNs suR LEs scrFNcus pnrsreuns ET NÀTuRELrEs
servent tous deux à trouver le degré de concentration d'un mélanged'alcool et d'eau I mais le second a sur le premier I'avantage d'indi-quer en centièmes la proportion d'alcool contenu dans la liqueur.
Les liqueurs et les vins sont essayés, apres distillation, à I'aide de cesinstruments, {ui indiquent la ri.chesse alcooli,que des liquides étudiés.
85. Pèse-lait,, pèse-vin. - Ces instruments reposent sur le mêmeprincipe que les appareils précédents I ils font connaltre approximati-vement les quantités d'eau qu'on a pu introduire dans le liquideà étudier. Les renseignements qu'ils donnent sur la nature desliquides sont peu certains, puisque la densité de ces liquides peutvarier, suivant leur provenance, sans qu'on les ait falsifiés.
QunsrroNNÀrRE. - Qu'appelle-t-on densité ou poids spéciflque ? - Commentpeut-on trouver le poids d'un corps, connaiesant ron volume et sa densité ? - Engénéral, comment trouve-t-oo la densité d'un corps ? - Décrire les opérationsà fai,re pour d'éterminer Ia ilemsité il,'un sol,id,e par I,a bolance hyd,rostatique,par le fla'con ile ilenstté, par l,'aréomètre d,e Nicltolsotû. - Comment procèd,e-t-on quanil, le corps est poreuæ ou sol,wbl,e il,ams l'eau, ? - Comment il,ëtermine-t-om lo ilemsïté d,'u,n |,iquôil,e? - Qw'appel,l,e-t-on aréomëtres à poiits cons-tant ? Qwel,s somt l,es princi,pawæ ? Commemt Les grail,we-t-on ? - Qw'est-ce qwcI' alco omètr e centë sâmal, ? C ommemt pr o cèil,e - t - o n p our l,e g r ail,wer ?
Exrncrcns. - 1. Le poids d'un corps est de !25 gr. {5, son volume de 80 cent.cubes. TÏouver sa densité.
2. Quel est le poids d'un cylindro de fonte dont lo diamètre est de 0.568, et lr.hauteur 3',397 ? ( La densité do la fonto est 7 127.1
3. Trouver la densité de I'acide sulfuri{uo, sachant qu'il faut 55 gr. 8 d'acideou 50 gr. d'eau pour remplir le même flacon.
4. Quel est le volume du plomb qui, dans une balance, fatt équitibre à 565 cent.cubes de fer ? (Densité du fer: 7 rN i du plomb ---1.1,35. )
5. Dans une expérience faite avec I'aréomètre de Nicholson, un morceau d'étainplacé dans la capsule supérieure représente un poids de {.5 gr. 4; introduit dansla corbeille, il asubi une perte de poids de 2gr. Quelle estsadensité?
6. Le poids d'un aréomètre de Fahrenheit est de 29 gr. 50 ; il faut placer danssa capsule {0 gr. pour produire I'aflleurement dans I'acide sulfurique et 5 gr. 5pour l'affleurement dans I'eau. Quelle es! la densité de l'acide ?
7. La densité de I'acide chlorhydrique est de ,,r27. Quel est le poids d'un aréo-mètre de Fahrenheit, sachant qt'il a dù être chargé de 8, puis de 2 gr. pour affleu-rer successivement dans cet acide et dans l'eau ?
CHAPITRE V
PROPRIÉTÉS DES GA8
86, Étasticité des gaz. - Les gaz sont compressibles et élas-tiques, c'est-à-dire qu'ils changent de volume quand on faitvarier la pression qu'ils supportent, et qu'ils reprennent leuryolume inritial quand on ramène la preseion à sa valeur primitive.
PRoPRTÉTÉs DEs ÉLz 51
Si I'on comprime de I'air dans un tube au moyen d'un piston(flg. 40) et qu'on abandonne ensuite la tige à elle-même, lepiston est aussitôt repouss.é par I'air, comme par un ressort.Cet appareil a reçu le nom de briquet ù air, parce que, sila oompression est brusque, I'air s'échauffe et sa températurepeut s'élever suffisamment pour enflammer un morceau dtama-dou placé à I'intérieur du tube.
Fig. 40. - tsriguet à air.
on. appelle force éIastique ou force d'eæpansion d,'un gaz lapression exercée par ce gu, sur les paroiJ du vase qui lé con-tient. La force élastique d'un gaz diminue à mesure que sonvolume augmente, mais elle ne devient jamais nullô. C'estpourquoi une nûasse gazeuse quelconque remplit toujours com-plètement le volume qui lui est offert. On expiique la-force élas-tique du gaz par une répulsion que ses moiOcùtes exerceraientles unes sur les autres.
On met en évidence l'élasticité des gaz en introduisant sous lacloche de la machine pneumatique uné vessie renfermant un peud'air (fig. 4l). A mesure qu'on fait le vide, la vessie augmentede volume; si on laisse rentrer I'air dans lacloche, la vessie reprend son volume ini-tial.
87. Fesanteur des gaz. Tous les gazsont pesants. Pour le démontrer, on place surun plateau de la balance un ballon dans leguelon a fait le vide, puis on fait, la tare ; quandon laisse rentrer I'air, l'équilibre est rômpu
. €û faveur du plateau qui supporte le bàl-lon.
Un litre d'air ( à Ia température de Qo et sous la pressionde 76 cm)pèse { g.. 293. Ainsi, à volume égal,l'air est-773 foisnroins lourd que lteau.
Remarçlue, - La densité des gaz est rapportée à celle deItair, que I'on prend pour unité. Le poid,s du litre d,'un gez quel-cgnqy'e est égal au produit d,e la ilensitë de ce gar, pur Ie poiclsd'u litre d'air, t gr. 293. En effet, soit æ le poids du litred'un gaz de densité d. I.es poids d'un même volume de gaz el
Fig.. 41.
Expansibilité des gaz.
52 NoTIoNs sUR LEs $cIENcEs PHTSIQUES I:T NÀTURELLES
d'air étant proportionnels à leurs densitéri respectives, otr aura
dtoù : æ: dX1,,,293.
æ -
d..TB-gf - 4' )
88. Transmission des Pressionspar les gaz. Les gaz. transtnettentles pr"ssi'ons, et le principe de Pascal( no 62 ) leur est appticable aussi bienqu'aux liquides.
Pour lè constater, on Prend ultevessie en caoutchouc gue I'on chat'ge
cl'un poids, Puis on Y introduit de
I'air aoec un souf{tet; la pression se
,transmet aux parois de la vessie, et lepoids est soulevé.
On peut encore emPloYer un ballonportant deux tubulures horizontalesàuxquelles sont adaptés deux tubesrecourbés, comme I'indique la figure42.On verse un peu d'eau colorée dans
Fig. 42.- rransmission i?l"tÏlii; 3Ït:ff âiii:: il i:i#t:Fig. 42. - l-ransmlssron ' r caoutchouc. En compri-a"tît"t.ions dans les gaz. ]}:ff:":^ii ,rrrôra lq rnrin nn rafo'lemant la poia poire avec la main, on refoule
dans le ballon I'air qu'elle renferme, ce qui augmente la pression du
;;;;""tenu dans le ballon I alors. 9n constate que I'eau monte dans
Ës deux tubes et qu'elle s'y élève à la même hauteur. c'est donc que
i" pràsion s'exercô d"ns tôus les sens et avec la même intensité.
B$. pression atmosphérique. L'atmosphère est la couche
doair qui enveloppe la terre ; son épaisseur- n'est pas connue
d'une manière iertaine, mais il est probable qu'elle n'a pas
moins d'une centaine de kilomètres. L'air étant pesant' cette
couche de gaz exerce sur les corps qutelle enveloppe une pres-
sion qu]on àppetle pression atmosphérique'On démoniru I'eiistence de la pression atmosphérique pâr les'
expériences de la pJqie de meicure, du crève - vessie et des
hémisphères de Magdebourg.
ptuie ile rnercure ( fig. 48 ). un tube de verre T, vissé
sur la machine pneumatique, est fermé à son extrémité supé-
rieure par un disque en bois recouvert d'une couche de mer-
cure. QLand on fait le vide, le mercure, comprimé par_ la pres-
sion atmosphérique, traverse le bois et tombe à lnintérieur du
tube. cette expérience démontre aussi la porosité des corps
( no l5).
PRoPRIÉrÉs DEs cuz, 53
Crèoe-oessie (lig. 44). - Un large cylindre de verre' repo-sant sur la platine d'une machine pneumatique, est fermé à lapartie supérieure par une membrane bien tendue. Lorsqu'on yfait le vide, la pression atmosphérique fait fléchir la membraneet finit par la crever.
Q,tg,t..t. 1#/ i i ?-
I -../,. t - l':
f"t o
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Fig. 43. Fig. Ut,
Pluie do mercure. Crève -vessie.
Fig. 45.
Hémisphères de Magdebourg.
IIëmisphères d,e Ma,gilebourg (fig. 45). Ct! hémisphèresson[ faciles à séparer lorsque la pression atmosphérique s'exerce
à I'intérieur ; mais, si I'on fait le vide dans la cavité formée en
les réunissant, il faut un efrort considérable pour les séparer
de nouveau,
Autres eæpénnnees, - Si lton chauffe ltair contenu dans unveme ordinaire, par exemple, en y brtlant un peu de papier'et que I'on apptique la paume de la main sur I'ouverture, I'airintérieur se refroiaissant diminue de pression I alors on voit lapaume de la main faire saillie'à I'intérieur du verre r oû mê.me
lempr quoelle devient rouge, parce que le sang tend à sortir des
tissùs. b'est ainsi que I'oir attire vers la peau les humeurs quitroublent les organes (oentouses) -
Un æuf cuit dur, dépouillé de sa coquille eI placé sur I'ou-verture d'une carafe dans laquelle on vient de brtler un peu
de papier, traverse le goulot et se précipite à I'intérieur du
Yage.
64 NorroNS sun LEs scIENcEs pHysreugs ET NATuREr,r.gs
90. ilesureTorrioelll. -A
de la pression atmosphérique. - Expérienco dePour mesurer la pression atmosphérique, oil
prend un tube de verre de L nnètreenviron, fermé à I'une de ses extré-mités et rempli de mercure. AprèsI'avoir bouché avec Ie doigt, (fiS. 46),on le renverse sur la cuve à mercurè Ile liquide descend d'abord dans Ie tube,puis s'arrête à environ 76 cm au-dessus du niveau du mercure dans lacuvette.
Cette expérience est fondée sur leprincipe des vases communiquants pounle cas de deux liquides de densités dif-férentes. Dan$ le cas actuel, la pressionexencée par ltatmosphèt.e sur la surfacelibre clu mercure, à l'extérieur du tube,est équilibrée par la pression exercéepar la colonne de mercure soulevée à
, I'intérieur du tube. Donc la pressionatmosprhérique est égale à la pressionbarométrique, c'est-à-dire à la pres-sion qu.texercerait une couche de mer-(t) (2) 'Jrvu Yr4 v"'\vr r''twr I
Iiig. 46. - Expérience cure dont l'épaisseur serait égale à lade Torricelli. hauteur de la colonne mercurielle solr-
i. Trep.Sration du tube. levée dans le baromètre. Voilà pourquoil' Etluilibro de pression' la pression atmosphérique est touj*r," évaluée en centimètres, c'est-à-dire en hauteur de mercutre.
Ltespace libre qui surmonte la colonne de mercure est vide\-/ dtair; on lui donne le nom de cham,bre buro-métriqwe.
Le tube dont on se sert dans cette expérienceest appelé tube d,e Tarricelli, nom du physicienQui, le premier, détermina ainsi la mesure dela pression atrnosphérique"
Par hauteur de la colonne de mercure, ilfaut entendre la distanco .verticale mesuréeentne les niveaux du liquide dans le tube etdans la cuvette, et non la longueur mesuréele long du tube. Cette hauteur ne change pas
Mesure de la haureur quand on incline le tube, ctest-à-dire que lebarométrique. niveau du mercure reste toujours dans lemême plan horizontal (fig.47); dautre partn elle est indépen-
l*r
Fig. 47.
. PROPRIÉTÉS DES GAZ 55
dante du diamètre du tube, il n'est donc pas nécessaire quecelui - ci soit cylindrique.
La colonne mercurielle, faisant équilibre à la pression atmo-sphérique, doit diminuer avec elle. C'est ce que Pascal véri{iaen répétant I'expérience cle Torricelli successivement au pied,sur les {Iancs et au sourmet du puy de Dôme, c'est-à-dire à desaltitudes croissantes depuis 400 mètres jusqu'à ri,465 mètres. Lapression atmosphérique diminue évidemment à mesure qu'ons'élève dans I'atmosphère. Pascal vit qu'en effet le mercure bais-sait dans le tube à mesure qu'on s'élevait au-dessus de la plaineet qu'on approchait du sommet de Ia montagne.
Si I'ouverture du tube est d'un centimètre carré et la hauteurdu mercure 76 cD r le volume de la colonne est de 76 cm3; lepoids de ce mercure est de {.3s. ,6 x76-{. 033s',6. Ainsi la pres-sion de I'air est de '11s,033 par cmz I c'est ce qu'on appelle lapression d,'une atmosph,ère.
Cet,te pression ntaugmente'pas le poids de,s corps, parce qutelleagit dans tous les sens. Elle ne nous incommode pas, parce queI'air qui remplit les cavités du corps humain est à une pressionqui fait équilibre à la pression extérieure.
Remq'rçfie. - On peut remplacer le mercure dans le tube pardes liquides quelconques, mais les hauteurs seront inversemenbproportionnelles aux densités de ces liquides. Ainsi, le mercurepesant 13,6 fois plus que I'eau, il faudra {3,6 fois plus d'eauque de mercure pour faire équilibre à la pression atmosphé-rique, c'est-à-dire une colonne dteau d'environ 0-,76 >< .13, 6 ou10*,33 de hauteur.
QurstroNNArRE. - Qu'entend-on en disant gue les gaz sont élastiques? - PargueLle expérience montre-t-on cette élasticité? - Qu'appelle-t-on force élas-tique ? Comment la met-on en évidence ? - Les gaz sont-ils pesants ? - Quel estle poids d'un litre d'air ? - A quoi rapporte-t-on la densité des gaz? - Com-ment trouve-t-on le poids d'un litre de gaz ?- Comment montre-t-on que leprincipe de Pascal est applicable aux gaz?-Qu'est-ce que I'atmosphère?-Parguelles expériences démontre-t-on I'existence de Ia pression atmosphérique ? -Comment la mesure-t-on? - Que faut-il entendre par hauteur barométrique?
- Dans I'expérience de forricetli, pourrait-on remplacer le mercure par de I'eau?Quelle serait alors la ha'uteur de la colonne d'eau ?
ExrRcrcns..- 1. Quelle tare faut-il ajouter6 lit. 250 pour répéter I'expérience qui prouve quepèse t gr. ?93.)
ou retrancher à un ballon del'air est pesant ? (L litro d'air
2. La variation de poids d'un ballon plein ou vido d'air est de 5 gr. 750. euelest le volume du ballon ?
3. La densité du sulfure de carbone est de /1,,2V2; celle de I'acide sulfurique 1,84;de I'alcool 0,793. A quelle haute{rr s'élèveraient les colonnes d.e ces liquides gurferaient éguilibre à la pression atmosphérique ?
56 NorIoNS suR LEs scIENcEs PHYsIQUEs ET NATURELLES
&. La pression qu'exerce I'atmosphère sur I cent. carré est de I kilog. 0S3.
Quelle est la somme des pressions que supporte le corps humain, dont la sur-face est évaluée à t mètre carré 50 ?
5. Un tube do Torricelli est incliné; la distance du point où il pénètre dans lemercure à la projection du niveau supérieur sur la surface.du bain est de 8 centQuelle est Ia longueur de la colonne mercurielle? (Pression 76'-,) .
6. Un tube barométrique repose sur un bain de mercure placé dans I'air raré-Iié; la colonne mercurielle a une hauteur de %5 millim. Quelle fraction d'atmo-sphère représente-t- elle ?
CHAPITRE YI
BAROMÈTNNS
91. Usage des baromètres. Les baromètres sont des ins-trumcnts qui servent à mesurer la pression atmosphérique.Il existe des baromètres à mercure et des baromètres métal-liq ues.
$19. COnstruCtion du baromètre à mercure. Pour CoDS-
truire cet instrument, otr prend un tube de verre de I mètre delongueur, fermé àI'une de ses extré-mités, et on le rem-plit de mercure. Letube est ensuiteplacé sur une grilleinclinée, et entourede charbons inûan-descents . de ma-nière à porter lemercure à ltébul-lition; otr commen-
çant par la partieinférieure. Quand le mercure est refroidi, on détache I'ampouleqqi a servi à I'introduire, €t le tube, ainsi débarrassé de I'airet de la vapeur d'eau qui seraient restés adhérents aux parois,est renversé sur une cuvette contenant du mercure , et fixé lelong d'une règle verticale divisée.
Le zéro de l'échelle correspond au niveau du mercure dans lacuvotte.
Fig. 48.
ÉUu[ition du mercure dans un tube barométrique.
sattoMÈTnE$, 5?
Si le tube est assez large, oo peut faire abstraction duménisque (no 70), car I'actiôn capillaire est alors négligeable;mais , ui le tube est étroit, otr prend pour niveau le plan quipasse par le milieu de la flèche ab du ménisque convexc( fTg. 49).
BFig. 49. Fig. 50. - Baromètre normal. Flg. É1. - Baromètre à siphon.
Le zéro du baromètre ainsi construi[ est variable; car leniveau du mercure dans la cuvette, surlout si celle-ci est étroite'monte ou descend suivant la hauteur de la colonne mercurielle.Pour obvier à cet inconvénient on utilise une cuvette assez
large r otr bien on dispose verticalement contre la paroi de la
bB No'rIoNs $uft, LEs scrur.{crs pHysrerJEs tsT NÀTUREt[,as
cuvette' une vis qui peut se nnouvoir dans un écrou fixe. Aumoment de I'observation r orx amène I'extrémité inférieure dela vis en contact avec Ie rnercure, et on mesure la distance quisépare son ertrémité supérieune du niveau du mercure dans le
r. Déra' de ra ,oo*ttuïi ii;;J:ïî,i,i:jï:ï:î en peau. - v, vis pourle soulever. - E!, anneau en verre. - r, repère en ivoirè. - H, prise d',uir.- C' tubo barométrique. - 2. Curseur du baromètre. - B. Suspension dubaromètre. - 4. Disposition pour une oleserva[ion.
t,ube. Il suffit alors- d'aiouter à la hauteur trouvée Ia longueurde la vis, déterminée une fois pour toutes.
Cet instrument prend alori le nom de buromètre narmal(fiq. 50) ; ib est peu tnansportable, et généralement fixe.
Pour rendre cet appareil plus usuel, on donne à la cuvette Iaforme d'un flacon dont I'ouverture est incomplètement ferméo
BAROMÈTRES 59
par une membrane ou par un bouchon (fig: bl).-Le tube baro-
retrlqoe recourbé à sâ partie inférieure vient aboutir au fond
de cetle cuvette. C'est alors un baromètre à, siphon.
gg. Baromètre Fortin. - Le baromètre Fortin est un baromètre
clont le fond de la cuvette est formé par une peau de chamois F,qo'oto* vis V peut faire monter ou descendre (fiq..52). Au moment de
lîobservation i le baromètre étant vertical, on fait mouvoir la vis de
manière que le niveau BE du mercure dans la cuvette aflleure une
pointe d'ivoire f . C'est donc un baromètre à niveau fixe''-Cut appareil est transportable et offre une assez grande précision.
Un môae particulier de suspension permet de lui donner une posi-
tion rigoureusement verticale.
94. Baromètre à cadran. - Le baro
Fig. 53. - Baromètre à cadran.
barornètre à siphon dissimulé derrière une planchette portant
un cadran ( fïS. 53 ). Un flotteur ou une crémaillère fait mouvoir
une peïite poùlie, dont I'axe, traversant la planchette, porte une
aiguitle mobile sur le cadran.
ta
t
,(II
\\\
t\1
I,
I
Fig.
60 NorroNs suR rns scrrNcus pnysreurs ET NATURELtf,s
95. Baromètres métalliques ou ané-roTdes (sans liquide). - Les baromètresmë,talliques utilisent les variations devolume gu'éprouvent des enveloppes mé-talliques closes et vides, sous I'influencedes variations de la pression atmosphé-rique. Ils n'ont pas une sensibilité cons-tante. On les gradue par comparaison avecle baromètre à mercure.
Le plus connu est le baromètre de Vidividi. (fig.btl).
QuusrroNNAIRE. - À quoi servent les baromètres ? - Comment construit-onun baromètre à mercure? - Pourquoi porte-t-on le mercure à l'ébullition?-Oùest le zéro du baromètre à cuvette? - Que prend-on comme niveau dans letube, quand la surface du mercuro est un ménisque convexe? - Pourquoi le zérodu baromètre à cuvette est-iI variable ? - Quel avantage présente le baromètrenormal ? - Décriaez la cwtsette il,w baromètre Fortin ---Expliquez
le fonction-nement du baromètre à cadran. - Swr qwel, princl,pe repose l,a construction d,esb ar omè tr e s m é t all,l,qwe s ?
ExnncrcES. - {.. Les diamètres intérieurs d'une cuvette cylindrique et d'untube barométrique sont égaux f l?5 et 8 miliim. Quelle variation de niveau dansla cuvette correspond à une dépression barométrique de ,L cent. ?
2. La hauteur barométrique varie de g millim. Quel ihangement de niveau seproduit à chacune des surfaces du mercure dans un baromètre b siphon dont lediamètre est constant ?
3. Exprimer en gramrnes la dilférence des pressions supportées par une sur-face de t mètre carré soumise suecessivement à des pressions de 722 et de?82 miltim., limites extrèmes des oscillations barométriques à Paris. '
4. A quelle pression par centimètre carré sont soumis les câbles télégraphiquerreposant sur le fond des mers à une profondeur de 3700 mètres ?
CHAPITRE VII
IOI DE MARIOTTE. MANOMÈTRES
96. Loi de Mariotte. A rrne tiempéruture consta,nte, lesuolurnes dlune même ïnasse g&zeuse sont inaersernent propor-tionnels a,uæ pressions qu:elle supporte.
Si la pression devient 2, 3, 4 fois plus grande, le volume devient2, 3, 4 fois plu,s petit.{o Pour les pressions s%përi,eures ù une atmosphère, otr
vérifie cette loi au moyen datube de Mariotte. f {Le tube de Mariotte est un tube recourbé (fig..#e) à branches
inégales. La petite branche est fermée, et la grande est ouverte.
tOT DE MÀRIOTTE - MÀNOMÈTRES 6T
Au moyen d'une colonne de mercure dont les deux niveaux
sont dans un même plan horizontal, on isole en A un certaintofu-u
-d'air sous la pression atmosphérique. Si I'on verse du
merçrire en B jusqu'â ce que le volume de I'air soit réduit de
moitié (fig. 55 ;2 ) , Ia différence des niveaur N'C est égale à Ia
hauteui au mercure dans le baromètre ; donc I'air intérieur a une
tension de deux atmosphères, I'une fournie par la colonne mer-curielle N'C, et I'autre par ltatmosphère, dont la pression s'ererc6
librement en C.Si I'on réduit levolume d'air au tiers (fig.55, 3), Ia différence
tlll
\tri:
û
Fig. ft. - Vérification de la loi de
Mariotte Pour les Pressions suPé-
rieures à la pression atmosphérigue'
({) {" expérience::l vol. - :[ atmospb' '
(212' tlz - ?(3) 3' r/s - 3
f-ig. 56. - Vérification de la loi de
Mariotte pour les Pressions infé-rieures à la pression atmosphériçe.
t" expérience : t vol. - I atmosPb.c)t 2 -
llt,gr 3- tls
des niveaux PtD devient égale au double de la hauteur baromé-
trique, co qui prouve quela masse d'air AP est soumise à une
pression de 3 àtmosphères ; et ainsi de suite '' No pour les pressiôns inférieures ù,la pressign 2tmlsphérique'
on vérilie la tôi Oe Mariotle au moyen du tube de Torricelli et
de la cmtette profonde (fig. 56).On verse du mercure dans ie tube de manière à le remplir
presque entièrement; puis on le renverse sur la cuvette qro-iondô, et on I'enfonce jusqu'à ce que le mercure soit au même
3*t
68 NoTIoNs suR LEs scrnncËs pnysleuns ET NATURET,LEs
niveau dans le tube et dans Ia cuvette. On isole ainsi en Aun volume d'air à la pression atmosphérique. Ensuite on sou-lève le tube jusqu'à ce que le volume àe I'air soit double ; la dif-férence MC des niveaux du mercure égale la moitié de fa hau-teur du mercure dans le baromètre ; dônc I'air intérieur a unetension dtune demi - atmosphère.
On soulève davantage le tube cle manière à tripler le volume,la colonne de mercure est alons les deux tiers de la hauteurbaro.métrique ; I'air intérieur est donc sous une pression égaleau tiers de la pression atmosphérique I et ainsi de suite.
v
En a_ppelant V et Vf les volumes successifs occupés par la mêmemasse d'air, H et H' les pressions correspondantrr, on
" :
vHrrrr*lt- - ii I d'oti : -VH :\r'[1t.
Donc , pogr une même masse gazeuse, le produit VH, du volumepar la pression, est une quantité constante.
97 . Nlanomètres. - Les ma,nomètres sontdes instruments qui servent à mesurer lapression ou force élastique dês gaz et desvapeurs.
On les divise en deux classes : les nxano-mètres ù liquides et les manomètres métal-liques.
98. ilanomètres à mercuro. - Les mano-mètres à mercure peuvent être ù air libreou ri air comprirné.
Le rnanornètre à air libre se composed'un long tube en verre CE (fig. bT ), ou-vert à ses deux extrémités et plongeant.dansune cuvette A, contenant du mercure etrenfermée dans une boîte métallique hermé-tiquement close, cornmuniquant , par Ie ro-binet R, avec Ie gaz ou la vapeur. La pres-sion de ce gaz agit sur la surface du mer-cure dans la cuvette, et fait monter le mer-cure dans le tube à une hauteur d'autaritplus grande gue la pression est plus forte.
Quand on fait une observation, il fauttenir compte de la pression atmosphérique quis'exerce au- dessus du mercure dans Ie tubeet ajouter sa valeur â la hauteur mesurée.air libre fournit, des résultats eracts; il ert
liir
Fig. 57.Manomètre à air libre.
Le manomètre à
pRINCIpE , D'ARctttuÈnn a,r'er-,,tçuÉ AU GAZ 67
Depuis lors de nombreuses expériences, en F rance et à l'étrang€r,sur di{Ierents types de dirigeables actionnés par des moteurs deplus en plus parfhits, paraissent devoir donner une solution pratiqueau problerne de la naviga[ion aérienne.
Plusieurs nations possedent mêrne déjà une llottille de dirigeablesmilitaires.
{Û/e. Usage des ballons. -* I,,es ballons, montés ou non , peuventrendre cle grands services en temps de guerre, surtout si I'on par-vient à les diriger.
Au point de vue scientifi{ue, ils permettent d'étudier les hautesrégions de I'atmosphère, er ce qui concerne notamment Ia compo-sition cle I'air, son état liygrométrique, la diminution de sa densité,de sa température, etc.
De hardis explorateurs ont effectué, dans ce but scientifique, desascensions fort remarquables : Gay-Lussac (en {804), puis Barral etBixio (1850), s'élevèrent à plus 619 Jrrrn; Glaisher et Coxwell (1863)faillirent mourir de froid à 8100* ; 'Iissanclier ({875) , avec deux com-pagnons, qui périrent asphyxiés, atteig'nit 8600*.
Aujourd'hui on explore sans danger I'atrnosphère à I'aide de ba1-lons sondes, munis d'appareils enregisbreurs et d'instruments auto-matiques. L'Aérophi,Ie, Jrallon explorateur employé par MM. Hermiteet BesanÇotr , parvint , €r 1896, ir une hauteur de 15t * , où il eut àsubir un froid de - 63o. En 4897, utr sondage atteignit 171-; d'aprèsla pression enregistrée par le baromètre témoin , l'Aeropluite avait
traversé plus des .lT de la masse de l'atmosphère.
QunstloNNArRE. - En quoi consiste l'expérience du baroscope ? Que dénron-tre-t-elle ? Pourquoi les bulles de savon gonflées avec de l'hydrogènes'élèvent-elles dans l'air ? - Les pesées faites dans I'air donnent-elles le poidsréel des corps ? De quoi se compose un aérostat ? - Qu'est-ce que le lest ? Aquoi sert-il ? - Comment fait-on descendre un aérostat ? - A quoi. est égate laforceqscensionnelle? Comnzent la calcul,e-t-on? - Est-on parvenw à, d,î,rigar tesballons ? - Quel, est te but d,es ctscensions scientiftclues ? - Cite; t"es ptwscél,ebres. - Qu'appel,Ie-t-on ballons sond,es?
ExpncrcEs. - t. Dans une expérience faite avec Ie baroscope, le rayon dela sphère creuse est de 7 cent. A I'aide de quel poids maintiendrait-on l'équi-libre dans le vide ?
2. Le volume d'un ballon en taffetas est de 23 mètres cubes 750. Calculer lepoids de I'air: qu'iI déplace.
3. Un ballon de baudruche vide pèse 5 gr.. son volume eet de T litres. Calcu-ler sa force ascensionnelle en le supposant rernpli d'hydrogène, puis de gazd'éclairage. (Densité de I'hydrogène, 0,069; densité du gaz d'éclairage, 0,68).
68 NorroNs suR LEs scrnNcns puysreuns ET NÀTURELIEs
CHAPITRE IX
POMPES
lO5. Usage des pompes. - Les pornpes sont des appareils quiservent à élever les liquides sous' I'influence de la pressiônatmosphérique.
Elles peuvent être : aspira,ntes, foulantes, aspira,ntes et lou-lantes.
Dans toutes les pompês, le jeu du piston a pour but de dimi-nuer la pression atmosphérique qui s'exerce sur le liquide, à I'in-térieur de I'appareil ; la pression atmosphérique extérieure,n'étant plus équilibrée, fait monter Ie liquide dans la pompe.
Le piston de la pompe aspirante est traversé par Ie liquide;celui de la pompe foulante est plein, et refoule le liquide dans letube d'élévation.
106. Pompe aspirante. - La pompe aspi.rante (fig. 62) se compose d'un tuyau d'aspi-ration A muni d'une soupape S, d'un cylindreB renfermant un piston P portant une oudeur soupapes s et st, et d'un tuyau de dé-versement D.
Au commencement, quand le piston monte,les soupapes s et sf sont fermées, le volumede ltair du tuyau d'aspiration augmente, etpar suite $a pression diminue ( no 91 ) ; lapression atmosphérique qui s'exerce à la sur-face de I'eau dans le réservoir fait montercelle - ci dans le corps de pompe.
Quand le piston descend, la soupape S seferme, et I'air, qui se trouve comprimé dansle cylind,re, s'échappe en traversant le piston.
Le même phénomène se renouvelant à
chaque coup de piston, le liquide arrive bien-tôt dans Ie cylindre , passe au - dessus dupiston quand celui-ci descend, puis est sou-
levé jusqu'au tuyau de déversement par I'ascension du piston.Rerrto,rqu,e.
fait monter I'eau dans le tuyau d'aspiration, €t qu'une colonned'eau de {0*BB i no 96, Remcrrque) fait équilibre à cel,te pression,
Fig. 62.Pompe aspirante.
POMPES 69
il s'ensuit que, si lalongueur du tuyaud'aspiration, supposé v€r-tical, était supérieure à {.0*,33,['eau ne poumait pas s'élever jus-qu'à la hauteur de la pompe.
lO7. Pompe foulante. Lapornpe foulante (fig. 63 ) est unepompe à piston plein dont le cylin-dre plonge dans I'eau, â1r moinsen partie. La soupap e tn stouvreau dedans, et la soup ape m' en de-hors du cylindre. Un raisonnementidentique au précédent montre quclorsque le piston P monte , mt seferme et rn s'ouvre, Iteau passe -'-+^
dans le cylind,re. Quand le pistorr Fig'
descend , rn se ferme, mt stouvre, of lteau est refoulée dans lotuyau d'élévation R.
La pompe à ôncendie ( fig. 64) est une pompe foulante munied'un réservoir à air comprimé R qui régularise la sortie de I'eaupar le tuyau dtécoulement. L'eau, versée en A et At, passe en Cet Cr sous l'action des pistons pleins, dont les tiges T et T' sont
mues par les leviers L etensuite dans le récipienttuyau d'éehappement D.
Lf ; la descente des pistons la refouleçentral , d'où elle est cb assée dans le
Fig. 64. - Pompe à incendie. Fig. 65. - Pompe
7a NorroNS suR LEg scrnNcns puysreuns ET NATURELLEs
{08. Pompe aspirante et foulante. Comme Bon nomr'indique, cette pompe (fig. 65 ) est une pompe foulante munied'un tuyau d'aspiration. Son jeu est identique à celui des deurprécédentes.
f 09. Pipette. - La pipette est untube en verre ( fig. 66 ) renflé dans sapartie moyenne et terminé en hau[ parune ouverture que I'on peut boucheravec le doigt r eD bas par une pointeeffilée. La pipette sert à puiser une pe-tite quantité de liquide. Pour cela onla plonge verticalement dans Ie liquide.Celui - r:i pénètre à I'intérieur. Alors onbouche I'orifïce supérieur avec le doigt,et I'on retire I'instrument. Le liquideest maintenu dans I'appareil par lapression atmosphérique qui s'exerce àI'o'rifice inférieur.
{{û. Slphon. - Le siphon est un tuberecourbé, à branches inégales, ouvert àses extrémités. Il sert à transvaser lesles vases qui les contiennent (lig. 67 ).à fonctionner quand il est amorcé, ctest-
liquides sans déplacerLe siphon commence
Fig. 67. - Siphon ordinaire. Fig. 68. - Amorçage du siphon.
à-dire rempli de liquide. On I'amorce ordinairement en asnirantle liquide avec la bouche par I'une des extrémités, i;autreextrémité plongeant dans le liquide. -
Pour les liquides- corrosifs, on ajoute au siphon ordinaire unebranche latérale ( fig. 68 ) r qui permet d'amorcer I'instrument
b-ig. 66. - Pipette.
POMPES ?f
sans s'exposer à introduire du liquide dans la bouche" Pour celaon ferme I'ouverture inférieure du siphon r on plonge une extré-mité dans le liquide et on aspire avec la bouche jtrsqu'à ce quele siphon soit rempli; on ouvre alors la branche inférieure enmême temps que I'onoesse I'aspiration, le si-phon est amorcé, et l'é-coulement se produit.
Théorte du si,phon,La pression qui s'exercede bas en haut, à l'inté-rieur du tube en ab (fig.69),est égale à Ia pression at-mosphérique H, gui dansce cas serait représentée
Fig.
par une colonne d'eau de 10 m. 33 (noab supporte aussi de haut en bas unecolonne d'eau de hauteur h. La trancheune poussée représentée par H - h.
68. - Théorie du siphon.
90, Reman'que). Or l'élémentpression égale au poids d'uneob subit donc de bas en haut
On démontrerait demême que la poussée quis'exerce de bas en haut enû'b', est représentée parH - h"t. Ot, comme H- hest plus grand que H - h',I'eau s'écoulera dans le sensHcH/.
lll,. Fontaines inter-mittentes. Les fon-taines intermittentes ,comme leur Bom ltin-dique r Do coulent quepar intervalles. Ctest cequi aruive quand un ré-servoir intérieur corrl-munique au dehors par un conduit en forme de siphon (fig. 70).L'eau o staccumulant peu à peu dans le réservoir, finit paratteindre le niveau MN I alors le siphon est amorcé, of I'eaus'échappe par I'oritce O jusqu'à ce que la surface libre soitdescendue au niveau de I'orifice intérieur.
QuesrroNNÀIRE. - A quoi servent les pompes ? - Quel est le but du jeu dupiston dans les pompes ? De quoi se composo la pompe aspirante ? Expliquezson jeu. - Peut-on, au moyen de la pompe aspirante, élever I'eau à une grandohauteur? Pourqrroi ? - Qu'est-ce qu'une pompe foulante ? - Que présente de par-tieulier la pompe à incendie ? - A guoi sert la pipette ? Qu'est-ce qui ernpêche lo
Fig. 70. - Fontaine intermittente.
72 NorIoNs suR LEs scIaNCËs pnysreuns ET NATURËrLEs
liquide ds s'écouler quand on la ferme en haut avec Ie doigt? - Qu'est-ce çrele siphon ? A quoi sert-il ? - Eæpliqwez som fomctiomnement. - Qu'appelle-t-onfontaines intermittentes? - Expliguez I'interinittence do leur écoulement.
Exnncrcns. - 1.. Dans une pompe foulante, le diamètre du corps de pompe estde L5 cent., la course du piston est de 35 cent. Combien de coups de piston faut-il pour que I'eau sorte du tuyau de refoulement, {ui a 3 mètres de longueur et& cent. de diamètre intérieur ?
2. Quelle force faut-il exercer pour soulever le piston d'unepompe aspiranteamorcée, quand le piston a une surface de ldmq. et le tuyau d'aspiratlon unohauteur de 5 mètres?
3. La base du piston d'un pompe foulante est un cercle de 10 cent. de diamètre,la section horizontale du tuyau de refoulement a 3 cent. de diamètre. Caleuler lapression qu'il faut exercer sur le piston pour soulever I'eau à t0 mètres au-dessus de la base du piston, -
4. Dans une pompe à ineendie, le volume du récipient est réduit au tiers doson volume primitif. Avec quelle force I'eau est-elle lancée? Jusqu'à quelle hau-teur peut-elle s'élever ?
5. La branche courte d'un siphon mesure 25 cent. Quel doit être, en fractionsd'atmosphère, I'excès de pression atmosphérique nécessaire pour produire I'amor-eement, d'abord avec de I'eau, puis avec do I'acide sulfurique dont la densitéégale 1,84 ?
6, Une petite pipette de 27 cent. de longueur est remplie d'acide sulfurique.(D=lr&4.) Jusqu'à quello valeur faudra-t-il que descende la pression exté-rieure de I'air pour que l'acide s'écoule du tube ?
CHAPITRE X
MACHINE PNEUMATIOUE
l19. Principe La maehine
Fig. 71.. - Machine pneumatique.
C, eorps de pompe. - B, récipient. - T, tube de communication. - HD, platinesur laquelle repose la clocho. - P, piston avec sa soupape, - O, ouverturaet soupape eonique du corps de pompe.
de la machine pneumatique.
MÀCHINE PNEUMÀTIQUE 73
pneumatiEtn est une pompe aspirante qui a pour but d,extraireles gaz contenus dans un récipient.
Elle se compose essentiellement : lo d'un corps de pompe C(fig. 7{) dans lequel se meut un piston p, traversé par un cânalmuni d'une soupape ; lo d'un récipient B communiquant avecle corps _de pompe par un tube T- fermé au moyen de la sou-Pape.O. Les deux soupapes s'ouvrent de bas en hâut. Le jeu rleI'appareil est analogue à celui de la pompe aspirante.
Quand le piston monte, il soulève la tige- qui le traverse àfrol,tement dÏt ; la souBape conique s'ouvie,
-et une partie de
I'urJ du récipient .passe dans le coips de pompe.Quand le pistoh descend, il abàisse lâ ti$e et ferme ainsi la
soupape ; I'air comprimé par le piston s'échappe par I'ouver-t-rry qui traverse le piston. Les mêmes phénômèn-es se repro-duisen[ à chaque L:oup de piston.
lf3. Machine pneumatique ordinaire ;
La machine pnpu.
Fig. 72. - Machine pneumatlq:ro ordinaire. '
1. Coupe verticale des corps de pompe et des pistons. - C,C'corps de pompe;P, P, pistonsl c, o, soupapes du piston; b, b, soupapes des corps de pompeavec leur tige h, h et leur taquet i, i; R, roue dentée avec ses deux crémail-lères T, f i O, O, canal de communication entre les corps de pompe et le récipient.
2' Pran de ra ïiffi,*,,Ii,,tiiii?,i;ft"'illinlË,0f,':o.TJr.ntt"
tuvau do
matique ordinaire est upe machine à deux cylindres ( fig. 12).[-,es deux pistons sont accouplés et mus au rnoyen de crémail-lères T, T, de manière que I'un monte quand I'autre descend.
74 NoTroNS suR LES scrENCEs pHTSreuEs ET NÀTuREtLEs
. Cette_ disposition a pour but de détruire I'effet de la pression
atmosphérique qui s'exerce sur la face supérieure des pistons.Une clef permet dnintercepter la com-
munication entre les corps de pompe etIe récipient , ou de mettre celui- ôi encommunication avec ltextérieur. Un ba_romètre tronqué (fig. 7B), en commu.-nication avec I'air du récipient, indique àchaque instant Ia pression intérieurô. Cebaromètre est un simple tube en U, dontI'une des branches est fermée et loautreouverte. Le mercure remplit complète_ment la branche fermée,t,andis qu'il ne sré-lève qu'à une faible hauteur dans I'autre.Ce tube est fixé contre une planchette
. graduée, et renfermé dans une éprou-, vette qui communique avec le récipient.
Fig.73.Fig'73'-Baromètretronqué. Le mercure ne commence à descèndredans la branche fermée que lorsque le vide est déjà fait en partie.La pres_gi9n du gaz renfcrmé dans le récipient est alors donnéepar la différence des niveaux du mercure dans les deux branches.
RemarqL(ê, * La machine pneumatique ne fait pas le vicle absolupour deux raisons : {.o parc_e que- chaque coup de piston n'enlève qu'unefraction de l'air contenu dans le récipientl 2o parce gue les eipaces(espaces nui'si'bles ) dans lesquels le pistrrn ne pénètrô pas , recèlenttoujours une certaine quantité d'air.
lll4. [fiachine de comp-ression. - ta machi,ne d,e conapressi,ansert à comprimer les gaz dans les récipients. Elle ne di{fère de lamachine_ pneumatigue que par le jeu des soupapes : au lieu de s'ou-vrir de bas en haut, c'est-à-dire vers I'extérièur, Ies deux soupapegs'ouvrent de haut en bas, c'est-à-dire vers I'intérieur.
La machine -de compression la plus employée est la pompe ù rnar,n,
qui se réduit à une simple pompe aspiranie et foulante.AppllcerloNs' lo On emploie pour travailler sous lteau,
notamnaent pour la fondation des piles de ponts, une grandecloche en tôle-sous laquelle I'air est constamment renouuélé parune machine de compression. '
Les ouvriers s'y introduisent par un vestibule, sans mettreItair de la cloche en communication directe avec I'atmosphère.Dans ce vestibule r ou écluse fermée, ils sont soumis progressi-vement à Ia pression qui règne sous la cloche; aprèi qùoi ilspeuvent descendre impunément dans ce caissgn *t y tràvaillertrois ou quatre heures de suite.
HACHINE PNEUMÀÎIQUE ?5.
!o Le scaphandre est un appareil qui permet à I'homme detnavailler sous lteau. Il se compose essentiellement dtun casquevitré, hermétiquement flxé sur les épaules , et dans lequel onenvoie de I'air au moyen d'un tube flexible qui le relie à unepompe de compression.
$o C'est I'air comprimé qui fait fonctionner les horloges pneu-matiques et lance le.""tdépêches dans les tubes forman{ le réseautélégraphique intérieur de Faris. C'est encore lui qui, agissantsur les pistons des freins Westinghouse, employés aujourd'huisur les lignes de chemin de fer, permet d'arrêter en quelquessecondes un train marchant à grande vitesse.
{f5. Soufflet. - Le soufflet esl un appareil qui sert à injecterun courant d'air dans un foyer pour activer la combustion. I!fonctionne comme une pompe foulante.
Au moyen de la corde MP(fig. 74), on met en mouvementle levier MN, mobile autour dupoint A. Ce mouvement'fait al-ternativement monter et des-cendre la face inférieure du souf-flet, iaguelle porte une soupapeS, qui s'rluvre de bas en haut,et fonctionne comrne celle dela pornpe foulante.
ï.iue cloison portant égale-rnent une soupape St, s'ouvrantdans le même sens, partage le soufllet en deux cornpartiments sûp€r-posés C et C/. L'air du cornpartiment inférieur passe, par cette soupape,dans le compartiment supérieur, d'où il s'échappe par la tuyère T.
QunsttoNNAIRE. - À guoi sert la machine pneumatique ? Quels en sont lesorganes essentiels ? - Décrivez la machine pneumatique ordinaire. - Commentest constitué Ie barornètre tronqué? - Powrquot la macltîme pmewmatiqwe ncpeut-ell,e faire l,e aide absol,w d,ans wm réciptient ? - Qu'appel,le-t-om espaccmui-si,ble ? - En qwoô I,a rnach'dne d,e coynpression d,iffère-t-el,tre il,c lc mo,chf,nepmaumatiqwe ? - Citez d,es appticatiocts itre l'air comprimé. - A gwoi sert lesooaffl,et ? - Commemt fomctiorune-t-dl, ?
ExrncrcE. - l. Dans une machine pneumatique, le réclpient mesure S litret,lo corps de pompe 2 litres ; la pression initiale est de 754 millim. lrouver la ten-sion de l'air dans le récipient après deux coups de piston.
2. I'e corps de pornpe d'une machine pneumatique mesure { litre. Quel doit êtrele volume du récipient avec lequel gn le fait communiquer, pow !truQ r dès lepremier coup de piston, la tenbion du gaz soit réduite à la moitié de sa valeur pri-mitive? Quelle sera alors la pression du gaz raréfié aprèstrois coups depiston?
3. Dans une macbine pneumatique, les volumes du récipient et du corps dopompe sont respectivement égaux à 4 litres et à I litre. Trouver le volume qu'og-cuperait, I'air qui reste dans le réciplent après 2 coups de piston, si on lo ramc-aait à ln pression iniiiale.
l'ig. 71. -
lROISIËME PARTIA
CHATEUR
CHAPITRE I
DITATATION DES CORPS
.116. Action de la chaleur sur les corps. - La chaleur est
la cause à laquelle nous rapportons nos sensations de chaud ot
de froid.Les principaux effets de la chaleur sur les corps sont : {o de
les dilat er ; 2o de les faire changer d'état'
'rL7. - f,s chaleur est une forme de l'énergie' on suppose qu'elle
se réduit à un mode de mouvement. Dans cette hypothèse, la chaleÏrconsiste en un mouvement vibratoire très rapide dont seraient anim6es
les molécules matérielles. Quand la vitesse des molécules augmente,
ià-rorpr s'échauffe; guand elle diminue, le corps se refroidit.
ll8. Dilatation des solides. - Sous I'action de la chaleur,
les solides subissent plusieurs sortes de dilatations: la dilatation
linéaire ou en longuôur, et la dilatation cubique ou en volume.
{ t9. Ditatation linéaire. - La dilatation linëaire Peut êtremise en évidence àI'aide du pyrornètreà cadran (fi9. 75 ).
Une tige métalli{uo,fixée en A, vient buteren B contre une ai-guille B, mobile sur uncadran. En stéchauf-fant, la tige s'allongeet déplace I'aiguille.revient à sa position
Fig. 75. - Pyromètre à cadran.
Quand la tige se refroidit, I'aiguilleinitiale.
' DILATATION DES CORPS 77
Appticatioræ. - On fait chauffer les cercles des roues de voi-
ture àvant de les poser. Le cercle chauffé entoure exactement
i*r jantes de la rbue; lorsqu'it se refroidit, sa contraction
serrô les assembtages et les consolide.Dans la constrùction des voies ferrées, oD laisse un petit
intervalle entre deur rails consécutifs, afin qutils puissent
s'allonger librement quand la temqérature augmente'
On ne soude pas lôs feuiltes métaltigles des toitures I on les
maintient seulement en place par des clous spéciaux, passant
dans des trous assez larges pour ne pas gêner- la dilatation.
Le pend,ul,e eornpsrwaieui esl un système de .tig9l , de deux
métarir différents, qui se ditatent en sens.opposér;jtapour but
de maintenir consiante la longueur des balanciers des horloges.
En été, les fils télégraphiques sont moins tendus quten hiver.
lgo. Ililatation cubique. - La ditata,tion cubrque est mise
en évidence au moyen de I'anneau de
S'Gravesande ( fig- ?6 ). Cet appareil se
compose d'une boule de cuivre - passant
etuitement, quand elle est froide, dans
un anneau de même métal. '
Si I'on chaulfe la sphère seule, elle ne
passe plus dans I'anneau ; donc-Pon vo-
iume a augmenté. En chauffant I'anneau
seul, la spfrère passe sans frottement ;
donc ltespace annulaire stest accru'Si on ôhauffe la sPhère et I'anneau
'les dimensions des parties en contact
restent égales entre elles ; dana les es-
;;;;;;iilis d,es corys s'accr'oissent cotnrne Fig' 76'
s'irs étaùent pleini. Anneau de s'Gravesando'
Apptieations.- p6qr enlever un bouchon à ltémeri qui résiste
aux efforts ordinaires, on chauffe avec précaution le col du fla-
con I I'ouverture se diiate seule, et I'on peut extraire le bouchon.
Ljéchauflement ou le refroidissement brusque des corps
mauvais conducteurs produit une dilatation inégale, {ui peut
amener leur rupture. Ctest pourquoi un verre épais casse
il;d;n-y oerr. de I'eau très cnauôe, tandis qu'un verre mince
ne casse pas.
igl. Ilitatation des liquides. - I*s tiquides s.e dilatent plus
q*-ttt ,otid,rti on le dériontre de la manière suivante :
un ballon É , complètement rempli d'eau colorée, est trl-miné par un roâs tube; le liquide siélève dans le tube iusqu'à
78 NorroNs snR r.Es scrgNcps pnysreuus aT NÀTUn[LLu$
une certaine hauteur que
dilater libroment,,
Fig. 78. Dilatation des gaz.
Ctest pourquoi la
I'on marque sur une petite feuillede papier collée à la paroi dutube. Si I'on plonge alors le bal 'lon dans I'eau chaudo ifig. 77} ,on voit le niveau de lteau baisserimmédiatement dans le tube. Cephénomène est dû à ce que laparoi du ballon s'est d'abordéchauffée seule; sa capacité ayantainsi augmenté, le niveau du li-quide dans Ie tube a dû nécessai-rement stabaisser. Mais, à sontour, I'eau du ballon s'échauffepeu à peu, €t, comme elle se di-late plus que le verre, le niveauremonte bientôt à sa position ini-tiale, qu'il dépasse ensuite deplus en plus, à mesure que latempérature s'élève davantage.
Les thermomètres usuels re-posent sur Ia dilatation des li-quides. * !
199. Ililatation des çtrsn. - Lesgez sont très d,ilqtabl,es. b
lo Si la preusion ne change pas,c'est - à - dire si le gaz peut Be
son volume staccrolt rapidement avec la tem-pérature; ctest ce que lton met en évidenceen chauffant dans un ballon une masse d'airséparée de I'atmosphère par un index deliquide coloré (fig.78). Il suffit de chaulferle ballon simplement avec la main pourque I'index se déplace aussitôt.
No Si le volume ne change pâs, ctest-à-dire si on empêche Ie gaz de se dila-ter, sa tension augmente avec la tempéra-ture.
Iq3. Variation de la densité sulvant Iatempérature. - fJs corps chau{fé conservele même poids tout en augmentant de vo-lume; donc sa densité dirninue.fumée et I'air chaud s'élèvent dans I'atmo-
THERI\{OUÈTRES '9sphère. Les vents sont produits par les mouvements des couchss
atmosphériques, causés par loascension de I'air chau{fé au con-tact de Ia terre.
C'est I'ascension de I'air chaud qui produit le tirage des che-minées,
QunsuoNNÀtRE. - Quels sont les princlpaux effets de la cbaleur ? - Com-bien d.e sortes de dilatation éprouvent leslo[des? - Comrnent montre-t-onqu'une tige métallique s'allonge quand on la chaufTe ? - Citez des appticatipnsde la dilatation llnéaire. - Comment met-on en évidence la dilatation euirtgu ri -Pourquoi un veme épais casse-t-il quand on y verse de I'eau bouillanto ? - Com-rnent montre-t-on Ere la chaleur dilate les tiquides? - Pourquoi le liquidebaisse-t-il d'abord dans le tube au moment où on plonge le balôn dans i'e*ochaude? - Comment démontre-t-on que les g{z se dilatent quancl on leschauffe? - Sont-ils très dilatables?- Comment varie la densité d'un corpsquand on le chauffe? - Pourquoi les cherninées tlrent-elles plus énerglque-ment lorsqu'on y fait du feu ?
CHAPITRE II
THERHOMÈTRES
194. Usage des thermomètrese - Les thermomètres sontdes instrurnents qui servent à déterminer la température descorps.
La tempërature d'un corps est cette qualité que nous expri-mons en disant qu'il est plus chaud ou moins chaud qu'unautre corps.
Les changements de température d'un corps se mesurent parles variations qu'éprouve. son volume sous I'influence de lachaleur.
Tant que le volume reste le même, la température est, ttation-nairel suivant que le volume augmente ou diminue r orl dit quela température s'élèae ou s'ob aisse.
Le meilleur corps thermométrique est le mercure, car : {.o onpeut I'obtenir très pur ; 2o il se met rapidement en équilibrede température avec les corps environnants ; 3o sa dilatation estassez régulière et relativement grande; 4o toutes les températureg
' lt'
80 NorIoNs sun LEs scIENcEs PHYsIQuEs ET NATURE""TL
usuelles sont cor;';'nises entre son point de solidification (- 40o)
et son point d'ébullition (350o ).Pour les températures très basses r otr se ,sert du thermo
mètre à alcool; mais cet instrument ne peut servir au-dessusde 50o, à cause des vapeurs d'alcool qui se forment et qui pour-raient briser le L.rbe.
Les solides ont I'inconvénient d'être trop peu dilatables, etles gaz de l'être beaucoup trop.
Les thermomètres à gar sont très sensibles; mais, comme ilserigent une manipulation délicate, on ne les emploie que dansles recherches scientifiques qui exigent une très grande préci-sion.
195. ,tonstruction du thermomètre à mercuro., - {o Prépa-ration d,u tube. - Il faut vérilier d'abord si le calibre est régu-lierr'c'est-à-dire si la section intérieure du tube est la mêmetlans toute la longueur. Pour cela on fait glisser un index derytnercure tout le long du tube, et I'on examine si cet index con-.serve la même longueur. S'il diminue de longueur dans uner:ertaine position, ctest qu'un renflement eriste en cet endroit ; s'ils'allonge, ctest qutil y a un étranglement. Dans I'un et ltautre
cas, le tube doit être r0-jeté. .:,
Quand on a trouvé unIube bien calibré, oD soudeà I'une de ses extrémitésun réservoir, et à ltautreune ampoule terminée enpointe effilée. D'ailleurs ontrouve dans le commercedes enveloppes thermomé-triques toutes préparées.
2o Remplissage du tube.
- On chauffe le réservoirR; une partie de I'air sortdu tube ; on plonge alorsla pointe dans le mercure(fig. 79 ) , Ie refroidisse-ment produit une contrac-tion de I'air intérieur, et
ttemplirsage d'un thermomètre à mercure. la pfeSSiOn atmOSphériq'efait monter du mercure dans ltampoule. Il suffit.alors de redres-sËr lo tube et de chauffer de nouveau le réservoir pour faire
Fig. 79.
TunRMotrlÈtnns 8{
sortir une nouvelle quantité d'air qui esb remplacé, après refroi-dissement, par quelques gouttes de mercure. On fait ensuite
bouillir le mercure dans le tube; les vapeurs chassent les der-nières traces d'air, et leur condensation permet all mercured'envahir toute lalongueur du tube.On porte I'instru-ment à la tempéra-ture la plus hautequ'il doit inarquer,on enlève alors ltam-poule, puis on fermele tube à la lampe.
3o Graduation. -Pour graduer unthermomètre, otrcommenco par dé-rerminer le pointzéro et le point L00. 'to'lg' ôu'
- .,**^--r-.1*'u' ""
Le premiô, ât ce* Détermination du zéro' Détermination du point 1'00'
points correspond à la tempérutyrc de la glace fondante, et
i'autre à celle-de la vapeur d'eau bouillante.Pour obtenir le point zéro, on plonge.le ther-
momètre dans un vase renfermant de la glace
fondante ( Iig. 80 ) o et ouvert à la partie. infé- tl!
rieure, afin ie taisser I'eau de fusion s'écou- -iffi*îler librement. Quand le niveau du mercure if*qcesse de d.escendre , oû 'marque 0o au point
lloù il s'est arrêté. ll
Pour déterminer le point {00, on met lÏ
ensuite I'instrument dans une étuve 1 va- lit
peur d.'eau bouillante ({ig. 8.1 ) ; le niveau ll
du mercure monte, puis s'arrête; on marque l'ii{00o si la pression atmosphérique elt
dli{T
760mn ; dans le cas contraire, on - ajoute
\H *
ou on retranche Lo pour 27m* de différence WPUn petit manomètré à eau, otr coûrmunica- N-tion avec la vapzur au moyen de.la tubulure WE, permet de cônstater si la tension de cette
Fig. 82.oap'eur reste égale à celle du milieu am- 'c ts' oÉ'
biant. ' vo$-v -:--- ,rÏffi*ff;ui1ig.r.
On divise I'espace de Qo à 100o en cent
parties égales, cd sont les d'egris du thermomètre ; puis on pro-4
!'ig. 80. . F-ig. 81.
longe I'échelle au rlelà des points extrêmes. Les.degrés au-des-,{îl ftl Éil sous de zéra sont affectés du signeilll illl llll (moins).llll llll flll tsG. Consrrucrion du rhermomèrro
nuunuuiucnte "r,,li|rii[]
,,|'ill 1 alcool. on introduit de I'alcool
| ,' ti' ','ll
d-ans I'entonnoir ( flg. gZ ) , puis on
i l,ll llll fill chauffe légèremenileréservoir. QuandË flll llll llll l'air se refroidft, te liquide descend
S l.ll llll |]II dans Ie tube sous I'acrion de ta pres_
€ llil ijli llll sion atmosphérique. on sraduô par
N lill llll ffi comparaison avec le thermomèrre à
^' tualilt arlilltt,4,,11 mercure.
Ë lili llll ilii re7. Êohenes diverses (ns. 8si. -'.S lïl lfl ]il| Les principales graduations thermo-f fill lill i{Nl métriques en usase sonr:i l.|ll ifil ifil lo L'éehetle centigrade, dont te 0o
tlu,u,Ih,,[,0.r,,]e -ù--.r1.fi ,ljl] "[H] correspond à la température de la
ifll lill lj|l glace fondante, er Ie {00o à ceile de
lill lill iill la vapeur d'eau bouiltanre;lill JJ[t ]At lo L,ëcheIIe Réaurri,ur : le 0o cor-lffrl ltil [$[l respond aussi à ta rempérarure dellf;] llfl lËËl la glace fondante, te 80o à ceile de
N\ s, ** 32ô degré correspond à la glace fon-N E S dante, et le Zl2o à celle de I'eau bouil-S\ .H S lante ; cette échelle est surtout em-€ \ È ployéedanslespaysdelangueanglaise.
_!. . Fis. 8J. {00o centigracles valent donc B0oEcheiles ther.m'mér,riques. Réaumur Ou lgOo Fahrenheit ; dOnc
lo centigrade vaut n/u de degré Réaumur et ,/, de degré Fahrenheit.
82 NorroNS sun r,Es scrnNcns pnysreuns ET NATuREtLEs
1128. Remarqtlo. - Pour qu'un thermomètre soit sensible, il fagtgue Ie réservoil soit grand et Ie tube très fin. Pour gu'il se metterapidement en équi}ùhre,.$.g température, il faut r ârl coniraire, que levolume du réservoir sbii petit. A ces deux points de vue, on conltruitdivers thermomètres, les uirs'à indicationslrécises, les autres à indi-sations rapides, suivant les usages aurquelJ on les destine.
l2g, Thermo-n;-$$re à maximac - Le thernnrruètre ù maæi,ntaindique la- plus haijte température à laquelle I'instrument a été por{é.C'est un therrnomètre à mercure , à tule recourbé horizontalôment(flg. 83). L'index A p,sl; poussé vers la droite du tube à mesure gue latempérature s'élève, il reste en place lorsqu'elle s'abaisse. Sa positionindique donc la plus haute température qo'" marquée I'instiument.
'l.SO. lhermomètre àindique , âu contraire, Ia
ir{HRMoMÈrREs gg
minimac - Le thermomètre ù minimaplus basse température à laquelle il a étrj
,.rn-T-r-rî-Y1.Tr1-rffi Tffi l.ffi rrlTlî201001020 3ù
10
lr0 50
20 30
},TTN
Fig. 84.
porté. C'est un ther-momètre à alcool, àbranche recourbéehorizontalement (fiS.84 ). Quand la tem-pérature diminue ,I'index est entrainépar le liquide. Quandelle s'élève , I'index Thermomètre à maxima et à minimâ.-A, indexen acier.reste en placer - B, index en émail, dans I'intérieur du liquide.
Lorsque les deuxinstruments sont fixés sur la même planchette, comme dans la figureci - dessus , il suffit de soulever la droite de I'appareil pour ramenerchaque index à I'extrémité de lû colonne liquide correspondante, etmettre ainsi les therrnomètres en état de servir.
QuustroNNAIRE. - A quoi servent les thermomètres ? - Quel est le meilleurcorps thermométrique, et pourquoi ? - Dans quel cas emploie-t-on I'alcool ? -Pourquoi n'ernploie-t-on géntiralement pas les solides ou les gaz? - Commentvérifie-t-on qu'une tige therrnométrique est bien calibrée? - Comment rem-plit-on de mercure une envetoppe thermornétrique? - Comment s'y prendrait-on pour la remplir d'alcool ? - Indiquez comment on déternrine la graduationdu thermomètre à mercure. Comment désigne - t - on les degrés inférieursà la température zéro 7 - Quelles diIÏér'ence.q existe-t-il entre la graduation desthernromètres centigrade, Réaumur et Fahrenheit ? - ewe faut - il, powr qw'ù4mthermomètre soit sensible ? - Que fawt-il pour qu'il, domne rapid,em,eu tà fum-përatwre cherchée? - A quoi seroent les th.ermomètres à maæima et mimima?Comment sont-il,s comstrwits ?
ExrncrcEs. - 1. Les réservoirs de deux thermomètres à mercure ont Ia mêmecapacité, les diamètres intérieurs de leur tige sont dans le rapport de I à 10.Trouver le rapport des longueurs d'un degré dans ces deux instruments.
2. Les réservoirs de deux thermomètres ont le même volume; les longueursque I'intervalle fondamental occupe sur leur tigè sont dans le rapport ae f à e.Tr_ouver le rapport des sections et des rayons intérieurs de ces deux tiges.
3. A combien de degrés centigrades correspondent 45, 50, 26,8 degrés Èéaumur?4. convertir 45, 60, 40, 23 degrés Réaumugen degrés Fahrenheit.5. Un thermornètre de Fahrenheit est plongétans un bain, à côté d'un thermo-
mètre centigrade. Quelles indications donnera-t-il quand le thermomètre centi-grade marquera 50., 76., 10" ?
$'{ NOTIONS SUR tES scIEKùss PHYSIQUES ET NÀTURELLES
CHAPITRE IIICOEFTICIENTS DE DITATATION
f.B{.. Définitions. - On appelle coefficient d'e dnlatation linéaircd'un corps I'allongement que subit I'unité de longueur de ce corps
'pour rine élévation de température de { degré'
Le coefftcient d,e d,r,latatr,on cubique est I'augmerrtation gue subitI'unité de-volume clans les mêmes conditions.
Les coefficients de dilatation varient d'un corps à un autre I mais
pour un même corps, le coefficient de dilatation cubique est toujours
sensiblement le tripte du coefficient de dilatation linéaire.Pour les liquidel et les gaz, on ne considère évidemment que le
.,*.coefficient de dilatation cubique.
ffih jLgZ. Coefficients de dilatation linéaire des solides. - Méthod,e
We-ràuoisier et Laptaae. On prencl une barne AB (fig. 85) de la
Fig. Bb. - Principe del lit méttrode Lavoisier et l-aPlace.
substance dont on cherche le coefficient de clilatation I et on la plaee
s11r des rouleaux, au fond d'une cuve dans laquelle on met tle la
glaee fondante. L'extrérnité A vierrt buter coutre un arrêt, tandis que
iertrémité B s'appuie contre un levier BO dont le mouvement se
transmet à une lunette mobile autour du point 0.
euand la barre a pris la température de la glace fondante, c'est-à-
di; qu'elle est à go, ïn vis-e, avôg la lunette, une mire éloignée , et on
note tï Aivision correspondante E'on rempracu ensuità la glace qq d9 I'eau ou de I'huile, que I'on
porte à une température d'éterminé,e t; I'extrémité B vient alors en
Bt, par exemple, ù lott.tte s'incline et prend la direction OE'' On note
ta'division E, et on mesure EEt'L'allongemànt BBt est à la longueur du levier BO, comme la lon-
s,r."*-Èd, *rt à la distance OE. or Bo et oE peuvent se mesurer;
ine simple proportion donnera donc BB''. Si la torrgo.or de la barre à 0o est L et si la deuxièT-t erpériencc
aété faite à la température trle coefflcient de dilatation linéaire sera:
, BB'û:-LxT'
COEtrTICIENTS DE DILATÀTION
La cuve est disposée entre quatre pilierc en maçonnerie (fig. 86) quiassurent ia firité des dillérentes pièôes. Le jeu dê I'apparei[ rappelle
' Fig. 86. - Dilatation llnéalre des solides (Lavoisier et Laplace).AB, tige métallique. - D, bras du levier coudé. - fi!1, soû â,xê. -L, lunette. - E, mire divisée. - P, dés en pierre.
celui du pyromètre à cadran (no ltg); mais I'aiguille est ici remplacéepar ls direction de la lunette.
Fig. 87. - Dilatation a^bsolue de mercure (Dulong et petit).GD, AB, ûrbes communiquants. - F'8, tube capillaire. - tt thermomètre à polds.
Les coefficients de dilatation linéaire sont toujours très petits I celui
$u verre, pâr exemple, est 0,0000086; celui du 2inc,0,000029.
\$183. Coefficients de ditatation des liquides. - {o Méthod,e deDulo'ng el Pe|it, L'appareil de Dulong et Petit r pour déterminer lc
E5
86 NorroNs suR tus sclnNcas pnysleuns ET NÀruREr.tEs
coefficient de dilatation du mercure, se compose de deur tubes com-rnunicants A et C (fig. 87 ) maintenus à des températures différentes,mais connues, La température des deux branches étant différente, lemercure n'a pas la même densité dans I'une et dans I'autre (no 123);par conséquent, Ies deux niveaux ne sont pas dans le même planhorizontal. C'est de cette différence de niveau que I'on déduit le coef-ficient de dilatation du mercure.
2o Pour déterminer le coefficient de dilatation des autres liquides, onest obligé d'avoir recours à des procédés indirects I car on ne peut leschauffer sans dilaten l'enveloppe qui les renferme. Dans la méthodeprécédente, il n'T a pas à tenir compte de la dilatation des enve-loppes ; car, dans les vases communiquants , la hauteur des liquidesest indépendante de la forme et de la dimension des vases (no 65).
Le coefficient de dilatation cubique du mercure est 0,000179; celuide I'alcool, 0,007A4:g I celui de l'éther, 0,0075X5.î-
{ffi tgA. Coefficients ds dilatation des gaz. Méthod,e d,e Gay-LÏLmroc. T-e gaz est intnoclrrit dans un petit hallon muni d'un long tube
ll et séparé de I'atmo-
;--.".;;.,. \il , .,,:":'^'.,--.... sphère pal ut index de
introduit dans urre cuve(fig. 88 ) et amené à latempérature zé,ro aumoven de slace fondante:,, \,-ilË..,1-.-==Jfi.:l=--È...:';ll mOyen ce gla0e IOIIQaÏlÏe;
æifii-# I'inâexdemercure s'ar-rête dans une positionque I'on note. On rem-place ensuite la glace parde I'eau ou r-le l'huile que
! 1-. -...;,,.
lil - .-.. -.-'-L\ sphère pal ut index de
\ i'. ' . 'i . ,, ll ' r .. .';, ;" ..,, ',; me,cu,ô" Le ballon est
I'on porte à une ternpé-
!'ig. B'r. - Diratarion des saz'tÇ*y-Lussac). i:-tÏt ::"lt:":]:^-*:-^ r5. u " - "'-:-*-"::;_. "- ê-- r':-r -*--*-,', , tation. de la masse ga-{m, ballon contenant I'air. - n1., iridqx mercuriel. : ::^: :^.
- tt !', thermomètres donnaniil;;ilJ;il;';; 1::tÎ^ttt.,ulors mesurée
bain CC' Pâr le déPlacement deI'index. Connaissant cette
dilatation, le volume du gaz à 0", et la température à laquelle ila été porté, oo en déduit le coefficient de dilatation.
Il faut tenir compte ici de la dilatation de I'enveloppe et faire uneeorrection nelative à la pression, si la hauteur baroryrétrique a variéentrp lpg ,lortx nhsorvetions.
Le coefficient de clilatation de I'air esb 0,003670 ; celui de l'hydro"gène, 0,003666; celui tlu gaz carb clniclrte, 0,003710.
{35. Formules de dilatation. - Dr,latatton linéaire. Prenons une
règte de I mètre de longueur à la température zéro, soit d son coeffi-
cient de dilatation linéairel si nous la portons à la température t,gpn aççroissement de longueur sera dt . et si, âu lieu d'un mètre,
COEFTICTENTS DE DILATÀTION 87la- règle avait ulre longueur rle I mètres, son accroissement seraitldt (n" t3l).
La nouvelle longtleur L de .cette règle est égale à sa iongueur pri-mitive l, augmentée cle l'accroissemenî Mt, et ïon uu"u ,L: l, + ldt
ou L_ I (I + d,t)Pour une autre température tt , on aurait d.e même :
L:l(r+dtt)En divisant rnembre à membre les égarités (1) et (2),
troisième formule :
_L _ r+dtI.t^-11AT
r -t | 7 + dtLl- " i;47r-
(t).
(2),
on trouve uno
d'où(3).
{s6. Dilatation cubigue. - En désignant par o Ie volume d,urrcorps à la température s,éror pâr K son coefficient de dilatationcubique , et .par t ou tt la température à laquelle on le porte r ûp râi-sonnement identique au précédent donne les trois formules :v--u(1 fKf)v/: u (1+ Kr')v_rr, 1+KtY - I -L+r{ti-'
Renr'an'qL{ê.- Dans le cas des liquides et des gà2, il fauttenir cornptede la dilatation des enveloppur qui les contienient; "t,
pour les gaz ,il faut, en outre, tenir co*pie oË ta pression à laqueile ils sont soumis.
- QursuoNNAlRE. - eu'oppel,te-t-om coeffi,ciemt, d,c itil,atatiom tinëaàre? cwbtqy'e ? - rmil,iquez sommiiiement le procaaé iLe Louoisier et Laptace pour l,ad'él'erminati'on d,es coefficiemts d,a d'ilâtofion ltnéaire. - Em quoi consiste l,amëthoil'e d,e Dwl,ong et Petit pour la d,ër,erminotion aw coe{1t,cient d,e d,ilq&riond'es liqwid'es? - Pourqwoi'il,ams cette méthod,eno tient-!à* por eompte d,e l,ad'ilatatiom d'es enuer,oppàsp - comment Giy-Lwssaa a-t-ir, d,éterminé r,e coef-fr'ciemt il'e d'ilatation ààs gaz ? rmd,iquez ui iipttquez l,es formules rel,atiues awæd,ilatatioms liméalre et cubiq*e.
ExrncrcEs' - 1. Quel accroissement de longueur prennent 100 kllom. de railsen acier, en pa,ssant de 0'à 25? (CoeffTcient Oe ii dllatition de l,acler-0,00001ib.)2' une tige de cuiwe mesure 3 mètres e la iempérature de 0. et E.,00bz à i00t.Trouver le coflicient de dilatation ao ,"*Ëtuf.3' Quel accroissement de longueur,prend, en passant de 1.00. à 200r, uno tigede fer qui, à Oon mesure deux m-èt"eu f 1C"àinàient du métal-o,0000122.14' Ramener à 0'la hauteur d'un baromètru q"i est ?62 millim. à ?.5,. (coeffi-
cient rie dilatation du mercure 7= 5.bbo-',
5' Un ballon de.19rre gradué à 0' porte deux tratts de repère coryespondantaux volumes 50 et 1'00 cent. cubes. Trouver lo volume vrai qoïindiqoent ces traitrà {00'. (Coefficient de dilatation orbiguo du verre = 0,00002,,i
88 NoTtON$i SUR [,8Ë SUIUNCES PTIYSIQUES [T NATURBLLSS
CHAPITRE IVPROPAGATION DE TA CHATEUR
137. Mode de propagation de la chaleur. - Quand la cha-
leur se propage de proche en proche à travers les corps' on ditqu'elle sè tiaÀsmet par cond,uctxbilité. Au contraire, si elle se
prop"ge à distance, d'un corps à un autre ' sans échauffer les
milieux intermédiaires, oû dit qu'elle se transmet par fcrYon-
nernent,
{3S. Corps conducteurs. On appelle corps bons cond'uc-teurs de la chaleur les substances qui se
laissent facilement traverser par la chaleur.IIæ.: le fer, le cuivre, et en général tousles métaux.
Les cor ps rn&uaais conducteurs'se laissentdifficilement traverser par la chaleur . Eæ.:le charbon, la mousse, les cendres, le bois,le verre.
On met en évidence Ia différenoe de con-ductibilité des qorps, au moyen de l'appareild'Ingenhousz (fiS. 89). C'est une caisse métal-
lique dans laquelle pénètrent, cles tiges de clifférentes substancesenduitcs de cire. La caisse étantremplie d'eau bouillante, les tigess'échauffent par conductibilité ,et la cire fond sur une longueurd'autant plus grande que la sub-stance est plus conductrice.
139. Conductibilité dep ti-quides et des gaz. Les li-quides conduisent peu la cha-leur. On peut brûler de I'alcoolsur de I'eau sans que celle-cis'éuhauffe ; on peut aussi porterà l'ébullition de I'eau contenueà la partie supérieure d'un tube,sans faire fondre un morceaude glace maintenu au fond dutube (fig. 90).mauvais conducteurs oue les
Irig. 89.
Appareil d'Ingenhousz.
Fig. 90. - É:nunition de I'eaueu-dessus de la glace.
Les gae sont encore Plus
PROPÀGATTON DE LÀ CHATEUR 89
liquides. Aussi les corps qui renferment de I'air immobilisé,comme les tissus, la paille, condui-sent-ils mal la chaleur.
1,4O. Applications. La braisemal éteinte se conserve sous la cer-dre, car celle-ci conduit mal la cha-leur. Le charbon de bois chauffé àI'une de ses extrémités s'allume, tan:dis que I'autre extrémité ne s'échauffemême pas.
On peut faire bouillir de I'eau dansune bolte en papier mince, sans brû-ler le papier, qui cède la chaleur àI'eau. On peut même faire fondre der'étain dans les mêmes conditions,sansque le papier soit carbonisé (fig. 9l).
Les laines, les tissus , le duvet, la
. tr'ig. 92. Lampe ie mineur.lfouvement dans un liçtide chauflé.
le froid, parce qutils renferment et immobilisent beaucoup d'air;ils conservent ainsi la chaleur du corPs.
Fig. 91. - Fusion de I'étain surure feuille de papier.
ouate, protègent contre
Fig. 93.Lampe ôe mineur.
90 NorIoNs suR LEs SGIENcES PHYSIQUES DT NaTURELLE$I
Les oiseaux résistent à I'action du froid, grâce à leur plu-
mage épais. Les aliments se conservent chauds si I'on enveloppe
dan"s ,rnr étoffe de laine le vase qui les contient. Les maisons en
briques creuses, les doubles portes,- les doubles'fenêtres et les
doubles cloisons protègent contre le froid. La glace se conserve
sous un lit de paitte, dans des glacières en briques.
Les liquides ne s'échauffent qu'à la faveur des courants qui
s'y produisent sous loaction de la chaleur. Quand un -oa!e
plein
dt,* est placé sur ùn foyer, les couches inférieures deviennent
plus légères en soéchauffant , of montent à la surface, pendant
irp les" couches froides descendent au fond du vase ( fï9. 92 ).
Ûn. car1se analogue procluit les courants marins.Une toile métàitique posée sur une flamme en éteint la partie
supérieure, parce qu'elle refroidit les gaz qui la traversent.
Lu lampe d,e Dauy ( fig. g3 ) r -eTp_loyée
par lul mineurs, est
une appliôation de cette propriété des toiles métalliques de ne
pouvoir être traversées par une flamme'
Ir*1. Rayonnement. ts Les corps chauds envoient de la chaleur
dans toutesies directions. Cette chaleur, appelée chaleur raVonnante,
se propage en ligne droite.- Ci" ipiele d,iàtherrrla,nes les eorps qui se laissent traverser aisé-
**i pâr tr chaleur . Eæ. : le sel gemffiê r les gaz, I'air (ces derniers,
pour là chaleur lumineuse seulement ) '* [,", corps atherrnones sont ceux qui ne se laissent pas facilement traver-
,"" pr" la chalertt. Ûfr... le boisr la pierrer- l'alun solide ou en dissolution.
Càrtains corps, tels que le verre, laissent passer_ la chaleur lumi-,*or*, mais nôn Ia chaleur obscure; ils sont donc diathermanes pour
i" .tt"t"o* lumineuse , et athermanes pour Ia chaleur obscure. Cette
fropriété est utilisée dans les cloches en verre des jardiniers, dans les
serres couvertes en verre.Rentayqlra, - Le froid ne rayonne pasl mais deux-corps placés I'un
à côté de I'autre rayonnent de la chaleur; le plus cfaud en r-aYonne
davantage et se refroidit, le moins chaud en reçoit plus qu'il n'en
rayonne, et s'échauffe. t
lLhZ, Pouvoir rayonnant ou émissif. - Le pouuoir érnissif d'un
,orpr est la propriétè qu'il a de rayonner de la chaleur arrtour de lui' Le
pà"i"i" émissif dépenÀ de la nature du corps, de sa couleur, etc. Une
âouleur noire ou fôncée, une surface rugueuse , favorisent le pouvoir
émissif. Les métaux polis ont un pouvoir émissif faible; c'est pourquoi
les substances contenues dans des vases en métal poli conservent plus
longternps leur chaleur que celles qui sont dans des vases en terre.
I]. noi, d,e fumëe et le blanc d,e céruse sont les substances qui pos.-
sèdent le plus grand pouvoir émissif'
LI*8. Pouvoir absorbant. - On appelle pouaoir absorbantla pro-priété qu'ont les corps de se laisser pénétrer par la chaleur rayon-
PhopAsÀtroN DË La CHALI:UR 9rnante. Le pouvoir émissif d'un corps est égal à son pouvoir absorbant.Les corps rugueux et de couleur foncée ont un grand pouvoir absorbant.
ll/t&. Pouvoir réflecteur. - Le pouuoir réflecteurqu'orrt les corps, de réfléchr,r oû renuoyer les rayonsrencontrent leur surface. Les corps blancs ou à surface
est la propriétécalorifrques quipolie sont ceilx
qui ont le plus grand pouvoir réflecteur.Les miroirs ardents (fig. 94) sont des miroirs concaves jouissant
Fig. 94. - Miroir ardent.Fig. 95.
Calorifère à eau chaude.
de la propriété de réfléchir la chaleur du soleil et de Ia coneentrer en unpoint qui est dit le foyer du miroir. A I'aide d'un miroir ardent exposéau soleil r otr peut enflammer un corps combustible placé au foyer.
ILI*6. Appareils de chauffage. - Chemt'nées. - Une bonne che.minée doit avoir une section assez grande pour l'écoulement completdes produits gazeux et de la fumée du foyer, mais pas trop grande à
cause des courants descendants qui pourraient ramener une partie de
la furnée dans les appartements I une- éléuat'r,on suffi,sante pour activerle tirage I des prisei A'al, pour alimenter le foyer.-
Le mouvement ascendant se produit par I'air chaud, qui a une densitémoindre que I'air extérieur. - Le tirage dépend de la tem,pérature d,u
foyer, de la hautanr de la cheminée et de l'état de l'atmosphère.
PoêIes ordinairês, - Les poêles sont des foyers entourés d'un corpsplus ou moins conducteur, qui échauffe par rayonnement I'air et les
99 NofioNs sun Éns scrnncng pntslQuns tr NlrumLLEscorps environnants. Ils exigent un bon tirage, une bonne cheminée etdes prises d'air suffisantes âu-dessous du fôyôr. Ce système de chauf-fage est plus économique, mais moins hygiéniqoe que le précédent.
Calorifères à ai'r chaud. - Les calorifères à air chaud comprennentun fo_yer central échauffant une grande quantité d'air, qui es-t conduitpar des tuyaux distributeurs dans tous'les ap.partements-, où il pénètrsp_ar des bouches d,e chateur: I'air chaud doit-être humid.e. Dei prisesd"qir ou bouches de dépo,rt, s'ouvrant à I'extérieur, assurènt lerenouvellement de I'air des appartements.
^ Calorifères ù eau chaud,e. Ces calorifères se composent d'unfoyer contenant un bouilleur plein d'eau ( fig. ' gb
) i un systèrne detubes emmène I'eau chaude, {ui monte à càuse de sa densité plusfaible I cette eau traverse des enveloppes métalliques placées dani lesappartgrnents I refroidie , elle descend dans Ie bouilleur par un autretube. Ces caloriferes donnent une température constante, douce ; onles utilise dans les serres.
QunsrroNNArRE. - Comment se propage la chaleur ? - Qu'appelle-t-on corpsbons conducteurs et corps mauvais conducteurs de Ia chaleurf
-Donnez-en des
exemples et des applications. - Quelle propriété présentent les toiles métal-liques? - Qctoppel,le-t-on corps^d,i,athermomes et corps athermanes ? Citez-emilcs eæempl'es. - Powrqwoi |,es serceE soml,-ettps aitrées? - Déft,missez l,€povooir émisstf , I'e pouuoùr absorbamt ct l,e pounoir réf,eeleîct. - ewelldtfrt trrrprinaipauæ apporeib itre chaufage, et commemt fomcttonneml-ôl,s I "ffi'
CHAPITRE V
FUSION - SOLIDITICATION _ DISSOTUTIOTI
I. - F'USiOn.
1,46. I)éfinition. La fusion est le passage d'un corps del'état solide à l'état, liquide sous I'action de la chaleur.
Presque tous les corps sont fusibles ; ceux qui résistent aurplus hautes températures sont dits réfractaires ( chaux , plom-bagine , etc. ).
Les plus puissants foyers calorifiques que nous possédionssont' le chalumeau à gaz oxyhydrique, et I'arc voltalgue.
Certains corps, comme la qhair, le bois, ne fondent pas, maisse décomposent soug I'action de la chaleur.
147. I'ois de la fusion. - lro Loi. - Un même corpE entretoujours en fusion ù, la même tempërq,tu,re,
2" Loi. - La tempërature d'un corps reste la même pendanttstrte læ durée dc sa fu,sion.
' FUSIO!{ t- S0IIDIFICÀÎION r- DIFSOLUTI0Î{ gS
La température à laquelle se produit la fusion d'un corps
r'appelle le point ile fusion de ce corps.iâ constance de la température pendant la fusion de la glace
est mise à profit pour la détermination du zéro, dans la gra-duation des thermomètres centigrade et Réaumur.
La prernière loi suppose que le corps est soumis à une _pressionconstinte. Le point de-ibsion îarie, en efôt, sous I'tnlluence des varia-tions de pressiotr. En général, les corps se dilatent en fondant. Alorsla pression fait obstacle o ta fusion, et à mesure que la pression aug-
mente, Ie point de fusion s'élève.Certains corps,. tels que la glace , font exception à cette règle; ils
ge contractent àn'fondait. Alors la pression favorise la fusion I et quantl
la pression augmente, le point de fusion s'abaisse.D'après la sèconde loi r ûD corps ne peut fondre sans absorber une
certaùe quantité de chaieur; mals cetté chaleur employée .à- la fusion
d'un corps n'élève pas la ternpérature I elle perd sa qualité de chaleuret devient, pour ainsi dire , latente.
/L48. Regel. - Quand on presse fortement I'un contre I'autre deurmorceau* d'e glace, ils se soudent I'un à I'autre; Cest ce phénomène
qui porte le nom de regel.- Sous l'influence de là pression, il se produit, aux points de contactt
un commencement de fusim; mais dès que la pression cesse , I'eau
de fusion se solidifie de nouveau, et les deux morceaux de glace n'enforment plus qu'un.
Quand^oo .do*prime fortement de la glace pilée, dans un mouleformé de deux cilotles sphériques, on en retire une lentille de glace
homogène, transparente. Il y a donc eu fusion, puis solidification.Les-glaciers sont produits par I'agglomération des neiges_. Comprimée
sous son propre poids, cette neige fond en partie, puis elle se solidifieen une m"ssé compacte. C'est par te phénomène du regel qu'on erpliquela marche des glaciers.
II. - Solidtlication.
l,trg. Iléfinition. - On nourme soliditcation le phénomène
inverse de la fusion, c'est-à-dire le passage d'un corps de
l'état liquide à l'état solide.
{.re Loio Ê Un corps se sotiil,ifn toujours èr' la' même t_erypéyo'
ture, et le point ile solUtl,cation est h même que le poi,nt il'e fusion.
2e Loi. - !,q, température diun corps reste la même pendant
toute la durée de la soliilificatïnn.La première loi n'est vraie que si le corps ql Py' L'eau de mer,
qui contient des matières étrangères, ne sesolidifiequtau-dessousde 00.
4*
g{ No?'ro}{s sun Ltrs gcIENCE$ plrysreuns ET NÀTURELT.Hg
Comme on ne peut fondre un corps gu'en Ie chaulfant, ou rnieuxen lui fournissant r.le Ia chaleu$, de même on solidifte un corps en Ierefroidissant, c'est-à-dire en lui retirant de la chaleur, Le.*pr res-titue pendant sa soiidilication la chaleur qu'il avait absorbée pàndantsa fusion. La seconde loi de la solidificatiôn signifie que cette chale,r,qui ry dégage doit être enlevée, pour ainsi diie r âr fur et à noesurepar l'efÏet du réfrigérant; la température ne porrvant pas s'abaissertant qu'une partie du corps n'est pas solidifiée.
_- Changements de volume gui accomg6,Inent le changrlmenû
d'état. Les conps en se solidifiant dirr,fnuent de voluÀe ; parconséquent, leur clensité augmente. cependant quelquer-iir*,I'eau par exemple, augmentent de volumô par la soiidifïcation. I.,aglace a une densité de 0,92 I c'est pourquoi elle flotte sur I'eau.
Ltaccroissement de volume qu'éprouve I'eau en se congelantpeut produire des effet,s mécaniques d'une puissance extrâordi-naire. Si on expose à la gelée urvase à col-étroit complètementrempli d'eau o la par'[ie supérieure gèle d'abord, foime bou-chon, €t la solidilication du reste oe la masse produit une9{nanqion qui détermine inévitablernent, la rupture dù vase. tettedilatation de l'e_au par la gelée peiut causer la pulvérisation despierres dites gdliues, et le déchiiement des vaissàar.,* des plantes,des conduites dteau.
{so. [fiaximum de densit,é de I'eauo - Lreau, à 40 au-dessusde zéro, est à son maximurn de densité , c'es[ - à - dire à sonminirnum de volume. Quand lteau se refroidit, jusqurà 40, sonvolume diminue ; si elle continue à se refroiài* ïu- dessousde 4o, son volume augmente.
Fig. 96.
Maximum de densitéde I'e&u.
C,est dOnc i {,0 eue
L'appareil de [Iope (fig'96), qui permet de constater ce fait, se conû*pose d'une-éprouvette entourée à sa partie rnoyenned'un manchon M, et munie de deui thermomè.trest et tt dont la tige traverse la paroi, I'un à la partiesupérieure de l'éprouvette, I'autre à sa partie infé-rieure.
L'éprouvette étant pleine d'eau à la ternpératureordinaire, on-remplit le manchon d'un mélange deglace et de sel marin. on voit arors le thermoùètreinférieur baisser rapidement, tandis qlue I'autrereste stationnaire i c'est donc que l'eau dèvient plusdense en se refipid,issant, puisqu'elle tornbe au fônd.
Quand le thenmomètre inférieur est a*ivé à &r,il reste à cette température; le thermomèt"" ro-pénieur commence à descendre et marque succes-sivemenl &o, 3"n 2o, to et enfin zéro. Les coochesliquides étant placées pan ordre de densité (no ?6),I'eau atteint son maxirnunn de densitd,
FUSTON SOT.,TDTFTCATTON DISSOT.UTION 96
. C'est pour cette raison que I'eau du fond des lacs et des nivières n'estjarnais f une température inférieure à 4o, ce qui permet aux poissons de se
ioustra.ire aux froids rigoureux de I'hiver. C'est encore ce qui expliquepourquoi les couches supérieures de I'eau d'une carafe se congèlentioujoùrs les premières, même quand on refroidit Ia carafe par le fond.
IlI. -- I)lssolution.
l5rl. Définition. - On appelle dissolution la fusion d'un corpssolide sous I'influence doun liquide auquel il se mélange.
Ainsi un morcearr de sucre se dtssout dans I'eau. Le résultatest une dissolution. On dit que le sucre est solubl,e, dans I'eau,ou que loeau est un dissolanraû du sucre.
Lteau est le dissolvant ordinaire I mais certains corps, telsque le fer, la craie, Do se dissolvent pas dans I'eau. Les grais_ses,
insolubles dans I'eau, sont solubles dans I'ammoniaque et dans
Ia benzine. Le soufre se dissout dans le sulfure de carbone.Les corps ne se dissolvent pas également à toute tempéra-
ture ; en général, la chaleur favorise la dissolution. Aussi I'eauà 100o dissout {0 fois plus de salpêtre qu'à 20o.
1$1f.. Saturation. - Lorsqu'un liquide contient tout ce qu'il peutdissoudre d'un corps r oû dit qu'il estsaturé de ce corps.
Saturé d'un premier corps, le liquidereste néanmoins capable d'en'dissoud reun second.
{.58. Mélanges réfrigérants. - Engénéral , les dissolutions absorbentde la chaleur et refroidissent les corpsenvironnants; elles prennent le nomde rnélanges réfri'gérants guand ce
refroidissement est considérable.Ainsi I'azotate d'ammoniaque mé-
langé avec un poids égal d'eau froideabaisse la température de 260 ; huitparties d'acide chlorhydrique et cinqde sulfate de soude prod.uisent un abais-sernent de température de 27o; unepartie de sel marin et deux de neigeou de glace pilée donnetrt une tempé-rature de - 20o; un mrilange tl'dtheret de gaz earbonique solide I'abaisse
l5r*. Glacière des familtres. - La ql,a,cLèr"c cLes fa+tti,lles (fï9. 97) se
cotnpose de deux lases concentriques ; on met dans le vase intérieur
Fig. 97. - Glacière.
à - {{0o.
t
96 NorroNs sun LEs scrgNcgs pnysreuus ET Narunur.LusI'eau ou le tiq{-d9 à congelerl dans le vase ertérieur, un mélange at3 parties de strate de soid" & d..?.f"rti"r a'acide bntortrydrique. Ilsuffit alors d'agiter le mélange-"rl$âg1ant, à r,aide d,une manîveue,pour déterminer la congélation du liqilide conte"o à.trr le vase central.
{'55. Diisolution des gaz et des liquides. - lo on donne encorele nom de dissolution à l'àbsorption d;un_ gaz par un liquide. Ainsi ,I'eau de Seltz artificielle est une diïsolution a J g'u;;rbonique dans l,eau.La guantité de gaz qu'un liguide peut disËoudre varie en sens in-verse de la température. Ainsi, soris la pression ordinair., ituo àt5 degrés centigràdes dissout un peu moi-n, de 800 fois son volume$e-Salammoniac, tandis_qu'elle.n disout plus ae IOOO fois son volumeà 00. Il suffit de chauffer une dissolutiori-;;^";;-poo* chasser tourle gaz qu'elle renferme.
A une mêrne température, la quantité de gaz qui se dissout aug-rnente avec la pression.2o Le mélange- de deur liquides prend aussi quelquefois le nom dedissolution. a1":i'on dit go. le suùure de caruône Ëst insotuble dang
l'tt9, mais soluble dans t?ther; qu; l'essence de térébenthine dissoutles huiles.
{'56. Cristallisation' F La cri,statti,sati,om est le passage à l,étatsolide d'un corps. {issous ol ryIdu, lorsqu'il prena "".i roroi. seoÀo-trigue régulière (Chimie, no {6). ' t
QusstroNNArRE. - Qu'est'ce que la fusion t 1 Qu'1pp6us-t-en corps réfnc-taires ?- Énoncez les tàis ae ratlii-on,- i-q*oî, es! itaû, le phénunène d,u regel?,Qu'est-ce--que la solidiûcationt QuéUes efr sont lesloisi - po*quoi la con-gélation de I'eau brise-t-elle les vâre-g? - eu'entend-otr oD disant que l,eauest à 8on maximum de densité ?^A quelle temfrqaturo
"ti"i"i-"lle ee maximum ?comment te aérdfr,a'tLom ? * Qwaitp esc en"i,loer lo température d,w fonct, d,e.slacs? et donmez-enl,a raisom.
Qu'appelle't-on dissolution?--Latempérature &-t-elle quelque influenco surIa dissolution? - euomil, un l,ôqwûil,e ,ri-;î-iotwré xu,m îorps I _ ew,est-acg*ry mél,onge réfrigéramt? --. Eo_ompbrs. - Les goz sont-ir,s sor,wbhs ir,arcsles liqwiil'es ? - Qwelh est voctiom ilclà chateur swi trls d,issolutioms d,es gos?
- Qu'cst-cc euc I,o eristal,U.satl,om?
CHAPITRE VIPORMATION DES VAPETTRS - ÉVNPONATION
J. - F'ormation des vapeurs dans Ie vlde.
Ktll. Erpérience. Lorsqu'on introduit un9 goutte de riquidedans la chambre barométriqueite liquidç :e vaporisà instantarreË"nt,et le niveau du mercure balssé "usitôt. on p."ï JJnr formuler cetteloi : Dans Ia aide, u? riqu,ide.se oopo*e'instiÀùnément, et Esuqpeuf a'cquiert une force élastique,70mme un gqz,
t
troRMATIoN DES v^PEURS ÉveponaTloN 97
Ia tension de la vapeur est mesurée par la dépression de la colonnebarométrique.
{.58. TenSiOn matimum. F {o La force élastique de la vapeurn'augmente pas indéfiniment. Quand I'espace aide en est soturé, lavapeur ne se forme plus, et il reste un ercès de liquide au-dessus dumercure (fiS. 98).
A ce moment, la vapeur a une tension ou force élastiquemtaæimu,nt,,qu'elle ne peut dépasser si la température reste la même. La vapeurest dite alors sq,turante, Mais si on chaulfe le tube, le liquide donneencore des vapeurs, et la tension augmente. La tension maximumdépend donc de la température.
2o La tension maximum n'estAinsi, trois tubes baro-métriques étant disposésles uns à côté des autres,si I'on introduit dans I'unde I'eau, dans le secondde I'alcool et dans letroisième de l'éther, oûconstate que la force élas-tigue de la Yapeur d'é-ther est plus grande guecelle de I'alcool, et celle-ci plus grande que cellede I'eau.
pas la même pour toutes les vapeuns.
D'une manière géné-rale, à une températuredonnée, la tension de lavapeur est d'autant plusgrande que le liquide estplus volatil.
30 Quand la vapeur est
Fig. 98.
Vapeur raturatte.
saturante, si on soulève le tube de manièrc à augmenter le volumede la vapeur, une partie du liquide se vaporise aussitôt. Si, au contraire,on enfonce le tube, une partie de la vapeur nepasse à l'état liquide
'de sorte que dans les dôur cas la hauteur de la colonne mercurielleconserve la même valeur (ûg. 99). Le tube semble glisser simplementsur la colonne de mercure.
llo Si Ia vapeur n'est pas saturante, ses variations de volume et de
pnession suivent sensiblement la loi de ilariotte ( no 96 ).
II. - Évaporatlon.( to. I)éfinition. - L'âta,poratian esl,la transformation d'un
IùoiAu en vapeur, à la temférature ordinaire. Un tiWi{e s'éva-pore d'autant ptus rapidement qu'il est plus oolatil. L'eau est
noins volatile que I'alcool; celui-ci I'est moins que l'étlter.
), , \l
98 NorroNg sun r.gs scIENcEs pnysreuns ET NÀTURELT,Hs
Si la vapeur Ee forme'dans un espace illimité , l'évaporationse continue jusqu'à ce que tout le liquide soit transformé envapeur ; mais si I'espace est limité, l'évaporation s'arrête quandle milieu ambiant est saturé de vapeur.
F f uO. Causes qui favorisent l'évaporation. - Qss causes sont :tr lo L'étendue de la surface du liquide. L'évaporation estd'autant plus rapide que la surface est plus grande. On utilisecette propriété clans les séchoirs , dans les marais salants, lesbâtiments de graduation pour I'ertraction du sel.
lo L'éIéuation de la température. Le séchage des tissus et dupapier se fait à I'aide d'un cylindre chauffé intérieurement parun courant de vapeur dteau.
30 L'agitation de l'air, Qui renouvelle les couches déjà satu-rées. Un vent sec et chaud sèche rapidement le linge.
4o La diminution de pression. Un liquide s'évapore d'autant, plusrapidement que la pression qui stexerce à sa surface est plus faible.
to L'état de sécheresse ou d'hwmidité de tr'air. Le linge mouillésèche diflicilement par un temps hurnide. La transpiration cuta-née est abondante quand I'atmosphère est sèche, êt presquenulle par les temps humides.
La vapeur d'eau atmosphérique nta d'influence çlue sur ltéva-poration de I'eau, et non sur celle de tout autre liquide ; l'ét,her,le sulfure de carbone r pâr exemple, s'évaporent aussi facilementpar un terrps humide que par un temps sec.
16{. L'évaporation refroidit les corps. - Quand un tiquides'évapore, il emprunte de la chaleur aux corps environnants.
L'erpérience de Leslie, qui met ce fait enévidence, consiste à placer, sous le récipientde la machine pneumatique, une rondelle deliège enduite de noir de fumée, sur laquelleon a versé un peu dteau, et placée au-des-sus d'un récipient contonant de I'acide sul-furique ( {ig. {00 ).
Quand on fait le vide, l'évaporation s'ef-fectue rapidement, et le froid qu'elle produitne tarde pas à congelen ce qui reste d'eaunon évaporée.
Fig. 100. - Congélation Ltacide sulfurique absorbe la vapeur dreaude I'eau dans le vide' qui se forme, et^ empêche ainsi ia satura-
tion de I'espace limité par la cloche.Les vases poreux conservent I'eau fralche en été, parce
que le liguide qui suinte à travers leurs panois s'évapore à
'rT!.. i ,t
' FOnMÀttoÈ{ DSs vÀPEUns ÉvlportAllo$l gg
l,air, et emprunte de la chaleur au vase et à I'eau (alcarazaa)-- -
rôr*qor iu corps humain est en sueur, il faut, éviter les cou-
rants d'air, {ui âmèneraient un refroidissement brusque, par
i'àïuporation rapide de {a sueur, et pourraient ainsi exercer une
funeôte influencè sur I'appareil respiratoire. c'est pollr se garan-
tir contre ces refroidissbments què I'on fait usage de vêtements
de flanelle.
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tx\?,t-i.
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:"-::----='--'----Fig. 101. - Production de la giace par évaporation
de I'eau (aPP' Carré)'
Fig. {02. -- Productionde Ia glace Par évaPoration
do I'ammoniaque.
L, appareil cam,ëf $ri sert â ra production artificielle de la glace '
*ri"riË application de i'expérience de Leslie.
Un levier t ifià. 104) âctionne le piston d'une machine,pneuma-
tique à un ,*o1',lii"a"é p-q"i t-it_le-vide dans une carafe c renfer-
rnant de l'eau; et' adaptée * conduit A' Un récipie-nt gn plomb R
comtient de l'acide sulfurique sans cesse agi!é par [e levier t ' et' des-
tine à absorber la vapeur d'eau qui se produit. .
euand la pression est suffrru***ot basse, I'eau de la carafe entre
,o?b,ttlition et ne tarde pas à se congelgr'ilf . Carré a imaginé ui autre appâreil, di! aqp,'rcil' ù go'z o'rnrno'
n*r, qui se "o*[ore
d'un réservbir à P.{roi
'9li9" ' ren fermant une
dissolutron aqu*orï de gaz ammoniac A-(frg. {03): C" réservoir com-
munique "o"ï on récipîent C, hermétiquement clos, ayant la l'orme
cl'un manchon, au centre duquel on peui placer un vase E contenant
[e liquide à congeler' nlution À. le i , se dégage de lr
Quand on chauffe la dissolution a, le gaz ammonlac
!F
t00 Norrons sun rns scmubus pHTsrQuEs ËT NÀruRÈt[as
dissolution (n. {55) et vlent se liqué$er dans le récipie.nt c; puir '
f"and or, ".br"
de chauffer, ce gal, iiq.iéne s'évapore rapidement ' se
redissout dans I'eau en a, 'ei pioduit'un froid ôonstdérable qui fait
congeler le liquide placé dans le vase central.
eupstroNNÀrR'. - errarrive-t-it-qpand on introddt'une gôûtto ôe fiq'ide
dans."le'ehambrÀ"berornét*ique ? - Ls d,épressôon il,e lo cor,onne il'e rnercure aug'
rnente-t-el,l,c towjours ù rnesuÎc q*'ô* inlroùult dc noutellps gouttcs il'c
lôqw|d,e? - Cette d,épressCon.il,épeÂ,i1,'etl,e--itre lÆ tempëratwre? - Pot*r *mc
mêmd ternpërah*e ,l,a ibpressioi oarle-t-elle oaec laùatwre d'u l'ï'qwtd'e ? COm-
ment l,e ,érift,e-l-o*e Jguun6, d,l,t'On qwe la 1)apeur dSt s-atwralrÙte? - Por
qwclte eæpériemcs tnontre-t-ott qwe pgyl lnt températwre il'éterrnimëe ùwo Ûo'
peutr saturante a, wna tensiomi,*urlioUle ? - Qu;est'ce que l'évaporation ? -L'évaporation d,un liquide se continue-t-elto inâéfinimen[? - Quelles sont leg
causes qui favorisent l'évaporation? - Donner'-eî des applications' - En quoi
consiste t'experiànco de Leslie ? eue prorrve-t-elle ? * Décrivez I'es ihwæ &PFo'
reil,s Comé-po* la fobrieatôam ile la glocc'
CHAPITRE VII
ÉguLLtrIoN. - coNDENsaTIoN
r. - Énuttltlon.
169. Délinition. L'ébuttition est le passage tumultueul
d'un liquide à t'état de vapeur, par I'effet de la chaleur ' sous
forme de g'rosses bulles de ïapeur; -qli naissent au contact de la
p;ffrù*,itroà, et viennent crôver a la surface du liquide.
168. Lois de l'ébullition. - Le phénomène de l'ébullition est
soumis aux trois lois suivantes :
{.re Loi. - (Intiquid,e, placé d,aræ d,es conditions i.nuariables,
carnrùence toiiouri ù iiuittir ù ta même tempéràture. cette
température u*t *u qu'on appelle son point d'ébwlli'tion'
2e Loi. - La température d'U,n liquid'e reste censtante pen-
d,ant toute lu d,urée de llébullt'tian'
B. Loi, - IIn tiquid,e comrnence ù boui'ltir quand, la tension
de sq, oq,peur est égale à, la pression rylil supporte.
lga. Influenco de la pression. Il résulte de la troisième
roi que, si ra pression aîminue, re poi"t- d'ébullition s'abaibse.
crost ce que lnon démontre au moyen du buttan d'e Franlilin.
on fait bouillir de I'eau dans un 6allon, de manière à en chasser
Pair; puis on le bouche et on le renverse comme I'indique la
6idJ,'rl;. bi nn verse alors de leau froide sur la partie supé-
Énulrtrlon â coNDsNsÀllon 101
rieure, la vapeur qui surmonte te liquide se condense et déter'mine une diminution de pression ; on voit aussitôt l'ébullitionrecommencer.
Quand un liquide bout à I'air libre, la force élastique de sa vapeurost égale à la pression atmosphérique. On le constate au _molen- d'unpetit tube At ( fig. 1A{.) analogue à celui de Mariotte (no g6). On intro-
É"ig. {,03.Ballon de Franklln.
Ù-ig. 104. - Pressionde la vapeur d'eau bouillante.
duit un peu d'eau à la partie supérieure de la branche fermée, et onle place dans la vapeur d'eau bouillante. L'eau du tube entre elle-mêrne en ébullition, et la tension de sa vapeur fait descendre le mer-cure dans la branche fermée , jusqu'à ce gue les niveaux soient à lamême hauteur dans les deux branches I ce qui prouve que la vapeuremprisonnée dans la branche fermée exerce, à la surface du mer-cure, une pression égale à celle que supporte le mercure dans labranche ouverte , c'est - à - dire égale à la pression atmosphérigue'
L'eau froide entre toujours en ébullition, quelle que soit sa tempéra-ture, pourvu qu'on réduise suffisamment la pression qui s'ex_erce à sa
surfaee. C'est ce que I'on observe dans l,e fonctionnement de l'appareilCanré ( no {6{. ).
Quand la pression augmente, le point d'ébullition s'élève. Ainsi.sous la pression de deux atmosphères, I'eau n'entre en ébullition ,qu'à120o. L'èau des génerateurs des machines à vapeur peut donc n'êtrepas en ébutlition, même à une température supérieure à 1000 , à
cause de la pression que la vapeur exerce à sa surface.Dans les taboratoires on constate ce fait au moyen de la rnq'rmite de
Papin (fig. f05); réservoir clos, à parois très solides, dans lequell'eau peut être portée à plus de {.000 sans bouillir.
fffi NorroNs sun tfts scrnt{cns pHlsreuËs ut NarunËffinfrLa marmite de Papin sert dans I'indusirie, sous le norn d,o,utoclo,ue
ou de di,gesteur, à extraire la gélatine des os.
165. causes qui modifient le point d'ébullition. - {o L,épai,s_seur de la couche _liqu'ide:. - Lf vapeur forrnée au fond dri vaser besoin ' pour soulever le liguide et siéchapper, d'acquérp une ten-
sion égale à la pression àtmosphériqueaugmentée de. la pression exeioee pu*la couche liquide.
?" La prëserùce de bulles d,e gez s,usein _du, li,quide. - L'eau qui a
-bouillipendant un certain temps
-et {ui, par
conséquent, a perdu tout l,air q.r'éllerenfermait, bout à une terapératuie su-périeure à 100o. C'est encore pour cetteraison que, dans certains vases , commeles ballons en_ verre, pâr exernple , l'é-bullition se fait moins facilem-errt qrn"dans d'autres, parce qu,ils retiennôntmoins d'air contre leurJ parois.
Fig. 105. - Marmite de papin. So.Les,su.bstances d,issotltes, -Les selsen dissolution retardent l'ébullition" L'eau
de mer bout à {03o; I'eau satunée de carbonate de potasse ne bout qu'à {&5o.{ 66" Bain-marie. La constance de la température pendant
l'ébullition est utilisée dans le chauffage au bain,-nîarie. Ainsi, foo*.maintenir constante la température d'ùn liquide, il suffit de pforrg.,le vase qui le contient dans un autre liquid. .ott*ublr*.nt^choiîi,gue I'on maintient en ébullition.
If. - Condensatlon et liquélactlon.
t87. I)éfinitions. La condensation est le retour d'unevapeur à l'état liquide; la liquéfaction est le passage d'un gazà l'état liquide.
on donne pl"_s spécialement le nom de aclpeur, aux corpsgazeux qui existent ordinairement à l'état liquide ou solide( eau, soufre ) , et on réserve re norn de gilz pour ceux quiexistent ordinairement, à l'état gazeux (hydrogène, gaz carbô-nique). on emploier? +. préférence le rno[ cind,enrâ,tiop pourles_ premiers, et celui de \iqudfaction pour les seconcls.
_ Le pa-ssag-g d'ol liquide à l'état gazeux étant généralegerrtle résultat d'une élévation cle tempéiature ou d'une diminutiontle pression, Ie retour à I'état liquide s'obtiendra, le plûs solt-vent, pâr une augmentation de pression , pal. un abaissementde températurer ou par les deux moJi'ens cômbinés.
Éuuur,trlon coNDENsÀTIoN ttrl
ponqr cRrrreuE. - Il est à remarquer qutau-dessus dtune tem-
pOrut"te déteiminée pou1 chaque Saz, et appelée point critiqt4ç
de ce Bà2, aucune pression , si forte qu'elle soit , De peut déter-
miner la liquéfaction.Li,quéfwcti,on d,es gaz. - Tl* plupart des gaz se liquéfient aisément
q*"4 on l.r refroid-it ou q_u'on les comprimg. Quelques-uns cepen-
âant, I'hydrogène, I'azoteri'o*yg9o., onl résisté pendant longtemps à
toutes les trrit.tioes de riquéfààtion, parce qu'on s'appliquai! moins
à les refroidir q"'a leur fâire subir des pressiorts énormes. On finitpar admettre qo'ilt ne pouvaient pas être liquéfiés, et on leur donna
!e nom de gaz Permcrnents'-- nn"ir, .o
"fgzf, Cailletet et Pictet parvinrent à réaliser des tempéra-
tures infOrieur*', "n* points critiques de ces gaz-: ( . l{8o) po-ur I'oxy-
æ;; ï- ra5o ) pou_T l-'a.z^ole, (- 2q11 pour I'hydrogène. Dès lors tous
tes gâ, purent êire liquéfiés sans difficulté.
{68. Distillation. La distillation a pour but d'isoler les
proaoits volatils des corps._Cette opératiôn s'effectue en vasè
ntos, et sous I'action de la chaleur'on distilte I'eau pour I'avoir pure, le vin pour en extraire
I'aicàol, le bois pour avoir I'esprii de bois et le vinaigre de bois,
la houille pour obtenir le gaz de l'éc!airage. __
Lorsqu'ôn soumet à la distillation un mélange de plusieurs
liquide, , ,uu*-ci se vaporisent suivant I'ordre de leur tempéra-
tuïe de vaporisation I ô'est pourquoi on peu! séparer I'alcool de
I'eau que contient le vin . (Di'sti,llation fractionnée')
169. alambig. - L'alambic (fig. 106), qui sert gurtout à la
TIIg.
distiltatior' de I'alcool, so
lûd. -- Alartlbic.
compose essentiellement dtune chau-
104 NorroNs suR LEs scrnNcns pnrsreups ET NÀTURELLBs
dière ou cucurbite A ' d'un chapiteau B et d'un serpentin S,refroidi dans un vase E rempli à'eau frgide (réfrùgai,,"iif, ontube i auqène I'eau froide au fond du réfri,géù"i. fu tube'exté-rieur T laisse écouler I'eau chaude, {ui'mônte à la il;i; *nU-rieure de I'appareil.
QursrroNNAIRE. - Qu'est-ce quo l'ébullition ? - euelles en sont les lois ? -Quelle est I'influence- d9 la presslôn sur la températ*â d'éboititio' r - ôo, .io.tnontre I'expérience du ballon d-" P_l"ftin ! -fAwelln est la force élasfiqîce a" uDapcur d"wn I'i,qwiil'e qwi bout à l,'air l,i,brel nou,rqu,où'l,,eant ne bout_el,lepas d'ans la ntarm.ite d'e Pap|m awssitôt que \o tcmpZratwre il,ëpasse 100, ?'-Pourqwoi l"ébwl'l,ition il,eoient-ette ile pl,ws cn _p|wi iliffieitc d'mesure-iu,el,iesc prod'wût? - Quel'les somt l,es cawses qwi rnoil,1fr,ent l,e'point il,'ébwl,Iôr,ion?-Qw'est-ce qw'wn baim-marie ? A quoi sert-it, ?
Qu'est - co que la condensation_.? - D*t qoel cas emploie - t - on le mot liqué-faction? - Par quels moyens obtient-on génèralement le retour d'un rorp. g;l;à l'état liquide? - eu'appelle-t-on point critique dlun ga,? - ew,apfirù,ît_o*awtre.fois ga,z perrnanemts? -_Qu'est-ce que la distill-ation? - euàUes *ootles dilÏérentes parties d'un alambic ?
CHAPITRE VIIIHYGRO M ÉtNI r
..ll7o,.0bi9l dq l'hygrométrie. L'hygromëtrie a pour but dedéterminerl'étatdesécheresseoud''humiditêd.el'atmosphâre
Quand I'air est saturé de vapeur, tout abaissement de bmpératureou toute augmentation de pression amène la condensation d'une partiede cette vapeur.
En général, I'air n'est pas saturé; it n'est pas non plus complètementsec. C'est ce que I'on observe en exposant à l'àir des iubstanceshygromëtri'ques, c'e_st-à-dire _capables d'absorber la vapeur d'eau.
Par exemple, si I'on équilibre sur le plateau d'urie balance uneassiette renfermant du sel de cuisine ou mieur de la potasse caus-liAue r cette substance slmprègne d'eau empruntée à I'atmosphère, etl'éguilibre ne tarde pas à être rompu en faveur du plateau qui la sup-polte. t /
- .- le rapporl de la tensinn actûelle de la vapeur d'eau à-la terusist.."* mo,æimuin 'correspondant à t/même tempérâture ;
\j\.ofrlfit,\ ," ,' ê-f
,Y' / / T''u
-.UrStat hygrométrique $i ég-al au_ rapport du,lpoids p de Ia vapeurd'g'* contenue dans un. certain volume d'airr,ât poidl P q.ri sature-rç{t ce même volume { la mérne ternpératurel'.i
fj{.i
ITYGNOMETRIE tGPour obtgdfi l'état.^,hygrométri{ue, i}'+rffit doBc d.e "déterminer
f ou p ; le{tablbs-dd-t{rslom donheni.f ; le'valcul donne P.
/ L'état hygrométrique ilêpend noà Ëeulement de la quantité de vapeurt d'eau contenue dans I'air, mais encore de la température.
L1L. Ilygroscopes. Les hygroscopes sont des instruments quiindiquent approximativement l'état d'humidité ou de sécheresse de['air; ils sont basés sur la propriété qu'ont les cordes et les boyaurtordus, de se détordre sous I'action de I'humidité.
1,72. Hygromètres. - On appelle hygromètres des instruments quiservent à déterminer l'état hygrométrique de I'air. Les principaurhygromètres sont I'hygromètre à cheveu ou de Saussure, I'hygromètrechimique et les hygromètres à condensation.
L'hygromètre de Saussure (fig. 107) se cornpose d'un cheveu soi-gn€usement dégraissé, firé en a, enroulé sur la gorge d'une poulie ô,
Fig. 107.
Hygromètre ù cheveu.
Fig. 108.
Hygromètre de Daniell.
et tendu par un petit poids c. L'allongement ou le raccourcissementdu cheveu sous I'action de I'humidité ou de la sécheresse de I'air faitmouvoir une aiguille sur un cadran.
Le zôro de È graduation correspond à la sécheresse extrême I le{00e degré, à la saturation. On les obtient de la manière suivante :
Pour obtenir le pointOo, ou de sécheresse extrême, oD fait séjournerI'instrument sous une cloehe, avec un vase ouvert contenant de I'acidesulfurique concentré, {ui absorbe toute la vapeur d'eau de I'air de lacloche. Le point 1.000, ôu d'humidité extrême, s'obtient en remplaçantrous Ie cloche I'acide rulfurique par de I'eau, et en mouillant les
10tt NorroNs sun LEs scrpNcns pnysreuns sr NÀTURELLË:s
parois intérieures de Ia cloche. On divise ensuite I'arc de 0o à {.00o en100 parties égales.
L'hygromètre chimique cornprend un aspirateur d'une, quinzainede litres, des tubes desséchants {ui, pesés avant et après I'aspiration,fourttissent le poids de la vapeur d'eau contenue dans le volurne d'airgui les a traversés. Connaissant le poids et le volume de cette vapeurlon peut calculer sa tensiou f I les tables donnent F.
Les hygromètr,es ù, condensati,an ont pour but de refroidir une petitecouche d'air, de façon à rendre saturante la vapeur d'eau qu'elle con-tient; ce gue I'on reconnait au dépôt de gouttelettes de rosée sur lapartie refroidie. L'hygromètre de Daniell (fig. {08) se compose d'uneboule de verre A, renfermant de l'éther dans lequel plonge un ther-momètre, et d'une seconde boule de verre B enveloppée de gaz,e
humectée d'éther qui , €r se vaporisant, refroidit cette boule.L'éther distille de A vers B, en refroidissant A et son thermomètre.
ll se dépose bientôt à la surface du verre une légère buée. On note latempérature intérieure I c'est le poi,nt de rosëe. Elle fournit /, qui estégal à la tension rnaximum correspondant à cette température dansles tables I la température extérieure, marguée par I'autre thermo-mètre, fait connaître F.
QunsrloNNArRE. - Qwel, est l,'objet d,c l'hygrométrie? - Qw,appelle-t-om sotbl"twmces hygrométriqwes? - Qw'est-ce qwe l'état hygrométrique? - Qw'appette-t-on hygroscopes el hygromètres ? - Dëcriuez l,'hygromètre il,a Sawssure etdttes commemt on le grad,we. - Em qwoi consiste l,'hygromètre chimiqwe ? - Dcguoi se cornposc l,'hygromètre d,e Daniel,l,, of eæpl,iqwez comment on, {en sert,
CHAPITRE IX
MACHINES A VAPEUN
d73. Frincipes des mashines à vapeur. - Les nra,etrrtïLesù uapeur utilisent comme tbrce motrice la fonce élastique de lavapeur dteau. Quand on chauffe de I'eau dans un vase d'où lavapeur ne peut stéchapper entièrernent à mesure qu'elle se pro-duit , la température s'élève bientôt au - dessus de {00 degrés ,et la force élastique de la vapeur croît très rapidement à mesuregue la température s'élève.
l7 4. construction d'une machine à vapeuro - Toutemachine à vapeur comprend un généruteur, pour la produc-tion de la vapeur, et la machi,ne proprernent dite.
HÀCITINBS À VAPEUR 10?
175. Générateur. - Dans les machines txes , le gén'érateur
se compose ordinairement d'une chaudière cylindrique horizon-
tale n*nf*rmant lteau, et communiquant avec deux bouilleurs B
tfig.{09) en contact direct avec la flamme du foyer. Q-uand la
àefirn*r de vapeur doit être considérable, comme dans les loco-
*ôtior* par exemple n la chaudière est traversée par une série
S'*sj
a
Fig. 109. - Générateur de la vapeur.
B, bouilleurs; E, ftotteur rattaché au sifflet d'alarrne ; P, flotteuf lndlqrtant le
niveau de l;eau dans la chaudière; S, soupapo de srlreté; t, trou d'homme
irourle nettoyage du génératevr; rn', piise dô vapeur de lamachinel æ, tubc
atrrenant I'eau d'alimentation au générateur.
de tubes que la chaleur dlu foyer traverse pour so fendre dans
la cheminêe @haud,ière tubutaire). On augmente ainsi tonsid6-rablement la turface de chauffe.
Le générateur porte diveîs appareils âccessoires , dont les
princifaux sont lei soupapes de sûreté, I'indicateur du niveau
de I'eau et le manomètre métatlique.
lZ6. Soupapes. - Les soupapes sont des ouvertures fermées
au moyen A'un levier maintenu -par un ressort ou un contre-poids. Le prrort ou le contrepoid.s est choisi de telle sorte r lluQ
ir vapeur soulève le levier et s'échap_pe librement, dès que 6a
force élastique atteint une limite au delà de laquelle il pourraitarriver des accidcnts.
*'s/
{08 NorIoNÊ sun LES scrENcES pnysreuns ET NaTuRELLEs
Un manomètre métalli-que_marque du reste, à chaque instant,la pression qui règne à I'intérieur de Ia chaudière.
1,77. Indicateur de niveau, - L,ind,icateur d,u niaeau iIEl'eau est un flotteur qui fait monter ou descendre un con-trepoids, suivant que le niveau de I'eau baisse ou s'élève dansla chaudière.
on le remplace souvent p3r un tube vertical en verre, àparois résistantes, communiquant par sa partie supérieureavec le haut de la chaudière, et par sa partie inférieure avecI'eau qutelle renferme. Le niveau de lteau dans ce tube est lemême que dans la chaudière (principe des vases communi-quants ).
U_ng Plmpe d'alimentation introduit dans la chaudière, sui-vant le besoin, I'eau destinée à remplacer celle qui disparaltsous forme de vapeur. Dans la plupart des maChinos, cettepompe est remplacée par un injecteur particulier (injecteurGiffard,\.
178. cylindro et tiroir. - L'grgane principal de la machine
A I'autre face du piston, otr passant par
Fig. {10. - Appareildistributeur do la vepeur.
ment de va-et-vient._ La vapeur qui vient d'agir se degage, otr repassant par celledes ouvertures qui se trouve sous le tiroir, et q.ri communiqueevec I'ertérieur par le conduit K.
Par I'intermédiaire de la bielle et de la manivelle, le mouvo-ment rectiligne alternatif du piston est transformé en un mou-vement circulaire continu, imprimé à I'arbre de couche.
proprement dite est un cylindreC (fig.,H0),dans lequel se meut un piston p, dont Iatige s'articule avec un système bielle etmanivelle, qui transmet son mouvementà un arbre de couche. La vapeur arrivedans la boî,te ù acr,peur T put le con_duit A ; de là elle vient agir iur I'une ou
celle des ouvertures o ou A qui se trouvelibre. Ces ouvertures sont alternative-ment ouvertes ou fermées par le tiroir,sorte de bolte à 5 faces appliquée sur lasurface du cylindre par sa faCe ouverte,et animée d'un mouvement de va-et-vieniqui lui est communiqué par la tige E. Lepiston prend donc lui-même un mouve-
'T .,
IIÀCHINES À VAPEUR ræ
Dans la rna,chine'de Watt ( fig. L11), le balancier BB' est mobileeutour de son ar'e O. L'extrémité B est reliée à la tige du piston t parun parallélogramme articulé B[t; I'extrémité B' est reliée à I'arbre decouche K par un système bielle et manivelle ML.
tZg. Détente, - La détente consiste dans une disposition parti-culière du tiroir qui ne laisse pénétrer la vapeur dans le cylindreque pendant une partie de la course du piston. Celui-ci continue
f, cylindre dans lequel la vapeur entre en a,; t, tige de pistoni BB', balancler IL, biellei M, manivelle; K, arbre de couchei Y, volant; H, pompe d'épuise-ment du eondensour; F, pompe à eau froide.
ensuite à être poussé par la détente de la vapeur, qui agit sur lui à lamanière d'un ressort.
Ia quantité de vapeur dépensée àchaque coup de piston étant moindregue s'il n'y avait pas de détente, il en résulte une économie de vapeur.
|,8O. Machines à baute et basse prossion. - On appelle machinesà lnute pressiar celles dans lesquelles la tension de la vapeur dépasse5 atmosphères I machines à basse pression, celles dans lesquelles latension n'atteint pas 2 atmosphères ; machin es àrnoyerwùe pression, cellerdans lesquelles la tension est comprise entre 2 et 5 atrnosphèrer.
Fig. 1{1. - Machine de \ÀIatt (à basse pressron),
t{0 NorIoNs sUR LEs scIENcEs PHTSIQUES ET NaruRIItLas
La puissance d'une machine ne dépend pas seulement de la foraeélastique de la vapeur, mais encore de la surface du piston I une rna-shine à basse pression peut donc être plus pttissante qu'une rnachineà haute pression, si son piston a une surface suffisamment grande.
{8t. Condenseur.- La force qui pousse le piston dans le cylindreest égale à la différence des pressions qui s'exercent sur ses deuxfaces. Or, quand la vapeur s'échappe librement du cylindre, Ia I'ace
sur laquelle elle vient d'agir supporte au moins la pressicn atmos-phérique. Pour diminuer cette pression, on fait arriver cette vapeur
ar&rara, réservoirdevapeur; B, bielloi c, cylindrei D, D'chaudière tubulaire;e, lube d'échappement; F, foyeri H, prise de vapeur; N, bolte b fumée;P, pistoni R, R, roues; r, clef pour Ia prise de vapeuri s, sifflet; t, tiroiret sa tige.
dans un espace clos, où elle se condense sous une pluie d'eau froide; ilse produit alors un vide partiel qui favorise l'action de la vapeur surI'autre face, L'eau du condenseur, échauffée par la vapeur gui vients'y condenser, sert à I'alimentation de la chaudière.
Les condenseurs ne sont utiles que dans les machineg à basse preÊ-sion, où la dépense de vapeur est peu eonsidérable.
t82. tocomotivo. - Une lncomatiue est une rnachine à hautepression, munie de dpur cylindres, et portee sur des rou6s (fig, 112).
Fig.7l2, - Locomotive (machine à haute pression).
cÂLoRiluÉrnrr
Les tiges des pistons actionnent deux de ces roues (roues matrices) ,et la machine se meut elle-même sur des railE qui guident sa course.
f.83. lravail des machines. La puissl,rùce d'une machine se
mesure par le travail qu'elle eff,ectue en une seconde.L'unité de puissance est le cheaal-aapeur,On appelle eheual-aenpeur un travail de 75 kilogrammètres par
seconde (37).Une machine de dir chevaur peut donc produire à la seconde
75 x 10, ou 750 kilogrammètres, c'est-à-dire le travail nécessaire pourélever 750 kgr. de un mètre. Une machine de un cheval-vapeur pro-duit plus de travail que cinq chevaux ordinaires.
Parmi les forces qui agissent sur une machine, les unes la mettenten mouvement : elles sont dites ncotrices, leur travail se nomme tro-uai,l ntoteu,rr' Ies autres tendent à ralentir, à arrêter le mouvement :
on les nomme forces résistantes, leur travail est le traaq,il rëststant
Quns'noNNArRE. - Qu'arrive-t-il quand on chauffe de I'eau en vase clos ? -Qu'est-ce qu'un générateur ? Comrnent est-il construit ? - Qu'est-ce qu'une chau-dière tubulaire ? Quel avantage présente-t-elle sur les chaudières à bouilleurs ?
- A quoi servent les soupapes de sûreté ? Comment fonctionnent-elles ? - Com-ment sontdisposés lesappareils qui indiquent le niveau de I'eau dans la chaudière?
- Comment remplace - t - on I'eau qui s'est évaporée ? - Décrivez le cylindre '
otexpliquez le jeu du tiroir.
En qwoi consist,e l,a d,étente ? Qwel, auantagc prësemte-t-ell,e ? - Qw'appalle-t-on ynachime à hawte et à basse pressiom? - Qw'es3-ce quel,e comd,ensewr? Qwelcst son bwt? - Q,w'est-ce qu}une locomotùae?
Qwell,e est l,'wnité d,e traaq,il, powr les machinesî La i\élùniç. - Qw'appell,c-t-omforees rïùotrtcds et forces résistamtes ?
CHAPITRE X
cat0RIMETRIE. ÉQUIVATENCE DU TRAVA,IIET DE TA CHATEUR
L Calonimétrle.{84. But de la calorimétrie. - La calor"imét'rie a pour but
de mesurer les quan[ités de chaleur qui correspondent à des
effets déterminés : variations de température, changement d'étatd'un corps, etc.
L,,ttrnité de chaleur stappelle calorie. La calorie est la quantitéde chaleur nécessaire pour élever de { degré centigrade la tem-pérature de { g.. tl'eau. Autrefois I'unité adoptée était la quan-tité de chaleur nécessaire pour élever de I degré centigrade Ia
température de t kg. d'eau ; on I'appelle la grande calorie ou
kilocalorie.{BS. Chaleur spécifique. - On appelle clt,aleur spëctf,que
t7l
Fig. 113. - Expériencesur les chaleurs spéeifiques.
tité de chaleur que dégage
'112 No'rror{s srrR LES scIENCEs . pHysretjns BT NÀTURELL}Is
cl'ttn corps la quantité de chaleur nécessaire pour élever deI tlr:gré la température de I gramme de oe corps. La calorieest donc la chaleur spécilique de I'eau.
Des poids égaux de différents corps exigent, pour s'échaufferd'un même nombre de degrés, desquantités de chaleur différentes.C'est ce qui résulte de I'expériencesuivante. On chauffe dans un baind'huile des sphères de métaux dif-férents, ayant toutes le mêmepoids ,. €t on les pose ensuite surun gâteau de cire (fig. l{3) d'épais-seur uniforme. On constate alorsque la boule de fer, par exemple,traverse le gâteau de cire plus ra-pidement que la boule de cuivre,et qu'une sphère de plomb y resteengagée. Comme la quantité decire fondue par chacune' des sphè-res est proportionnelle à la quan-cette sphère en se refroidissant,
F.ig.744. - puits de glace.
on sait {ue, porlr. fondre I
et par suite à la quantité de chaleur qu'elle absorbe en s'échauf-fant, otr en conclut quer pourporter ces sphères àune même tem-pérature,ilafallu leur fournir des quantités de chaleur différentes.
_ D'après la cléfinition tnême tle Ia ehaleur spécifique, pour éleverla température d'un corps pesant P gr., de la tempéràture t ri latempérature t' , c étant sa chaleur spécifique, il faut lui fournir unequantité de chaleur ayant pour expression
0 - Pc(tt - t).
'I86. Détermination d.es chaleurs spécifiques. -_ La chaleur spé-ciliqrrc tl'tln corps peut se déterminer par la méthode clu puits cleglace ou par cellc rles rnrilang'es.
tr[étlncle clu ltuits de ç1lace.IJn poids P du corps est porté 4tr ne température connue T, et int,ro-duit dans une cavité creusée dansrrn bloc de glace à la températurezéro (nS. 774). Le corps se refi'oi-dit et fait fonclre une certainequantité tle glace , jusqu'à ce quesa température soit elle - mêmedescendue à zéro. On recueilleI'eau de fusion et on la pèse. Or
Sramme de glace à zéro , il fhut
i
CALON IM ÉTN IE
80 calories ; on aura donc, si le corps a fondu p
d'où :
,u,,g
gr, de glace,
p >< 8U: 1rs1
8()riâ-"- T.T. '
Méthodc des mélanges. au lieu d'être placé dans un bloc deglace, le corps est plorrgé dans I'eau d'un calorintètre,
Le calorirnètre est un vase en laiton C ( fig. ll5l, contenant unpoids colrnu d'eau à une température donnée. et isolé aussi bienque possible au point devue de la conductibrlité calo-rifique. Le corps se refroi-dit, et échauffe I'eau ducalorimètre. Quand il y aéquilibre de température, oDécrit que la quantité de cha-leur perdue par le corps estégale à celle qui a été gagnéepar I'eau et le. caloririrètre.On obtient ainsi une équa-tion de laquelle on déduit lachaleur spécifique cherchée.
Soient P le poids du corpset T sa température; M lepoids de l'eau, p celui ducalorimètre, c sa chaleur spé-cifique, t leur températurecommune; et f est la tem-pérature finale; on aura :
Fig. 11,5. - C,atorimètre.
Ps(T-t'): M(f -t) +pc(f -t)æ: (M t -p!)J!- 4-.-P1T=71- 'd'où :
la7. Chaleur latente, - On apytelle clmleurlatente defusion oude uaporisat'Lon d'un corps la quantité de chaleur nécêssaire auchangement d'état de { g*. de ce corps, sa,ns eléuation de tempéra-ture. Cette chaleur est insensible au thenmomètre I c'est pourquoion I'appeLle latente.
t gramme de glace absorbe, pour fondre..80 calories.
fI. Éqoivalence du travail et de la ehaleur.
{,88. Transformation du travail en chaleur. Toutes tes foisqu'un n'Lol"Luement est at"rêté ou seulentent ralentt p&?" des rësistances,i,l se produi,t un dégagement de cltaleu,'t". Ainsi, ur boulet de canontiré contre une plaque de blindage éprouve, au moment du choc, uneélévation de température qui le porte à I'incandescence. Quand on serre
5
lIâ NorroNS guR rns scrENcEs pûYsIQuEs 8t NATURELLES
les freins d'une voiture ou d'un train en marche, le mouvement s'8r-
rêt'e r. mais les freins s'échauffent'Le travail mécanique est donc une source de chaleur; il peut être
produit par le choc, le. frottement , la compression ; nous allons en
âonrr"" quelques .*"*pl9s. Dans tous \es cas, la quantité de chaleur
dégagée àst proportionnelle à la valeur du travail disparu.
{gg. chaleur développée par !e choc. -,: Si on laisse tomber unê
bille d'ivoire ,,rt on plâti de nnarbre, elle rebondit; on ne constate
aucune élévation de [empérature ' parce que le mouvement S€ Coû-
.serve. Ivlais si au lieu à'one niite d'ivoire on prend une balle de
plornb, celle-Ci s'aplatit, son mouvement s'annule, on constate qu'elle
s'est é'chauffée. En la martelant sur une enclume, or l'échaufferait
rapidernent à une haute température' r - r- - ^
Le, corps explosifs s'enflamment sous le choc.
t Lgç. Chaleun dévetoppée par lo, frottement. Le frottement
Fig. {.16. - chaleur dégagée par le frottement (Tyndall}.
d'une allumette suffrt pour enflammer le phosphore. Une corde qui
glisse rapidement entre les mains devient brùlante." L. production de chaleur par le frottement est mise en évidence au
rnoyeir de I'appareil de Tyndall (fig. 116). Un tube métallique T,contenant un pôu d'éther, eit f.r*é pàr un bouchon; on le serre rnodé-
rément evec une pince en bois M , ôt, âu moyen d'une roue et d'une
courroie, oD lui iàprime un mouvement de rotation rapide. Le.frotte-rnent de la pince c-ontre le tube dégage assez de chaleur pour vâpo-
riser l'éther, et bientôt la force élastique de la vapeur est assez grande
pour faire sauter le bouchon.
19L. Chaleur développée par la compretlloo: - Si on enfonce
brusquement le pisto" ,i,i briquet à air fno 86)-,.1a compression de
I'air produit une élévation de température, capable d'enflammer un
mo."àru d'amadou âu fond du tube. Les pièces de monnaie deviennent
brùlantes sous I'effort de la presse monétaire. Leg barreg métalliques
caLoRrMÉtnrr: tt5fortement chauffées restent longtemps ineandescentes sous I'actionrépétée du laminoir.
L92. Équivalent mécanique de la chaleur. - Des expériencesnombreuses et variées (exp. de Joule, de Hirn, etc.) ont montré eue,dans Ia transformation du travail en chaleur, la quantité de chaleurdégagée est proportionneile à la quantité de travail disparu; c'est-à-dire qu'il existe un rapport constant entre la quantité de travail T etla quantité de chaleur correspondante C.
onar jl - o.t!25.t/
Si, pour dégager C calories, il faut dépenser un travail de T liilo-grammètres, pour dégager une calorie il faut :
T,-Ë- - 0,!05 kilogrammètre.
Donc une calorie équivaut à 0,1125 kilogrammètre. Ce nornbre O,tt%est ce qu'on appelle l'ét1uit;alen,t nÉcanr,que de l,a chuleur.IJn poidsde 0,,425 kilogr. qui torrrbe d'une hauteur de I mètre dégage, parsuite du choc, une guantité de chaleur capable d'élever dé { degréla température d'un gramme d'eau.
1,93. Transforrnation Ce tra chaleur en travail. Réci,proqu.e-nt'ent, toute disparitipn de clmle'ur pr"ad,uit un, trauar,l éqiiuaient.Pour chaque calorie dépensée , on recuei,lle 0,/*Zb ki,togrànmtètre.Les machines à vapeur, per exemple , transforment en travail lachaleur dégagée par le cornbustible. Illles sont d'autant plus parfhitesc1u'elles opèrent cette transform:rtion avec moins de perte I aus-*i a-t-on soin d'éviter, autant qu'on le peut, les chocs, les frottements detoutes sortes qui se produisent nécessairement dans le jeu des pièces.
QunstroNNArRE. - Q'tr,'est-cà c1,ue la calo,rimétrie ? - Qwell,e est I'tuzité d,eclt'aleur ? Dëftnissez-la. - Qw'appelle-t-on clzaleur spéci/ique ? -
(iit, rizêmeTtoids d'e d'iffërents corps absorbe-t-nl, La même quan.tité d,e cha,teur powrattei,nd're Lûne même températetre ? - Comrttent d,étermine-t-onla chalewrspéciftque el,"u,n corps par I,a mét,ltorJa d,u puits d,e glace ? - eu'est-ce clu,',t1rî'calori'mètre ? - A quoi sert-il,? - Ind,'ùc/uez corlùnxent, on procèd,e pour àërcr-tniner une chalewr spéciliqwe par la nxéthoùe d,es méIonges. - Qw'aptpel,Ie-t-on chal,ewr l,g,tente ?
Domne; d'es eæemples d'e lu transformation rJw trauai.t en ch,alewr. - Qw'ar-ri'ue-t-il, quand, on ntartelle um morceau d,e plomb ? - Dëcrir)ez l,,eæpëriencede Tyncl'all'. - Quelle quantitë d,e chalrcur prod,ui,rait Ia transfirmationde 0,425 kilogrammètre ? Quel, norn clonne-t-on èo ce. nombre 0,L25 ? * Rëci-proquement, la chal,ewr pewt-el,Ie se traresfornl,er en trauai,l,?
ExnncrcEs. - 1.. Quelle quantité de chaleur faut-il dépenser pour élever de100" les 35 gr. dq rnercure que renferme un thermomètre ? (c - 0,088.)
2. 35 gr. de.mercure à 10" sont ver'sés dans 30 gr. d,'eau à ,t5". Trouver la tem-pérature finale du mélange. (C - 0,089.)
3. La chaleur spécifique du fer est 0,71&. Quelle chaleur dégage b2gb gr. dece métal, en descendant de 34{" 126" ? A quelle température r.rônt portés dfS g*d'eau pris à 1.2", qui absorbent la chaleur perdue par le fer ?
,t16 NOTI9NS sUR LES SCIENqES PHTSIQUES ET NATU3ELLES
. ô. Dans {g0 gr. d'eau à {9., on jette 60 gI. de fer à î00'. Quand l'équilibre dc
tempàrature stst produit, la température du mélange est de 22'. Trouver,
d'après cette expérience, la -chaleur
spécifique du fer.- ri unu sphèrô de cuivre du poids de 3{5 gr. est plongée dans I kilogr. dleau;
la tempéruiure s'élève de lb. â 20.. Trouver la températuro initiale do la boule
de cuivre. (C=0'095. )
6. Un boulet en fer du poids de 500 gr. et chaufré à {25' est plongé.dans unc
cavité pratiquée dans un bioc de glace fondantg. On demande quelle est la Eran-tité d'eâu de fusion que I'on pourra recueillir dans le puits de glace.---;.-d;tté
quantité de chaleur prod.uit en se congelant t mètre cube d'eeu ?
CHAPITRE XI
T{OTIONS DE CTIMATOTOGIE ET DE MÉTÉOROIOGIE
|gt*, Climats. - 'Qn appelle clirnat d'un pays I'ensemble des cor-
ditions atmosphériques qof tui sont propres : température, humidité t
vents, Pression atmosPhérique'Les clùntats constants sont ceux dont la variation de température
entre l'été et l,hiver ne dépasse pas 8o. Eæ, ; Les climats marins, les
climats insulaires.Les clr,mats awiables présentent, entre ces saisons r une différenss
de 200. Eæ. : Le climat de Paris.Les clim,ats eæcessils sont ceux dont la différence entre les tempé-
ratures extrêmes de l;hiver et de l'été est de 30o et plus: tels sont, en
àÈ.â*f , les climats continentaux. Eæ..' Le climat de New-York, de
Ëorio, âe Moscou. '
lg5. Températuro moyenno. - on appelle température fft'ovenne
d';; jour Ie quotient, pà" 2&, de vingt - quatre observatiogl faites
à'h.rî" en heuie; elle est rettriblement égale à la moyenne de la tem-pérature maxima et de la température mlnima du jour et de la rruit I
âo "".ore
à la moyenne de tiois tempé_ratures prises à 6 heures du
t*titt , à 2 heures âe I'après:midi et à 10 heures du soir'
t 96. Causes qui influent sur la température. - {o La latitude,
La température tioy"ptt* diminue de l'équateur au pôle. Cette dimi-
notiàn provient en grânde partie de I'obliquité des rayons solaires;_ .
c)o L,àkimd,e, quilroduif une diminution moYe-nne de Lo poul {P-d'élévation ; à
'une certaine hauteur , la température se maintient
constamment au-dessous de Qo I c'est la cause des neiges perpétuelles
[Umitut : dans les Alpes, 2700 m.; à Quito, 48(D m');' 3o La d,i.rection d,es uent*. - En France, le vent du Sud est Chaud,
selui du Nord est froid i- fn La pro*irnitë d,e ta mer, gui rend la température plus uniformc.
NorroNS DE cLrMÀToLocrE ET DE uÉrÉonor.ocru ll7lg7, M6téorologie. La rnëtéorologi,e est l'étude des phéno-
rnènes atmosphérigues. On appelle rnétéore tout phénomène qui seproduit dans I'atmosphère.
{.98. Vents. - Les vents sont des courants aériens produits par ladifférence de densité, conséquence de la dilférence de températuredes couches atmosphériques.
On observe la direction des vents au moyen des girouettes gueI'on place en haut des toits ; la direction des nuages donne le sens descourants supérieurs. Pour évaluer la vitesse du vent, on se sert del'anémomètrer' c'est une espèce de petit moulin à vent, qui inscrit lenombre de tours qu'il exécute dans un temps donné.
Les aents alizés soufflent régulièrement dans la zone torride, despôles vers l'équateur, en obliquant yers I'est, par suite de la rotationde la terre.
La mousson souffle dans I'océan Indien, sir mois dans un sens, etsir mois dans le sens opposé.
On donne le nom de cyclone à une masse d'air animée d'un illou-vement de rotation et de translation (tornad,os des pays équatoriaux).
Une trornbe est une énorme quantité de vapeur d'eau, animée d'unegrande vitesse giratoire, et qui renverse tout ce qu'elle rencontre.
. Les boumasques, les or&gas, résultent de variations brusques de lapression atmosphérique, gui produisent des vents violents, générale-ment accompagnés de pluie et d'éclairs.
f99. Nuages. - f.,ss nueges soot der amas de gouttelettes d'eautrès petites r €tr suspension dans I'atmosphère. Ils proviennent de lacondensation de la vapeur d'eau dans l'air.
Relativement à la forme des nuages r oD distingue les stratus , lesgtrrus, les cumulus et les nimbus.
Les strafus sont des nuages horizontaux, parallèles, minces en appa-rence; ils se forment au coucher du soleil en automne. Le soir ilsannoncent le beau temps du lendemain I le matin ils annoncent lapluie dans la journée.
Les anmulus sont des nuages arrondis , entassés , à contours nets Isurmontés le soir par les cirrus, ils annoncent Ia pluie ou I'orage; ils setiennent à 2 ou 3 km. de hauteur.
Les circus sont des nuages blancs , petits , d'aspect tlamenteux,formés d'aiguilles de glace; ils précèdent souvent un changement detemps et stationnent de g à '10 km. de hauteur,
Les nim.bus , masses sombres, sans forme, sont des nuages à pluie;ils sont moins élevés gue tous les autres.
Les brouillards sont des nuages formés, à la surface de la terrer pârla condensation des vapeurs émises par le sol. On appelle brame anbrouillard épais.
2OO. Pluie. E La pluie est la chute de gouttes d'eau provenantde la condensation des vapeurs de I'atmosphère, causée par un abaisse-ment de température ou une augmentation de pression.
Quand les goutter sont très frnes, la pluie prend le nom de bruirc
oudu
t18 NorIoNs sun r,Es scIENcEs PHYSIQUES ET NarIIRELLES
brouiltasse. La bruine qui se produit quelquefois après le couchersoleil s'appell e serein
La quantité de pluie qui tombe annuelle-
Fig. 117. - Fluviomètre.
ment dans une contrée a une certainel in-fluence sur le climat I on la mesure à I'aideda pluuiomètre (fig. {17). A Paris, Par exernple,it tombe annuellement une couche d'eau de
0 r0. 56, tandis gue cette couche atteint I' tn, 4A
à .Bâyonne , 2 m. ?0 à la Havane, 4 m. 20 àI'ile de la Réunion.
zOt. Roséeo - Pendant la nuit, les oorpsse refroidissent r pâr rayonnement , plus uiteque I'air amtriant; il se produit à leur surfaceune condensation de vapeur d'eau, d'autantplus active que leur pouvoir émissif (refroidis-sement) est plus grandl c'est pourguoi on observe
de la rosée surle bois, la terre,les arbresr le verre, etc., et non surles métaux polis. Le refroidissernent, êt par eonséquent la rosée '
augmellte par un ciel serein, favorable au rayonnement. Les nua$es r
les toitures, empêchent le refroidissement, et pal' conséquent la rosée Iun vent léger la favorise en renouvelant les couches d'air; un ventfort I'empêche de se formen"
La gelée blanche provient d'un dépôt de rosée {Iui s'est congeléepar suite d'un abaissement de température.
2O2. Neige. La neige est produite par le solidification, rlansI'atmosphère , de gouttes d'eau qui donnent naissance à de petits aris-taux; ces cristaux, groupés réguliènement, forment les flocons deneige.
On appelle grésr,t de petits grains formés d'aiguilles de glace enchevê-trées, produits par la congélation des gouttes de pluie dans un air agité.
2OS. Grêle. - La grêle provient de nodules fornnés d'un glaçoncentral blanc, analogue à un grain de grésil, enveloppé d'une couchede glace transparente.
Les grêlons prennent naissance dans les c'trrus à plus de {00fi} m.de hauteur et à une température inférieure à -200; ils traversent,en tornbant, des nr,mbus froids en surfuston, c'est-à-dire qui resteutliquides à une température inférieure à 0o. Ces grains s'enveloppent de
couches de glace èoncentriques et prennent parfois la dimension dupoing.
àOt*, Prévision du temps. Le vent du sud-ouest, chaud ethumide, amène généralement la pluie.
Le vent du nord - est, continental, froid et sec, est ordinairementle précurseur d'une période sèche. Les orages, les tourbillons pro-longés, amènent presque toujours la pluie.
Le vent chaud du sud a une faible densité, il détermine la baisse
du baromètre I orr ce vent se refroidissant dans nos régions, lavapeur d'eau qu'il contient devient saturante, se condense en partiect rmène la pluie.
NOTIO!{S DE CLIMÀTOLOGIE ET DE UÉTÉONOIOGIE 1I9Le vent du nord, froid et sec, est très dense : il fait monter le baro-
rnètre. S'échauffant dans nos climats , lavapeur qu'il contient s'éloigne de son point filde saturation I I'atmosphère devient àto.s Très sec . o o . . ljl ,r,tnès sèche et amène le beau temps. ' ' c ' '
lll '"-
une variation brusque co""*rp-ond géné- Beau fixc. . . . e l..l'il tttralernent à un orage suivi d'un changernent llllde-temp1. Une hausse lente et rélulière Bcau. . ' c c o.
lJl ze+
précède le beau temps; une baisse-, dans Variabto. llll
les mêrnes circonstances, est suivie de ra o '. o o hil
755
pluie, , . plure ou venr. o llllrnuPour prévoir le temps à I'aide du baro [[l ''"
mètre, il vaut mieux suivre les variations Grande ptuic. o o fi' tltde la hauteur mercurielle que de se fier lliaux indications écrites sur la plupart des Tempête , . c . . lll728baromètres ordinaires; ces indicatiôns sont llll
purement conventionnelles I elles ne se Fig. âtg. llll
rapportent qu'à la France, et varient même, fndication barométrigue.dans ce pays, pour les localités d'altitudesdifférentes.
- Les points très see, beau fiæe, beaw , etc,, sont séparés., par unshauteur barométrique de g mn?.
QunsrroNNÀrRE. - ew'appelle-t-on ctirnat ? - euets noms d,onme-t-ot1, o,uæil'ï'fféren(,s cli'mats su'ioamt iàwr rcmpératwre ? - ew,agtpette - t- on tempérotwrernoyenme? - Qwel,l,es sont les causei qwi imfl,wemt sui 1o rcmytérature ?
Qw'est-ce que la mër,éorol,ogî,e? pir qwid sont, prod,wits làs uents? - com-ment obserae-t-om la direetiom il,w oenti Commemt d,ëtermi,ne-t-on so, tsilesse ?
- Quels somt \es oents qwf, omt re7w d,es noms ytar.ticutiers ? eu,est-ce qw,unetrombe? - a qwoi sont d,ws l,es owrogansrlts bowrcasques? - D'oi)pro_ocennent I'es muages ? Qwelles somt lewrs formes princi,paies p
- que soÂt bsbrowillard,s ? - Qw'est - ce qwe ta ptuùe ? l,a rosée ? -
pourqwoi la rosé6 ne Eeforme-t-el,l,e qwc d,ams les end,roils itéeouverts? - ew,ert-ô, qwe l,a neige? legrésil, ? - Commemt cst formé wn grêl,on ?
- Commemt peut-on prëaoir te temps qw'à\, fera: l, parl,o d,irection d,u ç;ent tY par l;ôbseroation itre la hautew" UorùnAtriqwe ? '
QUAÎRIÈME PARTIE
ACOUSTTQUE
CHAPITRE I ,
PRODUCTION ET T'ROPAGATION DII SON
9OS. Obiet de I'acouslique. L'acoustQue est l'étudp dpcsons, c'est-à-dire des phénomènes quenous percevons par le sens de ltouïe,
Un sora quelconque est la sensationproduite par les vibrations d'un corps,transmises à I'oreille par un milieuélastique.
Le bru,i,t résulte d'un ensemble de plu-sieurs sons confus, qu'il est difficile d'ana-lyser; tel est le clapotement des vagues ,le roulement des voitures sur le pavé.
906. lf,ouvement vibratoire. - LIncorps uibre lorsqu'il oscille rapidementautour de sa position d'équilibre.
Quand on serre dans un étau I'extr&mité d'une lame d'acier CD (fig. 119),qu'on l'écarte de sa position d'équi-librb, of qu'on I'abandonne à elle-même, cette lame se met à osciller.Si les oscillations sont rapides, on ditqutelle vibre.
L'écartement des cleux positionsD/D ou DD/' est appelé ampli,tude desaibrations. Le mouvemen[ qui t:rans-porte la lame vibrante de D/ en D"s'appelle aibration simple; le passagede Dt en D'/ et son retour en D' cotts-tituent une uibration d,ouble.
Et nu
Fig. {{9.Vibration d'une tige élastique.
9OZ. Production du sgno - Le sonrésulte toujours duïnolr-
PNODUCTION AT PROPÀGÀTION DU SON I2I
oetnent uibratoire d'un corps étastique. Si I'on frotte un archet À(fig. 120 ) sur le bord d'une cloche de verre, cette cloche rendun son, et son mouvement vibratoire peut être mis en évidencepar les soubresauts qu'éprouve, âu contact de la cloche r unepetite bilte suspendue par un fil P.
Un coup donné sur un tirnbre, le frottement d'un archet surune corde tendue, le battement rapide des ailes d'un insecte fontnaître des mouvements vibratoires qui se traduisent par des
sons. Quand on pince une corde tendue r otr voit vibrer cettecorde, et I'on perçoit un son aussi longtemps qu'on la voit vibrer.
Le mouvemênt, vibratoire ne se traduit par un son qu'à la
condition d'être suffisamment rapide. Il faut que le corps élas-
tique efTectue au moins 32 vibrations simples par seconde.TJn ctiapason est une tige d'acier recourbée en forme de pince
(lig. lzLI; on la fait vibrer à I'aide d'un archet, o\r en passant
Fig. 120. - Vibrratiorr cl'une clocho en verre. Fig. l2L. - Diapason.
vivement un cylindre entre ses deur branches ; le son obtenuest renforcé par une petite caisse servant de résonateur.
908. Transmission du son. - Le son se transmet dans unmiticu élastique, et non dans 'l,e tside.
Si I'oh introduit une clochette dans un balld'h, ou un timbresous la cloche de la machine pneumatique (flg. 1221, le sondiminue de plus en plus à mesure qu'on fait le vido n of it finitpar no plus être perceptible.
122 NorIoNs sUR LEs scIDNcEs PHTSIQUES ET NÀTuREr.tEs
Dans un milieu élastique, le mouvement vibratoire se transmet deproche en proche par l'ébranlement successif des molécules. On peutse faire une idée de ce mode de propagation r ôtr moyen d'une sériede billes d'ivoire ( fig. {23 ) suspendues de manière que leurs ce:ntree
. Fig. 722.
Froduction du son {ans lo vide. Fig. 123. - Transmission du choc.
soient en ligne droite. Ces billes nous représentent alors une file de
molécules. Si on écarte la première A de sa position d'éguilibre r et
qu'on I'abandonne ensuite à elte-même, elle frappe la deuxième, {uitiansmet son mouvement à la troisième; celle-ci ébranle la quatrième,et ainsi de suite, de sorte que finalement la dernière B est repoussée
vers la droite. Après s'être élevée à une certaine hauteun, cette bille B
retombe, et les mêmes phénomènes se reproduisent en sens inverse.Dans le mouvement de propagation du son, il y a transmission raqide
du mouvement, mais non transport des rnolécules I chacune d'ellesn'oscille que dans des limites restreintes, autour de sa position d'équi-libre.
Dans I'air et les milieux homogènes, le son se propage dans tous
les sens autour du centre de vibration, à la manière des ondes que I'on
voit se propager à la surface d'une eau tranquille, autour du pointoù l'on a jeté une pierre.
909. Vitesse du son dans I'air. Le son parcourt environ340 mètres par seconde, à la température ordinaire (tzo ) ; cettevitesse diminue avec la température ; elle n'est plus que de
331 mètres à Qo. Elle est la même pour tous les sons' aigus ou' graves ; sans quoi, la musique erécutée par un orchestre ne
pourrait pas être époutée à distance.
Eæpérience du Bureaw d,es long itud,es entre Montlhërg et
Vittejuif. - De chacune des stations de Montlhéry et, Villejuif,on tirait un coup de canon à cinq minutes d'intervalle ; la lu-mière se transmettait instantanément, le son s'entendait un cer-
tain temps après I'apparition de la lumière ; en divisant I'espace
PRODUCÎION ET PROPÀGÀTION DU SOII r23
qui sépare Villejuif de Montlhéry (18613 mètres) par le tempsque met le son à parcourir cette distance ( 55 secondes ) , ontrouve à peu près 340 mètres par seconde.
ApplrcerroN. Pour calculer la distance à laquelle on se
trouve d'un nuage orageux, il suffit de multiplier 340 mètrespar le nombre de secondes qui s'écoulent entre I'apparition de
ltéclair et le moment où I'on entend le tonnerre.g{0. Vitesse du son dans les liquides et les solides. - Dans
les liquid,es, la vitesse du son est plus grande que dans I'air.Dans I'eau à $o (lac de Genève ) , elle est de I 435 mètres parseconde.
Dans les solides, cette vitesse est encore plus grande que
dans les liquides. L'expérience faite sur les fils télégraphiquesde Paris à Versailles a fourni 3485 mètres par seconde.
Les solides transrnettent les vibrations sonores avec plus d'intensitéque les gaz. Si I'on tient à la main des pincettes que I'on frappe avec
le doigt, le son perçu est faible; mais que I'on suspende les pincettespar un fil de rnétal tenu entre les dents, on croira entendre le bour-donnement d'une grosse cloche.
911,1,. Réflexion du son. Lorsque le son rencontre unobstacle , il se réfléchit , c'est - à - dine change de direction . Les
Fig. 1.24. - Concentration dee sons par réflexion.
tois de la réflexion du son sont analogues à celles de la réflexionde la chaleur et de la lumière.
{tu Loi. - Le rayon sonore inctdent et le rs,Aon rëflé,chi sontdans le même plan, pergendiculaire ù la surface réflé,chis-Ed,nte.
2" Loi. - L'angle d'incidence est égal ù I'angln de réfleær,on.
Les miroirs concaves (no L44) peuvent concentrer à leur foyerles rayons sonores aussi bien que les rayons lumineux ; c'est ce
que montre lnexpérience représentée par la figure 124.
919. Êcho. - L'écho est la répétition d'un son qui s'estrélléchi contre un obgtacle. Un son émis entre deur murs
124 NorroNs sun LEs scrnNcns pnysreuns ET NÀTuRELrEs
parallèles, situét à une certaine distance, est réfléchi plusieursfois ; mais l'écho s'affaiblit de plus en plus, il semble âlors quele son s'éloigne. L'écho s'observe dans les salles acoustiquô*,dans les grandes églisesr âu-dessous des nuages, etc.
Pour obtenir un écho, il faut que I'on soit placé au moins à34 mètres de la surface réfléchissante. A cette diitance minimufrron n'obtient qu'un écho monosyllabique.
QursrroNNArRE. - Qu'est-ce que l'acoustique ? - eu,est-ce Ere le son ? -Qu'appelle-t-on bruit? - Quand dit-on Er'un corps vibre? --çu'est-ce queI'amplitude d'une vibration ? - Comment peut-on produire un son? - eu'est-cequ'un diapason ? Le son se transmet - il dans le vide ? - Eæpliquez l,e mécannlsrne il'e la transmissiom il,u sonremoous seroont cornrne eæempl,e il,e l,'appareil,à'bil'Iesd"ittoire. - Comment a-t-on déterminé la vitesse du son dans l'air? -Suivant quelles lois se réfléchit un rayon sonore ? - Expliguez le phénomène del'écho.
ExnncrcEs. - {. NeuI secondes e€ sont écoulées entre le moment où I'on a nrla fuméo sortir d'un canon et celui où le Bon a été entendu. À Erelle distance se ,
trouve - t - on du canon ?2. Une batterie est placëe sur une hauteur distante de g208 mètres du point çreI'on occupe. Après combien de temps entendra-t-on ses décharges?
- 8. Une pierre tombe au fond {'on puits de mine qui a 326 mètres de profon-deur. Quel temps s'écoule entre le moment où I'on abandonne la pierrc ôt celuloù I'on entend le son ?
4. Un régiment en marche sur une chaussée rectiligne s'avance par rangs,tambouis en tête. La distance gni sépare les rangs est dô B mètres, ef il faut ùnoUZ seconde à chaque homrne pour faire rm pas. Les hommes se mettent enmarche au premier son du tambour. Cela posé, on demande quels sont les rangsqui commenceront leur premier pas, guand les premiers soldats comm.o..tontleur deuxième, troisième et quatrième pas ?
5. Un observateqr et le corps sonore dont il veut entendro les sons par réflexign,sont aux extrémités de la base d'un triangle isocèle dont le sommet est sur lamuraille gui produit l'écho. La base du triangle mesure 1.0 mètres, sa hauteur25 mètres. Déterminer le tempr qui s'écoulera entre la perception du son di,rectet celle du son réfléchi.
CHAPIÎRE II
ouarrTÉs DU soN
913. Iléfinition. - On entend par qualités des sons les pro-priétés particulières d'après lesquelles nous les distinguon; lesuns des autres.
Ces qualités sont : la hau'teu,r, l'intenstté et le tômbre.?i1,&, Eauteur du son. - La lwuteur d'un son cst la place plur ol
725QUÀLIîÉS DU SON
moins élevée qu'il occupe dans l'échelle musicale entre les sons les
plus graves et ies sons fàr pf"t aigus. Elle dépend de la rapidité des
vibrations exécutées par le corps sonore' Suivant que le corps vibre
gf* "" moint
"apiO.**trt, il p"oaoit des sott's aig.us ou des sons grd'ues'
On mesure la hauteur d'un son par le nombre des vibrations que
le corps sonore exécute pendant une seconde' Cette détermination se
fait au moyen de la siiène r ou par la méthode des compteurs gra-
tiili; de caania,r,- Lato?r,(. f- La sirène. (fi{: rry):". golpose
d,une boite .ylùâ"iq,," H ;;"Vfaquelle on insuffte de I'air par le
Fig. 125. - Sirène de Cagniard-Latour.
l. Vue extérieure. -:2. Coupe I F, prise d'air.-- H, chambre à atr' - OO e oUVêt-
ture du plateau inférieut -ut
do plateau supérieur ss. - x, axe avec sa vis s&ns
tin V.- A, roue des tours. --Dr roue des centaines de tours. - 1,, doigt qui
fait avancer d'une dent Ia roub D. -J3. Plateau : face et section r &, y des
'deux plateaux qt des trous ut'6" i\
conduit F. La r.L.rupérieure de étte bolte présente, vers sa circon-
férence, une série ifooue"tures éqpidist_antes, {ui traversent oblique-
;;;;1" paroi, et qui iont situées dans des plans perpendiculaires aux
rayons de la circonférence., r. - ( ''hout près de ces ouverlùtres, se trouve un disque S mobile autour
de I'are'X, et portant un nombre égal-d'ouvertures, inclinées en sens
i*""r", et'situées en regard des prémières pour une position corvê-
nable du disque.au moy"r, d'or, levier R on, perrt àmener I'axe x à faire mouvoir un
,yriè** d" "oo.,
qui perT.*t dô tire sur les cadrans L et L'le nombre
dâ tours effectués par le disque mobile' ''L'air qui arrive dans la sirène s'échappe par les ouvertures du
ilisque fiie, et vient frapper obliquement cdtles du disgue- mobile {.oi,
sous cette impulsion, p"ônd un mouvemel-t de.,rotation plus 9r1
m.gins '
i"pia" suivanî la forcË du lcourant d'air. Il en Nsulte une série d'in-
terruptions dans la sortie de I'air. ces interruiÉions se prroduisent
5*\
126 NorroNs sun LEs scrgNc's pnysreuns DT NÀTURELLEs
chaque fois que les ouvertures des deux disques cessent d'être en coînci-ltl^1 9:_*f..elles se .répètent à des intervailes de remps égaux et::i^.::,1i: t:r intemuptions imprimenr à I'air un mouvemenr vibiatoire,qul proclutt Ùn son plus ou moins élevé suivant la rapidité de la rotation.
On-règle le.courànt d'air de manière que la siràne soit à l,unissonavec le son dont on cherche la hauteur, Ôn met alors en mouvementl" ggtnpteur pendant un temps déterminé, t secondes, p., exemple. sile disgue a n trou'ç, et s'il a ràit N tours pândant ce témps, le n'ombredes .inteffuptions, c'est-à-dire le nomb"à drr vibratiotrr a. t'air pen-dant une seconde, aura pour expression :
,?XNT
. Cet appareil est peu précis, car il est difficile de maintenir le sonde la sirène à une hautèur constante pendant un temps on p.o ro"g Jd'autre part, il faut une oreille très ïxercée pour jdger ri- t. cCIrpssonore et Ia sirène sont bierr à I'unisson.Il[éthode. d-e\ comg,ieurs graphiqrrê|. - cette méthode est facile-meSt applicable auF diapasons. On fixe à I'une des branches unstyle très lé-ger, urtr' crln de brbsse , py- exemple , €t , pendant que letliapason vibre, gn promène dgvant' lui ott. pl"gue' dL verrs rêoou-verte de noir de,,'fumé*. It style trace sur le nôi" de fumée une lignesinueuse dont }haque sinuosité cdrrespond à une vibration. Il suffitdonc de compter ces sinu-osités, et de àiviser le nombre trouvé par le
r ^/ trofrbre de sècondes employées pour les tracer.
Æï 2,1'5.. Intervalles. :-Orr-appelle inieruatte de deux sons le rapport'"!' de leurs nombres de vibration!, le numérateur comespondant au soni le,plus.aigu. Lorsque ce rapport estsimple,les sons, entendus simulta-' nément, produisent une impnession agréable à I'oreille : -on dit qf ily a consonance. II a consonance. I-
La consonance est d'autant _pÉr parfaite, {ûê le rapport qui mesureI'intervalle est plus silnple. f,'^r intervallés ^les pt,or''"onroran1, sJlgs suivants : ,, "oo rçÈt PruÈ uurlsurla'* son*;:î:.,/ .r - :-)4i_4,
Unisson ; ," euarte -r-'Lroo
Octave + i,o Tierce *u;eo"e f'ejQuinte t,, '. Tierce mineo*. $:l
. On dit qu'un son estliioctql:e u.igr)ë d'un autre, lorsgu,il correspondà un nombre double fle vibrations 'par seconde. Inve"s;;;- ledeuxième son est I'octqae graue du prômier.Quand on fait entedt* -simultanément
plus de deux sons, dont lesnombres de .vibrationp présentent des rapports simples, on obtient .un
accord multiple, fç accords les plus - iemarqu.tl", sont I'accord,parfg'i't maieur et i'accord, parfaù mï*eu^ Èoo, le p;;*i"", lesnombres de vibratiOns sont entre eux comme les nombrls 4, f ât iilet, pour le second, Comme les nombres {0 , 12 et 15,
En prenant fe ôi,iSgqavg'pour son fondamental, les intervalles de
t'accota parfait *âl.or"rprnrrt 1, 6/r et a1u; il s9 comlose donc du son
fondamental, 'â.li'tËrË' *i"i,lé'*i a" É quinre. Les intervalles de
l'accord partait-ffiilrr;";;ii, Vr * th; il ".t dottc formé du son fon-
damentai, de la lierce mineure et de la quinte.
216. Gamme. - La gq,rnrne est une série de sept so-nst formantune
suite d'intervalles qui sémblent dictés par la nature de notre oreute;
ces intervalles sont les drêmes pour toutes les gamTes.
Les notes de la gamnoe d'ut sont z ut, ré, hi, !o,, sol,, F, sd'.CeS
noms leur vien4ent des tyti"n*t qui commencent ies premiers hémi-
stiches de I'hynine de saint Jean-Éaptiste.Les inte 'u.il", de la gamme sont r Par rapport à la note fondamen'
QUÀtIrÉs DU SON r27
tale ou toni,que :
On accorde les iRstruments sur une note invariable, le- l,a normal,donné par le diapason norrnal l il correspond à 870 vibrations simples
par seconde.
2/17 , Intensité du 8OIl. - L'intensr,té du son est l'énergie avec
laguelle les vibrations sonores sont transmises à notre tympan-'
L'intensité du son dépend : to de I'amplitude des vibrations du corps
sonore ; 2o de la distanc-e comprise entre ce corps et I'oreille de l'ob-
servateur. Lri,ntensité d,u to* est inaersernent proportr,onnelle ûu
ca,rré d,e to d,istance d,u clrps sonore ù l'oreille d'e tr'obserus'teWr'
D'après cette loi, I'intensité diminue quandon s'éloigne du corps sonore, à moins cepen-dant que I'on oblige les ondes sonores à suivreune direction détérminée : par eremple, dansun tube à surface lisse. C'est ce que I'on obtientau moyen du porte-voir, du cornet acoustique(fig. 126).
On utilise les tubas o,coustrqwes dans cer-taines maisons , à bord des navires, ou poursommuniguer d'un étage à I'autre. Il estvrai qu'aujourd'hui le téléphone a remplacépresque partout les tubes acoustiques.- Lei conps mous, comme la ouate, les étoffestaffaiblissent considérablement les sons. Untapis moelleur étouffe le bruit des pas; d'é'paisses tenlures rendent une salle sourde ,
èomme des tentures noires I'assombrissent.Un piano perd de sa sonorité dans une piècegarnie de tapis et de draperies'
2i8. Timbre 4u son. - Le titnbre est la
çralité qui dilférencie entre eur les sons qliont la même hauteur et la même intensité;
fa sol le si utl435{5o
ut ré mi,t95'81
Fig. {26. - l. Porte-voitr'2. Cornet acoustique.
il permet de distinguer
128 NorroNs suR LEs scrnNcns pnysreups ET NATURELLEs
I'es différents.instruments, les voix. Le timbre est dû à un système desons secondaires (harmoniques) qui se produisent en même tempsque le son fondamental.
On appelle harmorriquet d'un son une série .de sons dont lesnombres de vibrations par seconde sont proportionnels à la suite desnombres entiers lr?,9... L. premier harmoriique est donc I'octave; lesecond , [a qulnte de I'octave ; le troisième, It deuxième octave, etc.
Le timbre d'un son provient des intensités relatives de ses dio"r,harmoniques.
QunsrroNNarRE. - Qu'entend - on par les qualités du son ? euellos sont ceegualités?- Qùest-cl que la hawtewr il,u sor ? De quoi d,épônd,-el,l,e? - Dal-nez I'ad'escriptiom de I'a sf,rène. Powrqùoô remil,-el,le ** ion qwamd, wrù cot,-rant' d"air Ia trauerse ? A quoi sert-ell,e ? Décriaez l,a marchd il,'i*ne eægtérience
- Comment meswre-t-om l,a hawteut d,'wm son por l,a méthod,e il,es tô*pæ*rsgraphiqwes? - Qu'appetl,e-t-on ômteraail,e il,e d,euæ sons? - euels simt l,esinteroal'les l,es pl,ws consoma,mts? - Quets somt las imteroal,1es qwiiornposemt l,esacçord's parfaits? - Qu'ast-ce qu,a l,o gamme? - ewe]oc sonl, l,es imteroal,l,esd,es notes d,e I,a gamme ?
Qu'est-ce qwe l,'intemslté il,u som ? De quot il,épenil,-eil,e ? euel, est I'effet itrescorps tnows svor l,'tntensité? - De qwol itépenit, te tirnbroil,es sons? - ew,op-pelle-t-om harmoniques? -
ExrncrcEs. - {. Calculer Ia hauteur du son rendu fmr une girène et soutenu, pendant 30 secondes, sachant que I'aiguille des tours ddphteau s'est déplacée de
80 divisions, et I'aiguille des cenlaines de tours de 4O. Le plateau porte 15 ouvertures.- 2, La tonique _d'une gamme comespond à 520 vibrations pur .u"oode. Calculezle nonùre de vibrations correspondant à I'octave aiguë, à Ià quinte et à la tiercemajeure.
3. Une roue porte 180 dents sur sa circonférenco et fait 4 tours par seconde.Quel dewait être le nombre des dents d'uno seconde roue qui faii n tours parseconde, pour qu'en appuyant une carte sur les dents do ces âeur roues I'intàr-valle des sons rendus soit une guinte ?
CHAPITRE IIItvIBRAlIoN DES CoRDES. - TUïAUX
f. Vibrations transversales des cordes.
9f9. Cordes vibrantos. - on appelle cord,es, en acoustiquêrdes fils en métal ou en boyaux, tèndus entre deur points fiies.On les fait vibrer transyersalement en les pinçant av-ec les doigts(guitare), 0n les frottant avec un archet (tiolon) ou en les frip-pant avec un petit marteau (piano).
22O, Lois des vibrations tfansversales des cordes. -Le nornbnedes vibrations elfectuées par une corde en une reconde, est :
VIBRATION DES CORDES TUYAUX SONORAS I2g
lo Inaersement proportionnel au diamètre de la corde I!o ) ) ùlalongueur ))
$o ) )) à la raci'ne ca,rrëe de la densité;4o Di.rectement proportionri,el ù, la rq,clne caruée du poi'ds tenseurToutes ces lois sont rÉsumées dans la forfurle :
r--^/sP'zRL V-æ
longueur et la densité de la c\de; P, le poids tenÈ
tiori de la pesanteur, et æ le \pport de la circonfé
N étant le nombre de vibra\ons par seconde; Rl et d,, le rayon, laur; g, I'accéléra-
ce au diamètre.On vérifie ces lois au moyen d\onomètre ( fig. 127
Le sonomètre est une caisse sonore, portant sur sa longueur une
règle divisée, €t deux cordes tendues, I'une au moyen d'une clef ,
I'autre par des poids qu'on y suspend.
22{- lnstruments à cordes. Les instruments ù cordes se
composent d'un système de cordes, tendues sur une caisse sonoredestinée à renforcer I'intensité des sons. Les uns ont un nombre de
cordes égal au nombre des sons qu'ils doivent rendre ; tels' sontle piano, la harpe. La longueur des cordes est alors fixe et d'au-tant plus petite, {û€ le son rendu est plus aigu. Les autres n'ontqu'un petit nombre de cordes I mais alors, âu -moyen des doigts con-vtnablement placés , oo raccourcit la. longueur de la partie vibrante,de manière à produire des sons plus élevés I tels sont le violon, levioloncelle, la contrebasse.
Pour augmenter le diamètre en même temps gue la densité des cordesqui doivent rendre les sons les plus graves r otr entoure ces cordesd'une gaine métallique constituée par un fil de cuivre enroulé en spirale.
II. Tuyaux sonores.
999. Définition. Les tuyauæ sonores sont des tubes danslesquels le son est produit par la vibration de la colonne d'airqu'ils renferment. On distingue les tuyauæ ùbouche et les tuyaucù anchp. y
La hauteur du son est indépendante de la matière du tubo ; lotimbre seul en dépend. {
Tig. 127. - Sonomètre.
993. Tuyaux à boucbe. -pénètre par une fente (lig.
I
f30 NorroNs sun LEs scIENcDs pnyslQuss ET NATUREËLEs
Dans les tuyaux à bouche, Itair{28 ) , vient se briser contre un
biseau, of produit un siffle-ment formé d'un grand nom-bre de sons discordants, pâr-mi lesquels le tuyau en choisitun pour le renforcer.
On trouve des tuyauæ ùbouche dans le sifflet, la Ilûtetle flageolet.
29t1. Tuyaux à anche. -Une anche est une petite lamemétallique fixée par I'une deses extrémités, et fermantincomplèt,ement une ouver-ture que I'air doit traverser(fig. {29 )
Le timbre des tuyaux àanche est éclatant et nasil-lard ; il n'a pas le moelleurdes sons rendus par lestuyaux à bouche. On peutmodifier la hauteur du sonau moyen d'un e rasette , quinègle la longueur de la partievibrante de la lame.
Les tuyaux à anche sont uiilisés dans les harmoniums, lesclarinettes , les hautbois , les bassons. Dans lesinstrunnents à embouehure de cor, les lèvres fontI'office d'anche. Eæ..'I'ophicléide, le cornet q pis-tons. , \,____\ \ " \225\ Mouvemenù, vibratoire [ans un tuyau*r-Quand d5r tuyau ren$ un son , la
''colonne d'air qq ilrenferme\e partage erii segments vi\rants ou aentrê*"séparés pa\ des tranche$ appelées nquds, où le mou\vennent vitlratoire est rlul. Deux veirtres consécutifs''
èTXsont toujouùç séparés paf un næud.. \
Pour consfgter la présenbp des næudslt desventr€s1il suffit de faire descendre'dans le tuyà;r une petitemembrane hoùjzontale saupoudrée de sab\e (fig. 130).On voit cetui-ii sautiller dans les régions porrespon-
Fig. 130" Y-",t:r! v\'rut- -t, to:!rrrç' tr(ruÈ' rrr'J rvbrvrr'J vvrrL.ol'\'u'
rribrationdel,air. dant aux ventreii, et demeurer.,immobile à i{racun des'næuds. i, ' 't,
En augmentant la puissance d$ courant d'aù qui fait vib\er I'airnl
.\1', \ '\"
ltFig. {.28. Fig. â29. - Tuyau à anche.
n___^__ a, anche; r, rasette;'ruYau C, cornet de résonance;
.bouche. p, porte-vent ou pied.
vlBn{rroN DEF coRDros h TUYAVN SoNORSS
luiruques
du son fondamental. ,dut
226,Lois des tuyaux. - La hauteur du son fond$rental rendu parun tuyau est en raison invense de sa longueur.
Un tuyau dont I'extrémité est ferrnée rend un son qui est I'octavegrave du son rendu par un tuyau ouvert de même longueur.
Les harmoniques rendus par un tuyau ouvert sont entre eux commela suite naturelle des nombres entiers, tandis Qu€ r pour les tuyaurfermés, ils sont entre eux cornme la suite naturelle des nombresimpairs.
227. Instruments à vent. - Certains instruments, comme le clai-ron , le cor, sont des. tuyaux de longueur fixe. Les sons qu'ils rendentsont donc des harmoniques du son fondamental. D'autres sont destuyaux de longueur variable. Les variations de longueur sont obtenuesau moyen de pistons , comme dans le cornet, la basse; ou par unecoulisse, comme dans le trombone. Dans la flùte, le hautbois , la cla-rinette, le basson, I'ophicléide, les variations de hauteur s'obtiennenten ouvrant ou en fermant de petites ouvertures, qui modifient lenombre et la position des næuds et des ventres de la colonne d'air envibration.
QunsmoNNArRE. - Qu'appelle-t-on cordes vibrantes ? - lÛcriuez l,a lorrnwtegêméral,e qwi eæpràrne I,e nombre il,e ui,bratioms rend,ues par wnc coril,e, cl d,on-nez-en l,'eæplication, - Qw'est-ee que le sonotnètre ? A qwoi sert-il, ? - Gom-ment moddfi,e-t-on I,a hawtewr d,w som renil,w pa,r une cord,e d,ans le oiol,on ? -Pourquoi entourc-t-om d,'u,rt fr|, rnétallique certadnes cord,es il,'instrwnemts d,e
tnwsiqwe ?
Par quoi est produit le son dans les tuyaux sonores ? - Comment se faitl'ébranlement de I'air dans les tuyaux à bouche et dans les tuyaux à anche ? -A quoi sert la rasette ? - Comment se swbd,ioàse La eolonna d'air en rsîbratiomd,o,ns un twyaw? - lÛnonëez l,a loi des longwelrs, - Dans qwets ratr)ports somt,lz,s hormoni.qwes remil,us pa,r um twyou ouvert? - Comment proil,wit - on l,es,oordotioms d,e hawleur il,ons lps dnslruments à qsemt?
Expncrcgs. - {,. Deux cordes de même diamètre et de même densité ontrespectivement 30 et 45 cent. de longueur. Quel est I'intervalle musical desdeux notes?
2, Une corde, de 7-20, donne le I,a normal ; de cornbien faut - il Ia raccourcirpour gu'elle donne la tierce majeure, puis la quin[e ?
3. Quelles sont les longueurs des tuyaux ouverts qui rendent les différentesnotes d'une gamme, sachant que celui qui donne Ie son fondamental a L-120 derongueur ?
4. Dans qued rapport sont les longueurs de deux tuyaux ouverts, qui sont à unlntervalle d'une guarte ?
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CINQUIÈnTn PARTIE
ÉTECTRICITE STA,TIOUE BT MAGNnTISIIIE
CHAPITRB I
pnÉNomÈnrs FoNDaMENTAUx I
998. Électricité . - lo L'électri,cité est un agent physique, quise manifeste dans une classe nombreuse de phénomènes, appelésphénomènes électriqrr,es .
L'électricité est une forme de l'énergie. Sa nature est incon-nue I mais il est probable que l'électricité, comme la chaleurr sgréduit à un mode de mouvement. La théorie la phrs simple pourexposer et expliquer les phénomènes électriques est fondée surl'hypothèse de deu,æ fluides.'on adopte un langage conventionneldans lequel l'électricité est assimilée à un Iluide invisiblc etsans poids, auquel on attribue des propriétés spéciales. Cefluide n'a qutune existence hypothé[ique, ou même purementnominale I mais tout se passe comme s'il existait réellement,avec les propriétés qu'on lui attribue.
2o On appelle encore ÉLscrnrcrrÉ cette branche de la physiquequi a pour objet l'étude des phénomènes électriques. Elle com-prend deux parties : l'électricité statique, qui s'occupe de I'élec-tricité en équilibre, et l'électricité d,ynamique, {ui étudie l'élec-tricité en rnouuement.
f. Développement de l'électricité statiquepar le frottement.
999. Étectrisation par le frottement. - Corps mauvais con-ducteurs. - Lo Un bâton de verre, frotté avec de la laine,acquiert la propriété d'attirer les corps légers : petits morceauxde papier, moelle de sureau, barbes de plume, feuilles d'or, etc.La cause de ce phénomène est inconnue, on lui donne le nom
PnÉNouÈxus Ér,rcrnreugs
d'éIeetrtcitë , . el, , afin de pouvoir en parleron convient de la faire consister en un fluidefrottement aurait lapropriété de faireapparaltre sur lescorps.
Un grand nombrede corp s s'él,ectrisentaussi bien que leaerre, quand on lesfrotte en les tenantsimplementàlamainltels sont la résine,la garwne-laque, leeaoutchou,c, le sou-
fre, la soie, etc.Sur tous ces corps
qùe les points frottés
133
commodément,spécial , que le
Fig. t3t. - Attraction éIectrique'
l'électricité reste localisee, c'est - à -direont seuls la propriété d'attirer les corps
légers. , .
bn exprime ce fait en disant que les corps de cette catégorie
sont ma,uaais cond,ucteurs de l'électricité, ot qu'ils opposent un
obstacle au déplacement du fluide électrigue.
930. COrps ConduCteurs. - Les autres corps , tels que les
métauæ, nô s'électrisent pas lorsqu'on les frotte en les tenantsimptement à la main I mais ils s'électrisent lorsqu'on les tientpar un manche de verre, de caoutchouc durci, ou de tout autremauvais conducteur ; de plus, la propriété attractive ne sImaniteste pas seulement aux points frottés, mais en tous les
points de la surface.Ctest ce quton exprime en disant qutils sont coNDUcrEURs
de l'électrité, oo qu'iis n'opposent aucune résistance ati dépla-
cement du fluide électrique.Les métauæ, le bois, le chanare, le ær?s humain,le sol, etc.,
sont bons conducteu,,rs.Un conducteur électrisé, mis en communication avec le sol
par un fil métallique, Paf le corps humain ou par tg".t autreôonducteur, perd
-immêdiatemenf toute trace d'électricité. On
dit que le fluide électrique se répand sur les conducteurs et
stécoule dans le sol.
931. fsolants. Les corps mauvais conducteurs prennenteussi le nom d'tsotÀurs.
Si I'on ne peut pas électriser un corpg condusteur en le tenant
Fig. 132.
S, sôurce d'électricité; ffit ffis ûls de soie(mauvais conducleurs); tt', tige docuivre ( bon conducteur ).
{3{ NortoNs sun [.Es scIENcEs PHvgtQUEs sr NATURET,rES
simplement à la main, c'est parce que le fluide électrique s'enéchappe par le corps de I'expérimentateur. II faut Tonc l'isoleren le tenant par un manche mauvais tonducteur, qui opposeune barrière au fluide et I'empêche de s'écouler dans le sol.
Iair est un corps isolant, sans quoi l'électricité se répandraitdans ltatmosphère, et il nous serait impossible de constater auounphénomène électrique.
939. Communication del'élecûricitd par le contact.
- Au contact d'un corps élec-trisé r un conducteur isolés'électrise lui aussi. Le con-ducteur tt'(fig. f32), isolé pardes fils de soie m, ïn , et encontact avec un corps élec-trisé s, acquiert la propriétéd'attirer les corps légers.
C'est-à-dire que le fluideélectrique passe librementd'un conducteur à un aufre,mis en contact avec le pre-mier.
!l|s. Pendule élecirique. - Le pend,ule élee,trique (lig. 133)
Fig. 133. - Pendule élcctrigue. - Électricité positive.
egt une petite balle de sureau suspendue par un Iil de soie, c'est-à-dire un conducteur isolé, léger et très mobile. Ce petit appa-reil est très commode pour reconnaltre les attractions ou lesrépulsions électriques, et pour juger approximativement de leurintensité.
pnÈNorvrùt{ss Ér.scrnlQûEs r85
ES4. Ëlectricit6 positive eû électricité négative . - Il y a deuæ
ëlectricités différentes : l'ÉrnctntcttÉ ntnÉs ou positfue ( * ) et
l'ÉrrcrntctrÉ nÉstNuusu au négatiue ( -).Les électricités de rnême nonù se repoussent I les électricdtéçde moms contraires s'attcrent.
On démontre ces propositions par les trois 'expériences sqi-vantes : à I'aide d'un bâton de veme, d'un bâton de résine etd?un pendule électrique :
{o On frotte le bâton de
électrique (fig. 133 ). Laballe de Bureau est vive-ment att irée ; mais si ellevient à toucher le bâton ,elle s'électrise à son contactet est aussitôt repoussée.
lo La même expérienceréussit avec un bâton derésine : la balle de sureauest d'abord attirée (fig" {34) ;
mais dès qu'elle a touchéle bâton, elle est' vivementrepoussée.
$o Après avoir électriséla balle de sureau au con-tact avec ltun quelconquedes bâtons, oh constate
Yerre, of on I'approche du pendule
Fig. 134.
Fendute électriquê. - Électricité négaiive;
qu'elle est fortement attirée par I'autre bâton.On résume ces faits en disant que le verre et la résine se chargent
de deux électricités di{férentes , la première positiae, la secondenégatiue ; que deux corps chargés de la même électricité se
repoussent, et que deux corps chargés d'électricités différentesgtattirent.
Il N'y a eun DEUx ÉlucrntctrÉs ; car deur pendules étantélectrisés I'un positivement, I'autre négativement , tout corpsélectrisé attire I'un et repousse I'autre I donc il est chargé soitpositivement, soit négativement.
93S. Développement simultané des deux électricités. - I'esd,,euæ ëlectraci,tés q,ppo,ro,issent touj ours ensemble, et en qucrntitéségales.
Si I'on frotte I'un contre ltautre deur disques formés de sub-rtances différentes et tenus par des manches isolants :
{.o Chacun de ces disques attire la balle de sureau éleotrisée au
contact de I'autre. Dons ils sont chargés d'électricités contraireB.
136 NorIoNs sun LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NATURnLLES
2o Si I'on applique les disques I'un contre I'autre, ils n'ontpas d'action sur le pendule électrique. Donc ils contiennent lesélectricités contraires en quantités égales.
. 936. État naturel. Fluide neutro. - Tout corps non électriséest dit à l'état naturel; il contient en quantités égales du fluidepositif et du fluide négatif , {ui neutralisent mutuellement leurseffets et constituent ce qu'on appelle le fluide neutre.
Le frottement de deux corps I'un contre I'autre fait passer surI'un une partie du fluide positif de I'autre, et sur celui-ci unepartie du fluide négatif du premier ; après quoi, I'un manifesteuniquement les propriétés du fluide positif en excès, I'autre cellesdu fluide négatif.
Un corps électrisé contient une quantité indéfinie de lluideneube avec un excès d'électricité positive ou d'électricité néga-tive ù l'ëtat libre. On fait complètement abstraction du fluideneutre pour s'occuper uniquement de l'électri.cité libre, Quiintervient seule dans les attractions ou les répulsions électriques.
On peut classer les corps dans un ordre tel, que chactrn s'élec-
trise positfuement quand on le frotte avec I'un quelconque de
ceux qui viennent après lui, et négatinement quand on le frotteavec I'un de ceux qui le précèdent :
1.. Peau de chat ; troerce poli; S rlaine; 4 rbois I t, papier I6, soic 1 1, résine I 8, aeme dépoli ; 9, métq,Lcæ.
237. Mesure deS actions électriques. On appelle cha,rge oam'osse électrique, la guantité d'électricité dont un corps est chargé.
L'attraction ou la répulsion qui s'exerce entre deux masses élec-triques données se mesure au moyen d'un instrument app elé balancede torston, orl balance de Coulomb, du nom de son inventeur.
Lor ns CoulouB. - L'attraction ou lu répulsion ëlectrique est præportionnelle qilæ rnq,sses ëlectri,ques grù preismce, et inuersemmtproportionnelle qu cq'mé de leur di'stance,
If. Distribution de l'électricité statiquesur Les conducteurs.
938. L'électricité se porte à ta surface des corps. - Sur uncorps conductewr électri,sé, l'électricité ne se manifeste qu'ù' lasurface I l'intérieur est ù l'état neu,tre.
On vérifie cette propriété à I'aide du PLAN D'tiPREUvE.
Le plan d'épreuve est un petit disque métallique,. firé perpen-diculalrement au bout d'une tige isolante. Quand on I'applique$ur un corps électrisé, il se charge plus ou moins, suivant laquantité d'électricité qui est accumulée au point touché.
PHÉNoMÈnps Ét scrnIQUEs BlOn électrise une sphère métallique (fig. t35 ) isolée par un
pied de verro C, et percée d'une ouyerture O.
Si I'on touche cette sphère avec le plan d'épreuve en un pointquelconque de la surface eætérieu,rer le plan d'épreuve s'électrise,comme on peut le constater en I'approchant, d'un pendule électrique.
Si I'on touche la sphère à l'intérieu,r, Ie plan d'épreuve ncisoélectrise pas.
Donc la sphère est électrisée à
Itextérieur et non à I'intérieur.
9:19. Répartition de I'électricitésuivant la lorme du conducteur.-LtÉp.r.rssnuR Élpctnleuu (ou onnsmÉ
Érncrnreuu ) en chaque point se
mesure par la quantité d'électricitédont se charge le plan d'épreuveappliqué en ce point ; I'expériencemontre qu'elle varie d'un point àun autre suivant la courbure de
la surface : elle est faible aux pointsoù la surface est aplatie ' elle aug-mente aux points où la surface se
courbe.Sur une sphère, l'épaisseur élec-
trique est partout la même. L'élec-tricité est donc répartie uniformé-ment sur toute la surface.
Sur un cylindre terminé par des hémisphères (fig. {30) l'épais-seur est constante le long du ;
cylindre, mais elle augmente aurdeux extrémités.
Suruncorpsovoïde abc (fi9. 137),l'épaisseur électrique est plusgrande aux deur bouts que partoutailleurs, et plus grande au point aqu'au point c. Plus I'extrémité cr
est allongée, plus le fluide s'y âccu-mule et y acquiert d'épaisseur.
gao. Tension électrique. - La Distribution de l'électricit6
teræion en un point est propor- à la surface des cor?s'
Sionnelie à l'épaisseur électrique en ce point.Le fluide élbctrique agit sur lui-même par répulsion (234)'
il tend à s'échapper dans I'atmosphère. C'est la pression atmo-
Fig. {35. - L'électricitése répand à la surface des corpe.
Fig. 136.
t38 NorIoNs suR LEs scIENcEs pnv$xQups ET NATUREr,r,ug
sphérique qui le retient à la surface du conducteur. Mais sil'épaisseur augmente de plus en plus, le fhride s'accumule, la[ension augmente, et si elle finit par vaincre la pression atmo-sphérique, l'électricité s'échappe dans I'air environnant. C'estce qui explique le pouttoi,r des poi,ntes.
Fig. t3?. - Distribtrtion de l'électricité à la surlace des corps.
941,. POuvOir des pOintes. E L'électri,cité s'ëcoule pdr lespointes. Si le conducteur d'une nnachine électrique est arméd'une pointe, il est impossible de le charger ; tout le fluides'écoule par cette pointe. La tension étant très grande en ce
Fig. 138. - Pouvoir Fig. {39. - Tourniquet électrlqua"
point, les molécules d'air, s'y électrisant, sont vivement repous-sées et produisent un courant d'air qui semble s'échapper de lapointe (vent électrique). Ctest ce que I'on constate simplement,avec la main, ou en approchant la {lamme d'une bougie, qui secourbe et peu[ même s'éteinôre ({ig. {38}" Si I'on dispose, sur le
des pointes.
pnfNouÈNps Ér'rcrnlQuts {s9
conducteur chargé, un système T (fig. 139 ) formé d'une roue
armée de pointeË et mobile sur un pivot, I'appareil prend un
mouvement de rotation ( tourniquet électrique).pour évit,er la déperdition de l'électricité sur les conducteurs
isolés , il faut leur donner une forme sphérique, cylindrique ou
"rronâie, et éviter d.ans leur construction toute arête saillante.
2&2, Niveag électrique (ou potentiet). Sur .um eoreducteur
étectrisé , le niaeau éleitrrqùe eti le mêtne en tous lcs points de Ia
surface (tous tes points sont au rnême patentiel),Le NIvEAU ÉlnCtnlQUE en un point Je mesure par la charge que
prend une sphère conductrice de { centirnètre de rayonr mise êD corn-
munication tointaine avec ce point (par un frl long et fin)'.L'expérience montre que le-roiueciù ainsi rnesuré a la même valeur
poor io,ru les points dï conducteur. C'est ce niveau constant qui
caractérise l'étai électrigue du cond.ucteur. on lui donne le nom de
PorENTrnl du conducteur.
2Lg, Analogies hydrostatiquos. - L'équilibre-de l'électricité sur
un conduct""r freuàt" dur analogies remarquab-l9s- avec l'équilibred,,un liquide dans un vase ; de sortà que les piopriétés de l'électricitéstatiquô se haduisent fort exactemeni d"ns un làngage conventionnel
emprunté à I'hYdrostatique.lo L'eau contenue dans un vase se moule exactement sur les parois du
vase, etl'épatsseur dela cauche li.quid,e varie d'un point à un autre sui-
vant la forme des parois et du fondl rnais la surface libre est horizontale,
c'est-à-dire que lô nd,aeau du li,quid,e est le même pour tous les points'
De rnême, l'électricité uc.o*olée sur un conduôteur se répartit.à la
surface du conducteur, et l'épar'sseUr ëtectnque vatie d',un point ," otautre suivant la forme'de cette surface I mais le potentiel est constant t
c'est-à-dire que le nr,aeau étectrique est le même en tous les poin-ts'- Z, I^ f"ofonaeur du liquide dans un réservoir se mesure à I'aide
d'une rorrd"; le niveau de i'"ao dans une chaudière fermée est indiqué
par un petit tube communiquant (1771.- De même, l'épaisseur électrique se mesure à l'aide du plan
d'épreuve; lé nivèau électrique J'évalue au moyen d'un petit con-
tlucteur en communication lointaine.3o Si la quantité d'eau augrnente ou diminue, le niveau s'élève ou
s'abaisse, "i totrtes les profoÀdeurs varient de la même.quantité.De nnême, si la quantfté d'électricité augmente ou diminue' le poten-
tiel s'élève ou s'aïaisse, et toutes les épaisseurs électriques varien'
dans le même sens.{o Quand on fait communiquer par un tube deux vases
-A' !r il peut
re p"éuunter deux cas : Si les suifaces libres de A et de B sont au
noê-me niveau, il ne se produit aucun rnouvement de liqui4t; mais si
le niveau est ptor élevé dans A que dans B, I'eau s'écoule de À vers Bjusqu'à ce quô les deux surfaces libres soient au même niveau.-
D. même, quand on fait communiquer par un frl métallique deuxconducteurs'éfectrisés, À et B, il peui se présenter deux cas : Si les
Ma NorroNs suR Lns scrENcES pnysreuns ET NÀTURELLTs
conducteurs sont au même potentiel, il ne se produit aucun dépla-cement d'électricité; mais si le potentiel est plus élevé en A qu'en B,l'électricité s'écoule de A vers B, de façon que les deux pôtentielss'égalisent,
QuusrroNNArRE. - Comment se manifeste l'électricité? - Qu'appelle-t-oncorps mauvais conducteurs ? corps bons conducteurs? - Peui-on élec-triser ces derniers? - Qu'appelle-t-on corps isolants? - eu'est-ce qu'un pen-dttle éleetrique, et à quoi sert-il ? - Comment constate-t-on qu'il y a deux espêcesd'électricité? - Quelles gont les actions mutuelles de ces deux électricitd? -Énoncez I'hypothèse des deux fluides. - Qu'est-ce que le fluide neutre? -Les deux fluides se développent-ils I'un sang I'autre ? - Aaec qwel, instrumemlmesure-t-or! l,es actions étectriques? E,noncez l,es l,ois-d,e Cowlomb. -Y a-t-il de l'électricité à I'intérieur d'un conducteur éIectrisé? - Comment somesure l'épaisseur éIectrique? - Comment l'électricité se distribue-t-elle sruune sphère? - sur un cylindre? - sur un corps ovoïde? - D'où vient la ten-sion électrique? -- Expliquez le pouvoir des pointes. - Comment le met-on enévidence? - Comment évite-t-on la déperdition de l'électricité? - Par quotôaol'ue-t-on l,e niueau électrique? - Qu'est-ce que le potenttel, d,'wn comdu,c-tanî - Corumaissez-uouE qwel,qwes omalogies hyitrostatiguct ile t'élnctricdtél
CHAPITRB IITNFTUENCE ÉLSCTRTQUE
r. Développement de l'éIectricité par inlluence.244. Expériences foRdamentales. - Soit un conducteur isolé
AB ( fig. {40 ), à l'état neutre ,&, o'., b, b', formés de balles de
et muni de pendules doublessureau suspendues par des fls
Fig. 14O. - Électrisation par influencs.
INtrLUENcE Ér,ncrntQug {n{
cond,ucteurs, Si I'on approche de ce conducteur une sphère iso-lée S, électrisée positivement, on peut faire les expériences sui-vantes, dans lesquelles on constate des phénomènes d'infiuenceélectrique, Lrès faciles à expliquer :
lo Quand on approche la sphère S, tous les pendules de ABdivergent, comme I'indique la figure l4A.
C'est que le fluide positif de S déuompose de loin, Pâr in-fluence, le fluide neutre de AB , attirarrt le fluide négatif en Aet repoussant, le fluide positif en B.,Vers le milieu de AB' une
ligne de démarcation reste à l'él,at neutre.-2o
Si on éloigne la sphère, le cylindre revient à l'état naturel.L'influence ayant cessé, les deux fluides de AB se recombinentpour donner du fluide neutre.- go La sphère étant rapprochée, si I'on touche le cylindre avec
le doigt en un point quelconque, les pendules b, bt retombent,el, o,, o,' divergent davantage.
Le fluide positif de B , repoussé par celui de S , s'est écoulédans le sol, tandis que le fluide négatif de A a été retenu parI'attraction de la sPhère.
lo Si , après avoir retiré le doigt, oo éloigne la sphère, tousles pendules divergent également.
L]électricité négative de A, rendue libre, s'est répandue surtout le conducteur AB, qui reste chargé d'électricité néga-tive.
9,48. Étincelle électrique. Si I'on rapproche de plus enplus la sphère du cylindre ( fig. 140 ) ' I'attraction du fluide po-iitif ae S et du fluide négatif de A va sans cesse en augmen-tant. Elle finit par vaincre la résistance de I'air, e[ les fluides
' Fig. I4l, - Étincello éIectrique.
se combinent brusquement à travers I'espace qui les sépareten produisant une étincelle appelée étincelle ëlectrique (fig. t4l ).
246. Quantité d'électricité induite. - La sphère électrisée_S pr91d!e nom d;i,nd,ucteu,r r le corps influencé AB se nomme indui,tlfig. 140-).
La quantité d,'é1ætricité ind,uite est gënë,ralem.-ent moind,re que I'o
t43 NottoNs sun Lus scrnricps pnysreuus ET NaTURELr Es
quanti.té inductri,ce ; elle ne lui deui.ent égale que si le eorps ind,uieentourd complètement la sphère ind,uctrice (cylindre de Faraday).
_ 2117. Explication des attractions et des répulsions éIectriques. -Prenons un pendule (fig. le?) dont la balle de sureau est isôlee aumoyen I'yn fil de soie, et approchons-en un corps chargé 'd'électri-cité positive r uil bâton de verre, pâr exemple. Lè fluide positif dubâton de verre décompose, par influence, le fluide neutre aô ta balle,repousse le fluide positif et attire le fluide négatif. Celui - ci étantplus-rapp.roché du bâton gue !e fluide positif, I'attraction I'emporte surla répulsion et devient de plus en plus forte à mesure qoô la dis-tance'diminue.
Au moment dq co_ntact, une partie du {luide positif du bâton deverre neutralise le fluide négatif de la balle de sureau I celle - ci,étant alors uniquement chargée de fluide positif, est aussitôi repoussée.
F ig. {.42.
Àttraction éleotriguo. Fig. 143.
948. Électroscope à feuiltes d'or. E L'électroscope ù feuitl,es'd'or est un appareil qui sert à reconnaltre la préserrce et lanature de l'électricité d'un corps. Il se compose d'une tige métal-lique t, traversant la partie supérieure d'une cloche en verre etportant deux feuilles d'or I el It (fig. {43).
On approctre de la tige t le corps à étudier ; s'il est électriré,les feuilles divergent. En effet, le fluide neutre de la tige estdécomposé par influence I le fluide de même nom que celui aucorps est repoussé dans les feuilles d'or, ce qui les fàit aiverger.
bliectroscope à teuilles d'or,
INFLUENcE Ér,ncrnleug 143
Pour connaltre de quelle électricité le corps est chargé, on charged'abord les feuilles d'or d'une électricité connue, en procédant de lamanière suivante. On frotte un bâton de résine , pâr exemple, et onI'approche à une petite distance de [a tige ; on touche alors celle - ciavec le doigt; le fluide négatif, refoulé dans les feuilles door, s'écouleaussitôt dans le sol , et les feuilles d'or retonrbent. On retire d'abordle doigt et ensuite Ie bâton de résine I l'électricité positive, Qui étaitmaintenue dans le haut de la tige, se népand dans les feuilles d'oret les fait diverger. L'appareil est ainsi préparé.
On approche ensuite de la tige le corps à étudier. S'il est chargéd'électricité positive, il repousse celle de I'appareil dans les feuillesd'or, alors celles-ci divergent davantage; s'il est chargé d'électriciténégative, il attire celle des feuilles d'or, et par conséquent celles-cidivergent moins.
Si , par suite d'une charge trop forte, l'écart des feuilles d'or étaittrop grand, elles viendraient toucher deux petites bornes métalliquesd, d' sommuniquant avec le sol, et se déchargeraient aussitôt"
trI. Machines éIeetriques"
949. Électrophore. - L'él,ectroph,ore, inventé par Volta(fig. ,'44) r sê compose d'un gâteau de résin et d'un plateau debois C, recouvert, d'un papiermétallique et nnuni d'un n:Ianoheisolant.
Si I'on frotte le gâteau à I'aided'une peau de chat ou d'un Inor-ceau de flanelle chaude, la re-sine se charge d'électricité né-gative, qui adhère à ce corpsmauvais conducteur, On utilisecette électricité de la manièresuivante :
lo On pose le plateau su.r legâteau de résine. L'électriciténeutre du plateau est décomposée,par influence, en fluide positif ,qui est retenu sur. la face infé-rieure , et en fluide négatif, Çui est repoussé à la face supérieure,où il se manifeste par loécartement des pendules p ( fig. {.45, { ).
la On touche du doigt le plateau, les pendules retombent(ffig. 146 n 2 ) , car le fluide négatif libre s'est écoulé dans le sol,et le fluide positif est toujours maintenu à la face inférieurepar I'influence de la résine, électrisée négativement.
Fig. 144. - Electrophore.
144 NorIoNs suR LEs scruNcns pnysreuns ET NÀTURELLET
3o On enlève le doigt, puis on soulève le plateau, les pen-dules divergent ; car le fluide positif , devenu libre r s€ répandsur le conducteur (AS. 145, 3).
Alors r on touchant du doigt le plateau, on en tire une étincelle.On peut répéter I'erpérience un grand nombre de fois, Bans
frotter dg nouveau Ie gâteau de résine.
Fig. {45. - Gharge do I'
9S0. Machine électrique ordinaire ou machine de Ramsden(fig. 146). - La machine de Ramsden a pour but de produirele l'électri,ci,të statique , alr moyen d'un disque de verre passantantre des frotteurs; le fluide positif, développé par le frottement,ùécompose par influence l'électricité neutre des conducteursmétalliques C,Ct; l'électricité négative s'échappe par des pointes '
et vient neutraliser le plateau de verre, tandis que l'électricitépositive s'accumule sur les conducteurs C, Ct.
951. Fonctionnement de Ia machine. - Le disque passantentre les frotteurs RR' (fig. 147) s'électrise positivement. Arrivéen F, Ft, il décomposo par influence le fluide neutre des conduc-teurs, dont l'électricité négative, attirée, s'écoule par les pointeset vient neutraliser I'électricité positive du plateau, tandis queleur électricité positive est repoussée en ,. Il y a donc accunurFlation d'électricité positive sur les conducteurs ; sa présence,et jusqu'à un certain point sa tension, est signalée par l'électrymètre de Henley.
,INFLUI:NcE Émcrnreur r45
Fig. 146. - Machine électrique de Ramsden
DD', plateau en verre ; M, manivelle I B, montants i F, F', mâchoires i C, C,, con-ducteurs; A, tige mobile du-conducteur; H, pendule rle Henley; T, chaîne quirattache les montants au sol; R, réchaud pour combattre l'humidité de I'air.
Fig. {.47. - Théorie de la maohine de Ramsden.
1. Phénomènes d'influence. - 3. État électrique de la roue en mouvomsnt.
9S9. L'électromètre de Henley ( fig. 148 ) est un petit pendulesuspendu par un tl conducteur à une tige également conduc-
6
+ \\,*+*.\+ +1-+*.r.
^r3\-\\lrE-.æ
0/
t-at=ll:l
l-tt:lt-_ll:lËl
146 NoTIoNs sun Lms scrENcES puysreuns ET NATURm[,Lgs
trice" La balle de sureau stécarte d'autant plus de la tige, que la
Fig. {2t8.
Électrornètre de Henley.
charge électrique est plus forte. L'angled'écart se lit sur un petit cadran , diviséen parties égales.
OruçlNn np l'ÉnnRGIE ÉlncrRreur nÉvpt oppÉrDANS LA MAcHINE DE RausnrN. - L'énergie élec-trique qui s'accumule sur les conducteurs pen-dant le fonctionnement de la'machine équivautà une partie de l'énergie mécanique que I'ondépense pour faire tourner le plateau.
La partie de cette énergie mécanique qui trese transforme pas en énergie électrique estconsommée par les frottements qui la trans-forment en chaleur.
25S. Machines électriques ds Holtz et de Wimshurst. - Dans laneachine de Ramsden, ie frottement absorbe en pure perte une gnandepartie du travail; de plus on ne recrieille gu'une seule électricité. Onemploie aujourd'hui des machines ù influence, sd,ns frotternent , etqui recuei,llent ù I,a f ois les deuæ électrtntés.
La machine de Holrz se compose essentiellement d'un plateau deveme qui tourne rapidement, en face des peignes de deux conduc-teurs A, B. Quand la machine est amorcée , le fluide neutre de cesdeux conducteurs est décomposé par un jeu d'influence. Le fluide (+)de A et le fluide (-) de B s'écoulent par les peignes et se recombinentconstamment sur le plateau mobile. Le fluide ( - ) s'accumule doncsur le conducteur A, le fluide (*) sur le condncteur B, et I'on peutfaire jaillir entre ces conducteurs de longues étincelles.
La machine de lilrusuunsr repose sur les mêrnes principes ; elleprésente sur celle de Holtz I'avantage de s'arnorcer plus facilernent etde fonctionner même par les temps humides.
25,1*, Courant discontinu. Fotentiel et, débit. Les déchargesqui se produisent entre les c,onducteurs d'une rnachine de lloltz sontun premier exemple d'électricité en mouvetrnent.
Quand la machine est en activité, ses deux conducteurs se chargentincessamment d'électricités contraires', qui exercent I'une sur I'autreune attraction toujours croissante, jusqu'au molnent où jaillit une étin-celle. Alors les deux fluides se précipitent à la rencontre I'un deI'autre et se recombinent en produisant une détonation accompagnéed'effets lumineur.
Ce mouvement d'électricité est de courte durée, parce que les Iluidesne se renouvellent pas assez rapiderrl€rrt sur les conducteurs.
Le débit de la machine, c'est-à-dire la quantité d'électricité qu'elleproduit pendant une seconde, se mestrre pan le nombre des étincellesqui jaillissent entre les conducteurs pour un écarternent donné. Cedébit est toujours très faible par rapport à celui d'un générateur d'élec-tnicité dynamique (pile, dynarrro,,.)n
trN rrr.unN cE Sr,gcrnlouE rnFar contre, Ia dilrérence des potentiels des donducteurs d.,unemachine électros.tatique est considénable. A chagor etincelle, la diffé-rence de potentiel tombe brusque*urri
" zéro, puis eue augmentecontinuellement jusgu'à Ia production d'une nouveue étincelle. Sonrnaximum se mesure par" ra iongouur àe r'étinceile.En résumé, les màchines éléctrostatiques sont des sources d,élec-Ûricité qui présentent un potentiel très élevé et un très faible débit.
gs5. Expériences. - Çaritton étectriEte.
- on met en coffi-munication avec les conducteurs de xa -machiq,vçr/ ru' uu.uuucteurs ûe Ia machine électrique une
list métallique supportant des timbres A, B, c (fig. {4g). entrelesquels sont suspenduesdes balles métalliques ;ïeg fils extrêm es a,ro'sontcondl-rcteurs (fils de lin),tandis que b, b, c sontisolants ( fils de soie ) ;N relie métalliquementle timbre C au sol. Lors-que Ia machine est enactivité, les balles sontattirées par les tinrbresA et B, puis, après Iecontact, repoussées con-tre le timbre C, où ellesse déchargent; Ie phéno-
C (fig. l,4g), entre
mene recommence en- Fig. 149.suite indéfiniment. Cariuon étectrlque.
&rêle élcctri,qrtrê. - sur_un plateau conducteur (fig. {50) r oncommunication avec tre sol, on met des balles de sureau sousune cloche; la tige métallique qui traverse le bouchon commu-nique avec la noachine électrique; quand la machine est en acti-vité r on voit les balles frapper alternativement la sphère inte-rieure et le plateau nnétallique : le bruit que produisent ceschocs rappelle celui de tw grêle.
QunsrroNNÀrRE. - Qu'arrive-t-il quand on approche une sphère électrisée d'uncylindre métallique isolé? - Donnez Ïexplication des phénodènes qu'on observe.
Powrquoi la balle d,'un pend,wle él,ectriqwe est-ette atti,rée Qwand, on enapproche un corps él'ectrisé ? Pourqwoô est-el,l,e repowssée après k comtact ? -Décrivez I'éIectroscope à feuilles d'otr. A quoi sert-il? - Cimmentte charge-t-oro d,e fl,wid,e posùtf,f, par aæernpl,e ?
_ Qu'est-ce que l'électrophore ? - Comment s'en sert-on? - Donnez-en lathéorie. - Décrivezlamachino de Ramsden, et expliErez-en Ia marche. - eu'est-ceque l'électromètro de Henley ? - Ind"iquez te prenilpe de I,a machine d,e Holtz,- Décrivoa I'expérienc.e du carilion é{ectrique. - Ceite do la grôlo tltectriquo"
148 NoTIoNs sUR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NATURELLES
CHAPITRE III I
c0NDENSATI0N ÉIECTRIQUE
956. Gondensateurs. - Le condensateur a pour but dtaCCU-
muler l'électricité sur un conducteur, sous I'influence dtun autreconducteur qui se charge lui-même, pâr influence, d'électricitécontraire à celle qui se condense sur le premier.
9À31. Condensateur à plateaux. - Le condensateur ù pla-teauæ ( fig. {5{ ) , appelé aussi condensateur d,"iUpinus r se com-pose de deux plateaux conducteurs parallèles isolés A et B o
Fig. lbt. - Condensateur à plateaur. Fig. 762, - Charge d'un condensateur.
séparés par une lame isolante C, dont ils peuvent se rapprocherou stéloigner.
958. Charge des plateaux. - Le plateau A (fig. 152) étantseul en colnrnunication avec la machine, le pendule p accuse
une électrisation positive. Si on approche le plat'eau B, etr com-
mu.nication avec le sol par la chaîne S, le pendule p diverge
davantage; il y a donc uwgnrcntation av condensation d'élec-
tricité pôsitive en A. Cette condensation prgvient de ce que_le
fluide (+) de A décompose par influence le fluide neutre de Bo
repoussant le fluide (*) dans le sol et attirant le fluide (-)._Orce dernier réagit sur le {luide de la machine et I'attire en plusgrande abondance sur le Plateau A.
coNDENsaTIoN Ér.ncrnlQuu ,,49
La lame de verre permet de rapprocher les plateaux sansalnener la production d'étincelles.
Si lnon isole le plateau A de la machine électrique, il restechargé d'électricité positive; de même si on isole le plateau B dusol et qu'on l'éloigne de A, il reste chargé d'électricité négative.
Le plateau A porte le nom de plateau collecteur, et B celui deplateau condensateu,r.
259. Condensateur à lame de verro. - Le condensq,teur à lq,med,e uerre n'est autre chose que le condensateur à plateaux, légèrementmodifié. Pour le construire (fig. {53), on prend une lame de veme et
t-ig. 153"
Condensateur à lame de verre.
Fig. 154.
Bouteille de Leyde.
on colle sur chacune de ses faces une feuille métallique qui jouera lerôle de plateau, Cet appareil porte encore le nom de eameau fulnti-nq,nt,
960. Bouteille de Leyde. - La bouteille de Leyde est unsimple condensateur à lame de verre, dans lequel cette lame estremplacée par Ie verre d'une bouteille.
Elle se compose ( fig. {54 ) d'un flacon de verre renfermant desfeuillesde clinquant (armature intérî,eure). Une tige métalliqueT, traversant le bouchon, plonge dans ces feuilles. Le {laconest enveloppé, jusqu'aux deux tiers de sa hauteur, par un€feuille de papier d'étain B (armature eætérieure).
Pour charger une bouteille de Leyde, on-la tient avec la mainpar I'armature extérieure ( {ig. {55 ) , et on met I'armature inte-rieure en communication avec une source d'électricité. Ltarma-ture intérieure A joue le rôle de plateau collecteur, et I'armatureextérieure B celui de plateau condensateur.
150 Norrons suR r,as gcIDNcEs pnysreuus ET NÀTURELLEg
961. Iléchargo de la bouteille de Leyde. - lo Déchargeônstanta,née. Pour décharger instantanément une bouteille defaible dimension, il suffit de la prendre d'une main par lap&nse B et d'approcher I'autre main de la tige T.
Pour décharger une bouteille une peu forte, il est prudent de
Fig. {.55. - Charge do la bouteille de Leyde.
mettre les armatures en communication, non avec la main, maisà I'aide d'un eæci,tateurrf,ormé de deur tiges métalliques articulées( fig. 156 ).
2o Déchd,rges serceessioes, Ë Pour décharger la bouteille de
Fig. L56. - Décharge Instanhnéc.
Leyde par décharges successives,chacune des deux armatures.
On peut aussi se servir du petitfig. {57 ; d et e sont deur timbres ;
Fig. {57.ÀPParoil P:Hrtijnchargo
on touche alternativement
appareil représenté par lale pendule p, à balle métal-
eôNDENSÀTroN Ér.ncrnreuu lb{
liqqt isolée, est attiré par le timbre d, puis repoussé vers let'imbre e, où il se décharge, et te phénomène recbmmence.
262. Bouteille de r,eyde à armatures mobileso É euand ondécharge- une bouteille de Leyde au moyen de I'excitateur, on constateg1'apr9s la décharge_ elle peut encore donner successivement plusieursétincelles (charge rësiduellel. On erplique la production de tes étin-
Fig. 1S8. - Eouteilte à armatures mobiles,
celles en disant que le fluide électrique pénètre dans l'épaisseur de lalame de verre, et qu'il lui faut un certain temps pour s'en dégager. Onconstate ce fait au moyen de la bouteille de Leyde à armatures mobiles(fig. {58), {ui se compose d'une enveloppe métallique C, formant I'ar-mature extérieure, d'un vase en verre S, et d'une armature intérieure D.
Les armatures étant en place, comme le représente la figure B . oncharge la bouteille, puis on la pose sur un corps isolant, et, av-ec la main,on enlève successivement I'armature intérieure, le vase de verre , eton touche I'armature extérieure I les deur armatures sont ainsi rame-nées à l'état neutre. Néanmoins, si I'on reconstitue la bouteille, enreplaçant les trois pièces I'une dans I'autre r otr constate que I'on peutencore en tirer une étincelle assez forte.
963. Batterio éIectrique. - Pour construire une batterieélectrique, on réunit de grosses bouteilles de Leyder ou jarres(fig. {59), de manière que leurs armatures de même nom cof,rr-muniquent entre elles. Pour cela r orr les dispose dans unecaisse doublée intérieurement d'une feuille métâttique, {ui re-unit les armatures externes et communique avec la poignée dela caisse T ; des tiges métalliques C réunissent les armaturesinternes.
La décharge d'une batterie produit une étincelle puissante.
I52 NorIoNS suR LES scIENcEs' PHTSIQUES ET NATUTIELLES
Une batterie électrique joue le rôte d'une bouteille de -Leyde unique
dans laquelle la surfdce âes arrnatures serait égale à la somme des
surfaces des armatures de toutes les bouteilles qui forment la bat-
terie.26,&. Électromètre conden-
sateur ou éIectroscope de Votta(fig. 160). - L'électrornètre con-densateur est formé d'un électro-scope à feuilles d'or, surmontéd'un plateau métallique A, surlequel repose un deuxième pla-teau conducteur B, muni d'unmanche de verre. Les plateaursont séparés par une mince cou'che de gomme laque, appliquéesur le plateau A. Cet appareilsert à étudier les sources élec-triques faibles, mais continues.Pour cet effet, oD met Ia sourceZ, pat exemple r €tr communica-tion avec le plateau A I le Plateau
B, communiquant avec le sol , joue le rôle de cond.ensateur; on 9x-lève ensuite te Aoigt, puis la source , et enfin le plateau I les feuilles
d'or indiquent s'il y' a électrisation; ol détermine la nature de l'é-lectricité ôomme avèc l'électroscope à feuilles d'or (248).
eursrroNNArRn. - Quel est le but des condensateurs? - De Eroi se composo
le condensateur à plateaux? - Comment Ie charge-t-on? - Qulest-ce gue le con'
densateur à lame âe verre? - Décrivez la bouteille de Leyde. - Comment lacnarge-t-on? - Comment la décharge-t-on? - A qwoi sert la bouteil'le àarma-rureî mobô;cs? - Comment procèil,e-t-on.? - Comment constnrit-on une batteric
6lectriçle?- Décthtez l'électromètro conil,cmsatatr, - Commcmt $'cn scrt-oml
Fig. 159. - Batterie électrique.
Fig. 160. - Électroscope condensateur.
oÉcH*nGEs Ér,ncrnleuns 153
CHAPITRE IV
DÉcHARGES ÉlrcrRIQuEs
I. Ellets des déeharges électriques.
965. Effets physiotogiques. - Lorsqu'une décharge élec-
trique traverse tè corpi humain, les muscles sont contractés
nrusquement ; il en rêsulte une cornrnoti,on électrique qui se
fait sôntir au poignet ou au soude, et mêilo r si la décharge est
très forte, à ltépàule ou à la poitrine. On peut atténuer la vio-
lence de la cosrmotion en formant une chatne de plusieurs per-sonnes qui se tiennent par la nnain. La première personne tientla bouteille de Leyde par I'armature extérieure, et la dernièrepersonne vient toucher I'armature intérieure.
La foudre n'est autre chose qu'une décharge électrique extrê-mement puissante.
966. Effets mécaniques. - Les substances traversées par lesdécharges électriques sont percées , brisées, et quelquefoisprojetées à distance; c'est ainsi que I'on perce une plaque deverre (perce-1)erre, tg. {61) , ou une feuille de carton (percæcarte, fig. 162)r €û disposant ces objets entre deux pointesmétalliques, que I'on met en communication avec les armaturesd'une bouteille de Leyde, pour faire iaillir l'étincelle électrique.
l-ig. 161. - Perce-verre. Fig. 162. - Perce-carte.
{b4 NorroNs sun rns scrENcES pnygreuns ET HATUREmES
987. Effets lumineux. - Les décharges électriques qui ontlieu dans un gaz raréfié produisent des lueurs de teintes variées ;on le constate au moyen de l'æuf électrùque (fig. {63) ou destubes de Gei,ssler (fig. 1,64).
Si I'on di.spose sur une feuille de verre une série de lamellesmétalliques laissant, de petits espaces entre elles, of que I'onfasse communiquer la premiere et la dernière respectivement
.tt'ig. l"tiii.CEuf électriquo.
Fig. 164. Fig. trib.Tube de Geissler. Tube étincelanl
avec les armatures dtune bouteille de Leyde r on obtient, desétincelles dans tous les intervalles; ctest ce qu'on réalise avecle tube étincelant (fig. {65 ) ou avec le caryeq,% étincelant.
968. Effets calorifiques. L'étincelle électrique peut en-flammer les substances volatiles, par exemple l'éther (fig. {66).Quand la décharge traverse des fils ou des feuilles métalliquestrès minces, elle peut les volatiliser et fixer les particules métal-liques sur les objets en contact; c'est ce que I'on obtient, dansl'expérience da portrait d,e Franklin.
969. Effets chimiques. L'étincelle électrique peut provo-qusr certaines aations chimiques, telles que la combinaison ou
nÉcHrncgô Ér.ncrnreuËs {55
la décomposition de certains corps ; on gten sert, pâr exemple,dans la synthèse de lteau à I'aide de l'eudiomètre ù mercure. Onpeut donner à cette expérience la forme qu'indique la fig. L67;I'appareil prend alors le nom de pistolet de Volta. C'est un vase
fig. 166. - Inllarnrnation de I'éther. Fig. 1617. - Pietolet de Yolta.
métallique traversé par un tube de verre contenant une tigemétallique. On le rennplit d'un mélange d'oxygène et d'hydro-gène , et on le ferme avec un bouchon de tiège, {ui est chassépar I'explosion au moment où jaillit l'étincelle,
E[. Électricité atmosphéri(Iue,
9l7O. Présence de l'électricit6 dans I'atmosphère. - Lorsquele temps est serein, I'atmosphère est chargée d'électricité posi-tive, et le sol d'électricité négative. C'est ce que vérifia Franklinen lançant dans I'atmosphère un cerf-uolant retenu par unecorde conductrice, de laquelle on tirait des étincelles.
Les nuages sont chargés, les uns d'électricité positive, lesautres d'électricité négative. Lorsque deur nuages électrisés ensens contraires, ou un nuage et le sol, sont assez voisins, il seproduit entre eux une décharge brusque, que I'on appelle lafoudre; l'étincelle prend le nom d'ëcluir (12 à 20 km. de lon-gueur), et le bruit celui de tonræme. Les roulements qui se fontentendre proviennent dee réflexions successives que le bruitprincipal subit, soit sur les nuages environnants, soit à la sur-face du sol, surtout dans les régions montagneuses.
27f,. Choc en retour. Les objets qui sont à proximité d'unnuage fortement électrisé sont eur-mêmes électrisés par influence.Quand le nuage passe à l'état neutre, par suite d'une décharge brusque,
Fig. 166. - Inllarnrnation de I'éther.
{56 NoTIONS SUR LES SCIENcES PHTSIQUES ET NATURELLES
ces objets reviennent aussi à l'état neutre; 9e phénom9ot , gu'on
.pprif. le choc em retour, produit quelquefois des accidents 'aussi
graves que la décharge directe'" L., eliets de la fouàre sont de même nature que ceur des déch_arger
électriques, mais leur intensité est incomparablement plus grande.
g7g. Paratonnerre. - Les paratonnerces sont des appareils
qui protègent les édifices contie la foudre, soit en neutralisant' r | " l'électricité des nuages orageux r soit en provo-
[P quant les déchargei électriques en des points
Ë voulus.fi lls sont fondés sur le pouaoôr des pointes,
fr" qui fut utili'sé ainsi pour la première fois, otr
ffi- illZ, par Dalibard sur les indisations de Fran-ï klin.
ffi ,,1*ï {î{;:w;:{îJ:fl;JiiJ.;:iiiii'ffi:$Iffi t de éuivre-dorée P. Cette tige communique avec
fiflffi le sol par une tringle ou un câble métallique 'ru qui s'enfonce dans
-le sol de manière à être en
Contact avec une nappe dteau, si c'est possible ;
sinon on entoure la partie terminale d'une
Fig. {.68. - Tige deparatonnerre.
garantit de la foudre les objets voisins." On admet que I'appareii protège contre la foudre les_objets
situés dans un cercle dont ion pièd est le centre, €t dont le
rayon est double de la hauteur de la tige'
eunsuoNNArRE. - Quel est I'efret d'une décharge électrigue à travers_leg
muscles ? - Comment fait-on I'expérience du perce-carte ou du perce-verre? -eu,est-ce que le tube étincelantl - Quels effets calorifiques peut pruduire une
décharge électrique ?
Exist-e-t-il de l'électricité dans l'atmosphère? - A quoi est drl l'éclair?-eu'est-ce qui produit lo roulement du tonnerre? - Qw'oppe-l'le-t.-on c.hoc cn
îæour? - bo'ért-co qu'un paratonnerre? - Décriver son installatlon st erpll-quor son fonctionnement.
grande quantité de braise de boulanger. - On
ielie le paratonnerre, Pâr des tiges conduc-trices, aùt principales pièces métalliques de
l'édifice.Quand un nuage orageux passe à proximité du
paratonnerre, l'électricité du sol s'écoule par_la
pointe(sous forme draigretle) gt, neutralise celleâes nuages environnants. Si ltécoulement est in-suffisant, la pointe provoque les décharges et
CHAPITRE V
MAGNÉTISME
973. Aimants. - On appelle aimants les corps 9r1i 9nt lu -qtg-priété d,'attirer certainr métaux, comme le fer, le nickelr le cobalt, le
àhro-.. Ces derniers prennent le nom de subs tances magnétiques.
L'aimant naturel,ràu pierce d,'aimant, est ltoxyde salin de fert
FeaOa, que I'on rencontrb dans la nature. Les aimants artificielssont des barreaur d'acier auxquels on a communiqué les pro'
xr.cnÉrlsuE t5?
priétés des aimants naturels.Lorsqu'on plonge un
bameau aimanté dans lalimaille de fer, on con-
=state que I'action magné-tique se manifeste surtouten deux pOints PrP, vOi- Fig. 16g. - Action des pôles d'un aisraut.
sins des extrémités dubarreau (fig. 169 ) ; ce sont les deuæ p6tes de I'aimant. La lignemoyenne' MN est'neutre, c'est-à-dire sans action magnétique.
L'action magnétique peuts'exercer à distance et à traversles corps. Si I'on place un ai-rnant sous une feuille de pa-pier, par exemple, et que I'onsaupoudre cette feuille de li-maille de fer, on voit la pous-sière métallique s'orienter sousI'action de I'aimant et formerdes lignes courbes dont l'en-semble constitue le spectre
à-dire ayant chacun deux Pôles.
gTA.Aiguille aimantée. - Une s
aiguille aimantég (fig. l7l'), mobilesur un pivot, storiente dans unetlirection constante, très voisinede la direction nord-$ud.
6^
magnétique (fig. 170).Lôrsqu;on bri"e un aimant, chaque morceau devient un aimânt
complel. Ainsi r €tr brisant une aiguille à tricoter aimantée, on obtient
de petits aimants complets, c'est- s ru'
FTg. l.?0. - SPectre magnétiguo.
Fig. l7l. - Aiguille aimantée^
{58 a{orxo*s su* r"Hs s{:[EN'Es p*ïsreu*s ET Nar[îRr$r'&sLe pôlo q*i se dirige vers Ie nord prend Ie nom de pôIe nord,;Itautre, celui d,e pôl{sud.978. attractions et répursions magnétiques. - Deu,æ pôresd'e même norn se reltou,isent I d,eoæ pôr,es tre noms contrairess'att'ireyat.soient N, Nr les pôres nord et s o $r lee pôres sud de deur
Fig. {.72. - Nature difTénente des pôles.
aiguilles aimantégs. (fig. l7z)"Llg"p:riencemontre que Ie pôle s,exerce une répulsion u,rT lg pôre-s. Au contraire, si roon meten_présence les pôles N et sr, b* onrerve une attraction.La cause des propriétés attrarti"*-àes aimants nous est incon-nue. on lui donne re nom ae -rnajnetiyrng. D,après ce qui pré_cède, de même qu'it y a deux érectiititeu ditréreili**, 1 y a aussideur noagnétismes diitincts.
978. Aimant terrestre. Quandyne aiguille aimant ée ns est mqbiie au_dessus d'un aimant fixe NS (ng. iZâ1,I'aiguille tend à prendre Ia'di'rectiohde I'aimant, de manière que les pôlesde noms contraires soienf en ,r$urd.- O_n peut donc expliquer I'orientitionde loaiguille aimantéô o sous I'actionFig. t7a. * Orienrarion d,une de Ia tîrrer €n considérant celle_ciaiguille aimantés dans Ie pran comme un vaste aimant, dont les pôresd'un aimant.
sensibremenr sur ra risru l# iô]# Y#:r#;i]"ff-î:ît diij:gnétique temestre sitùé dans l'hédispîeiu il;à est dit pôteboréar; celui qui est dans l'hémisphgrà ,ba u.t rppJe ;;b;;rfiot,Considérons actuelleme_nt un* aiguille aimaritee, orientée sousI'influence de la terre. 0t ne peraËns pas de nre Eue tres pôles
Lation peu énergique.2e Méthod,e d'e la touclt'e sé'Pmrëe'
rs9
.\Fig. L?5. - Aimantation.
( fig. {?6 }. N et, NI, NI et M'
nqrcnf,rlsFf,Ë
de noms contraires s'attirent tanclis que les pôles de même nom
se repoussent. Le pôle nord, de l'ai$uilte est attiré par le-pôle
boréa1 de la terre i oorrc il est lui - même un pôle austraL Le
pôte sud, de t'aiguiile es,t attiré par te pôle austral de la terre I
donc c'est un pbte boréal. A.insi , pour un aimant, les exprys-
sions pôte nonâ et pôte uustral sont synon-ymgs ; et il en. est'
ae mgine des **prri*ions pôte sud, eL pôte borëal. Néanmoins,
p;* éviter toutô équivoque, il v-aut mieur n'employer que ler
àppellations pôle nord, et' pôle su'd"
g77 . Ainantation par influence. - Un bameau dtacier aimanté,
placé sur le protongement d,'un bameau d,e fer doux, développe
lunr celui-ci, pur inîuence, une aimantation temporaire. A I'aide
d'un aimant' ôt ae morceaux de fer doux, otr peut former des
,rr*n.* d,aimantstemporaires (fis. 174). Maisdès qu'on éloigne
le barreau d'acier, I'aimantation disparalt aussitôt'
Fig. 1?4. - Aimantation du fer doux par influonce'
tr e fer doux est un fer très ptrr, qui s'aimante et se tlésaimante
instantanément. Ltacier, âû contraire , met un certain temps
à s'aimanter; mais il conserve ensuite son aimantation (force
co ercit'iae, magnétisme rémanent \,
g?8. Frocédés d'aimantation. : I a Il[éthode dela sinopletauche.
- On frotte une aiguiileorl un trarreau dtacier,toujours dans le même
sens, avec ltextrémit,éd'un barreau aimanté; on æ
ontiànt ainsi une aiman- 'M
{60 NorroNS suR LEs scrnNcns pHysreuns Er NaTURELT.Es
étant des barreaux aimantés, ces deux derniers séparés parune pièce de bois L et ayant leurs pôles de noms contrairesen regard, et les barreaux N et Nt étant placés comme I'in-dique la figure, les pôles de noms contraires en contact r opfait glisser les barreaur N et Nt, en sens contraires, du milieuvers les extrémités du barreau à aimanter, en les séparant;puis on les rapporte au centre, et on les fait glisser de Doû*veau, toujours de la même façon. Cette méthode fournit uneaimantation plus énergique que la précédente.
$o Méthode de lu double touche. - Les barreaux sont dis-posés oomme pour I'expérience précédente; mais on les faitglisser ensemble sans les séparer, de droite à gauche, puis degauche à droite, et cela pendant un certain temps.
4o Aimantation pûr les courants (807).
979. forme des aimânts. On donnesouvent aux aimants Ia forme d'un fer àcheval. Une armature de fer doux réunitles deux pôles et sert à suspendre les corpsque I'aimant doit supporter.
L'aimant Jamin estconstitué par un fais-ceau de lames aiman-tées, réunies dans unearmature ( fig. {.76 ).
980. Boussoles. -Les boussoles sont desinstruments grri déter-minent une directionconstante, nord-sudmagnétique; elles ontpour principe I'actiondirectrice du magné-tisme terrestre sur ltai-guille aimantée.
gBl. Déclinaison. - On appelle déctinaison d'un lieu I'angleque font entre eux les méridiens géographique et magnétique dece lieu ({ig. I77). La déclinaison varie d'un lieu à un aut}e, etdans un même lieu elle change lentement d'année en année.
EIle est orientale lorsque le nord magnétique se trouve àI'est du nord géographique, et occidentale dans le cas contraire.En {900, Ia déclinaison à Paris était occiclentale et égale à envi-ron {So.
i
i
I
*lFi4;. 176.
Àimant en fer h cheval Fig. {,77. - Déclinaison(Jamin ). magnétigue.
MÀG!{ÉTrsME 16t
On obtient la déclinaison au moyen de la boussolc de déclinai-son, formée d'une aiguille airnantée (fig. '178), mobile autour d'unpivot veilical; une lunette LLt permet de diriger la l,i,gne d,e foi deI'appareil suivant le nord - sud géographique I I'angle que fait cettedirectionarec I'aiguille donne la valeur d.e la déclinaisoll.
Fig. 178. - Boussole de déclinaison. Fig. 179. - Boussole marinc.
LabuÆsolcrtwrineoa cornpqs demer sert à la direction des navires.C'est une boussole de déclinaison , suspendue de manière à rester tou-jours horizontale I son cer-cle, divisé en degrés, porterrne rose des aents(fig.179).
28'2.Inclinaison. - Onap pe lle intlinais on,m,ag nti-tique I'angle que forme lapointe nord de I'aiguilleaimantée, mobile dans leplan du méridien magné-tique, avec I'horizontalemenée par son centre. Onobtient I'inclinaison à I'aidede la boussole d'inclinai-son, formée d'une aiguilleaimantée (fig. {S), mobileautour d'un axe horizontal.On place I'appareil de ma-nière que I'aiguille soitrnobile dans le plan duméridien magnétique.
Un moyen simple pourorienter le cercle verticaldans le plan du méridienmagnétique consiste à I'o-rienter d'abord par tâton-
Fig. 1&. - Boussole d'inclinaison.W', cercle vertical au centre duquel se trouve
I'axe horizontal de I'aiguille; HH', cercle hori-zontal fixé sur son pied A.
Fig. 178. - Boussole de déclinaison.
nement, de fagon que I'aiguille Brenne la position verticale. Quand cc
162 N6TIONS SUR [.,8s SqIENqES PHYSIQUES Es NÀrURELttsS
résultat est obtenu, il ne reste plus qu'à faire tounner le cede d'un
angle égal à 90o.i,io.[ioaison varie d'un lieu à un autre; elle vaut 90o au pôle ma-
gnétique et 0o à l'équateur magnétiquel à Paris, en '1900, dle égalait
environ 65o"
eussrroNNArnn. - Qu'appelle-t-on aimants et substances magnétiques? -euiobserve-t-on Erandon plonge un aimant darcla limaille de fer? - Csmmemt
; fa1t 'yeæpérieltce ilw ipectre rnagmétiqwe? Comment s'orielte I'aiguille
aimantée7 - çuelle est ta toi des attractions et des répulsions nagnétiques?
Comment explique - t - on I'orientation des aimants sous I'actior de Ia terre ?
- eu'est-ce quele fer doux? - Décrivez les différents procdés d'aiman-
tation. - eueilô forme donne-t-on aru( aimants? - Qu'est-ce qubne boussole?
- eu'est-co que la déclinaison et I'inclinaison? - Cotnmemt bt abtiewt-o*l'l.l;r*s tr l,'g;tË,rwÏ
SIXTË1WU i)AItTIE
TIECTRTÛITE $YNAMTQUE
CHAPITRE IPI IES ÉTncTRIQ urs
983' Êlectricité dynamique. L'électricité dynamigue estl'étude de l'éleetri,ci,té en rnou,aarnent, ou, drune manière plusprécise , l'étude d,es effets prod,uits par les.eaurants étectriq*es.
984. Pile" : la pile est wn tppareil qwi produit un courantd'électricité, ù ta fàaeur de ceriiinu, ariiois chimiq.tes.Comp-arée aux rnachines électro-stati{lues (264i, ta}ite est une
source d'électricité dont le potentiet esi faibie, *âir dont le d,ebitest considérable.
g8s. PiIe de voltân * La pite peut être constituée par un éré-rnent uniquer ou par plusieuis élèments semblables convenable-ment associés.
lo ÉrÉMnNr. - L'élément de _pile de volta se compose d,unelame de cuivre C et d'une lame db zinc Z, plonàé* dans un vasecontenant de I'eau aiguisée d.racide sulfuriqor. " -
ces métaux, attaqués inégalennent par I'acide r so chargentd'électricités contraiies : Ie zlnc, plu! attaqué, so charge a;[ràr-tricité négatiael le cuivre se charge d'électi.icitO positiae.
Si I'on réunit Ie cuivre.au zinc p'n* on fil métaiiiq,rrr Go fil estparcouru par un courant continu d'électricité. On te constate,par exemple o en approcha-nt .ce- fil- parallèlement à une aiguille
aimantée rnobile sui un pivot. L'ai$uiile, uorritôt dévieæ de saposition d'équitibre, se met en croii aoe" le fiI.Le fil qui réunit le cuivre au zinc se nonune le coNDUcrEUn du
courant ou Ie nÉopHoRE de la pile ; Ies points où il s'attache auxlames métalliques sont dits tès pôrr. d. Ia pile :-ie pôrs posrrrFest sur le cuivre, le pôLs NÉcA.rrn est sur lô zinc, crest-à-dirgsur le métal le plus attaqué.
164 NorroNs suR LES scrENcEs pHysleuEs DT NATUREI,LE$
lo ptr.p a prusrnuRs Ér.Érr,rnnrs. - Les éléments de pile peuvent
être associés de diverses manières, suivant les effets que I'on
veut obtenir, L'osso ciation en batterip consiste à faire commu-
niquer entre elly tous les pôles. de même nom' Ltassociation en
série consiste à faire coto*oniquer deux é!éments voisins par
leurs pôles de noms contraires.Ainsi, pour grouper des éléments en série, oD.réunit Par u.n
fit métaftiq,ru le" pôlô (-) de chaque élément au PQle I+) du sui-
vant. Les pOtet de ta pitô ainsi o6tenue sont le pôle (+) du pre-
mier élémônt et le pôle (-) du dernier'
Pu,p ouvERTE.
ouverte, ses dro* pôles se comporient comme deux conducteurs
électrisés, dont la âifférettce de niveaux électriques (la différence
de potentiel ) est constante.pour obtenir un courant électrique, iI suffit de réunir les
deux pôles pur" on fil conducteur. Alors ce fil interpolaire.gon-
stitue avec ta pile un circuit fermé, comprenant .deux parties :
le circuit eætéri,eu,r, constitué par le réoptiore ' et le circuit t'nté-
rieur, formé par la Pile elle - même'
2g6. Fonctionnement de la pile. - L'érectricité neutre se décom-
poss toujours au contact de deix substances hétérogènesl mais .c'estïa chaterir aesage* pu" res réactions chimiques , qui fournit aux élec-
tricités sOp"rËeJ I'énergie nécessaire pogr se mettre en mouvement'
En vert" aé-.*s prinËipês r l'électricité neutre se décompgs9 -u Ïi"-térieur de la pile : ie {lui,le ( + ) se porte au pôle positif, le fluide ( - )
au pôle négatif.- -e[nd fùnô est fermée, les deux fluides se précipitent à la rencontre
l'un de I'autre, suivant le 'conducteur interpoiaire
^:, le, fluid'e positif va
du pôle (+) uri pOru (-), le fluide négatif vï do pô19 (-) aY pôle (+)'rfsà p"ohoit ainii deux Courants d'éle-ctricités contraires, qui rnarchent
en sens opposés et se recombinent le long 4". t-9."9ucteur. comme les
deux fluides se renouvellent instantanémànt à I'intérieur de la pile et
affluent aux deux pôles avec la même rapidité qu'ils s'écoulent dans le
téopnote, celui-ci ôst parcouru par deux courants continus'
9,87. Sens du courant. - Le circuit de la pile est parc-otyu
tout entier, intérieur et extérieur, par deux courânts d'électricités
contraires, qui cheminent en sens opposés' . -
Comme ces deux courants jouenl -des
rôles tout à fait solr-
blables, on convient, pour la commodité du langâge, de n'en consi-
dérer qu'un seul , et, l'on'parle uniquement du courant positif'
C'est ainsi que I'on appôUe ssxs nU coURANTrb sens du courant
positrf ;c'est-d-dire cetùi çryi le lu.pôIe ({) 7y pale ( - ) ù'.1'eæ-
térr,eur d,e ii pilt, et dd pôle (-)- au pôle (+) dans le circuit
inténieur,
PILss Ér,scrnlQuEs t65
388. Analogies hydrauliques. - lo Une machine hydrauliqueélève de l'eau à une certaine hauteur, d'où elle peut retomber à sonniveau primitifr €D formant un courant tiguide continu. Le travaildépensâpour e{feduer I'ascension de I'eau est restitué intégralement
" pendant la descente. On le retrouve, suivant le cas r dans les diverseffets de la chute,
De même, une pile élève de l'éIectricité à un certain niveau élec-trique (à un certain potentiel) d'où elle retombe le long du conducteurinterpolaire, €tr formant un courdnt électrique.
Les deux 'pôtes
se maintiennent à des niveaur ( à des potentiels )constants ( + l,. ) et (- B). Le circuit extérieur est comme une pente t
suivant laquelle'l'électriôite descend du potentiel (+ A) au potentiel(-B). Aruivée au pôle négatif, elle remontedu niveau (-B) au niveau(+ 11 en parcourant le circuit intérieur.'
L'élévation de niveau, à I'intérieur de la pile, se fait aux dépens de
la chaleur dégagée par les réaetions chimiques qui s'y opèrent I puisla chute le long du
-réophore s'effectue en produisant un travail équi-
valent, {ui apparait, suivant les circonstanses, sous forme de mouve-ment, de chaleur, de lumière, d'actions chimiques, etc.
2o Si deux réservoirs d'eau , maintenus à des niveaux di{férents et
invariables, sont en communication par un tube , il s'établit dans ce
tube un courant liquide de vitesse constante. Le oÉntr, c'est-à-dire laquantité d'eau qui s'écoule en une seconde, dépend de la olrrÉRENcEDE NrvEAUx des deux ré'servoirs et de la nÉststLNcn que le tube opposeà l'écoulement, à cause de sa longueur et de sa section plus ou moinsétroite.
De même, les pôles d'une pile se maintiennent à des niveaux élec'triques constants, et il s'établit entre eux, à travers le réophore, unGourant continu. Le débit r ou I'lNtrNSlrÉ du courant électrique, c'est-à - dire la quantité d'électricité qui s'écoule par seconde , dépend de lanrrr'Énnxcn DE NTVEAU (de potentiel ) aux deux pôles et de la nÉsrs-TANcEque le circuit (intérietr et extérieur) oppose au mouvement de
l'électricité.La d,lffërence de niaeau das deuæ pôles prend le nom de FoRcE
Ér,rcrRo-uornlcu de la pile. La force électro-motrice d'un élément depile dépend uniquement de la nature des métaux et du liquide encontact- Elle est complètement indépendante de la forme, de la gran-deur et de la distance des lames métalliques, et du degré de concen'hation des liquides.
289. Unités pratiques, relatives aux grandeurs électriqlgs.-Soient I I'intensiie du ôourant, c'est-à-dire la guantité d'électricité quipasse en une seconde, €t 0 la quantité d'électricité fournie en tsecondes. On a : Q:It.
Soient encore E ta force électro-motrice de la pile et R la résistancetotale du circuit. L'erpérience a prouvé que I'on a :
t:* (loi d'Ohm).
tSS NorIoNg suR LEs gtrgmcns pnrsleuns sE I.{ÀTr}R8jLLfffi
Pour mesurer ces diverses grandeurs, on adopte les unités Fui-vantes :
1o L'unité de rési,stance s'appelle I'onu : c'est la nésistance d'unecolonne de mercure de {mm2 de section et de {06cn de longueur.
lo L'unité de force ,électro-rnotrice s'appelle le voLT : c'est la force'électro-motrice d'un élément de Volta (formé d'un cuivre et d'un zincplongés dans I'eau acidulée)" a
3o L'unité d'imtensi,tti se norn:me I'lupÈnr : c'est I'intensité clu cott-rant donné par une pite dont la forie électro-motrice serait un volt, etla résistance totale un ohm.
!1o L'unité de quanti,té se nomme le cour,omts : c'est la quantitéd'électricité fournie en une seconde par un courant dont I'intensitéégalerait un ampère.
Différentes espèces de piles"
iu90. Piles de Volta. -
Fig. {81.Pile à colonne, dé Volta.
'lo Prr,r A coLoNNE. Ctest ia formeprimitive de la pile de Volta. L'é-lénnent ou couple voltaïque se
compose d'un disque de cuivreet d'un disque de zinc soudés efl-semble. On superpose un certainnombre de ces couples, otr les sé-
parant par des rondelles de draPinnbibées d'eau acidulée. Le Pôlei-) est sur le dernier zinc en con-tacf avec le liquide, le Pôle (f) surIe dernier cuivre mouillé.
Le cuivre et le zinc sor.r.dés ros-pectivement à ces Pôles Peuventêtre supprimés, car ils jouent sim-plement le rôle de conducteutrs"
Bo Le PrLE a AUGE nlest autrequ'une pile à colonne couchée dansune caisse horizontale, afin d'éviterqu,e. les rondelles de drap se dessè.chent trop rapidement.
$o Le Prr,E À rÀssns est la pilede Volta sous sa forme ordinaire,telle qu'on I'a décrite au no 285.
$o LtÉ:l.Éupr.it DE 'Wortesron est andlogue à celui des piles &
tasses; seulement les lames nnétalliques sont rennplacées par des
pILEs tr,ucrnleuns t67
feuilles de plus grande surface; la feuille de cuivre C (fig. {82)est repliée sur elle-nnêFro r de façon à entourer la lame de zinc Z
F'ig. {82. - Élément Wollaaton.
sans Ia toucher. Le toul, est placé dans un vase V contenant deI'eau acidulée.
Fig. {83. - PiIe cle 'Wsllaston.
En groupant ensemble pXusieurs de ces éléments, on obtientune pile de Wollaston (fig. {83}.
{68 NorroNs suR rÆs scIENcEs pHrsIQuEs ET NATURELLES
991. Remarques. - lo Dans toutes ces piles, le zinc est amal-gamé, c'est-à-dire frotté avec du mercure. Ainsi préparé' iln'est pas attaqué par I'acide sulfurique quand le circuit n'estpas fermé.
lo La force électro-motrice du couple de Volta est L volt.to La lorce élcctro-motri.ce dlune série est proportionnelle au
nombre des éléments ( loi de Volta ). C'est pourquoi I'on associeun grand nombre d'éléments lorsqu'on veut obtenir un courantplus intense.
$o L'intensité du courant donné parune pile de Volta diminue rapidement.Cela tient à un cou,rcrnt secondaire quis'y développe peu à peu, en sens con-traire du premier. C'est ce que I'onexprime en disant que la pile se pola-rùse. Pour remédier à cet inconvénient,on ajoute au liquide un corps d,épo-Iarisant, comme le b.ichromate de po-tasse ; ou mieux, otr emploie une pilea deux liquides.
292. Pile au bichromate de potasse(fiS. 184). - La pile au bichromate de po-tasse consiste en une bouteille en verrerenfermant une dissolution de bichromatede potasse addttionnée d'acide sulfurique,
une lame de zinc Z et des lames de char-
La pile de Daniell (fig. {85) corl-
'lo Un vase extérieur V contenant de I'acide sulfurique étendudans lequel plonge une lame de zinc Z; c'est le pôle négatif dela pile.
lo Un vase poreux P, dans lequel on verse une dissolutionde sulfate de cuivre ; une lame de cuivre C baigne dans cettedissolution I c'est le pôle positif de la pile.
Lorsqu'on ferrne le ciratit, c'est-à-dire que I'on réunit les pôlespar un fil métallique, I'acide sulfurique attaque le zinc et forme dusulfate de zinc : I'hydrogène résultant de la décomposition de I'eautraverse Ie vase poreux, prend de I'oxygène au sulfate de cuivrepour régénérer I'eau décomposée; le métal mis en liberté se déposesur la lame de cuivre, tandis que I'acide sulfurique libre se portedans le vase extérieur, et remplace celui qui a disparu dans la lbr-mation du sulfate de zinc.
Fig. 184.- PiIe au bichromate.
et dans laquelle plongentbon C, C'.
903. Pile de llaniell.prend :
PILËS $:M;CTNIQUES
I
169
L'élément Daniell est très constant I sa force électrs-motrice est {"r{ ;
nnais ta résistance intérieure est assez grande.
994. Pile de Bunsen. - La pite ile Butæen comprend (fig. {86)
un vase extérieur en grès ou en verre V, renfermant un mélanget
au dixième, d'acide sulfurique et d'eau, dans lequel plonge un
cylindre Z de zinc amalgamé; au centre se trouve un vase
["r9. 18i.Élément de pile do Danioll.
Fig. 186.Pile de Bunsen.
poreux P, contenant de ltacide azotique et u1r prisme de char-'bon
de cornue C : le charbon joue seulement le rôle de condllc-teur et constitue le pôle positif de la pile.
Lorsque le circuit est fermé, le zincdécompose I'eau en présence de I'aciclesulfurique, et forme clu sulfate tle zinc;I'hydrogène se porte sur l'acide azotiquepour former de I'eau et des produits azotés
moins riches en ox) gène, qui se dissol-vent en partie dans le liquide et produi-sent des émanations d'anhydride hypo-azotique
Cette pile est'très énergique ; sa forceélectro-motrice est 1",9 et sa résistanceintérieure est faibte I mais elle est moinsconstante que la précédente, ai cause de
ta disparition rapide de I'acide sulfurique.
295. Pite Leclanché (!S. 182). - L. Fig. {B?. - pite Leclanché.pôle négatif de la pile Leclanché es[
iormé pir ,rtt petit ôylindre de zinc plongeant dans une d'issolution
ffiO NorIoNS suR LES stllr{crrs pnysreurs ET NÀrunELLEs
cle chlorhyclrate d'ammoniaque. Le charbon clu pôle positif es[entouré d'un mélange cle bioxyde de manganèse et âe chârbon.
Cette pile est constante et de longue durée; sa force électro-motriceest 1",5; _elle est généralement employée dans les télégraphes, les télé-phones, les sonneries électriques,
296. Piles thermo - étrectrigues. - Dans toutes les piles précé-dentes, le courant électrique se reproduit à la faveur àe ceitainesactions ehimigues. on les nomme piles hydro-éIectriques , par oppo-sition aux pile s ther"mo-électri,ques dont il nous reste a parier, et dânslesquelles Ie courant se produit sous I'influence de la chàleur.
Les pi,les thermo - éIectri,çluessont des piles dont le courant estdù n non à une action chimique,mais à l'inégal échauffement dessoudures de métaux différents.
L'expérience de Seebeck (fig.{88)montre qu'en effet, si I'on prendune larne de cuivre LL, soudée àun petit cylindre de bismuth C, et
_ gue I'on chauffe I'une des soudures,il se produit un courant capable de'faire dévier une aiguille ainnan-Ûde AB. On constate que le courant va du bismuth au cuivre en tra-vèrsant la soudure chàude, et- que son intensité est proportionnelle àla différence de ternpérature des deux soud.ures.
La pile de Melloni (fig, {89) est formée d'une slite de petits bar-
æ*.Fig. {89. - Pile de Metloni reliée à un galvanomètre (806).
reaux d'antirnoine et de bismuth, alternant les uns avec les autressoudés par leurs extrémités , et repliés $ur eux - mêmes de manièreà former un prisme dans lequel toutes les soudures de rang pult
Fig. 188. - Expérience de Seebeck.
PrLEs Ér,rcrnleurs t71
forment I'une des bases, êt les soudures de rang impair la baseopposée. Les ertrémités de la pile aboutissent à deux bornes B et B'qui sont les deur pôles de la pile.
Il se produit un courant quand ces deur faces sont à des tempéra-tures différentes.
Les courants therrno - électriques sont toujours faibles, mais con-servent une intensité constante, tant que la différence de températurereste elle-même invariable.
QunsrroNNArRE. Qu'est-ce que l'éleetricité dynamique? - Qu'est-ce qu'unepile ? - En quoi consiste l'élément de pile de Volta? - Comment obtient-on unepile de piusieurs éléments associés en série? - Qu'appelle-t-on réophore d'unepile? - pôles d'une pile? - circuit fermé, intérieur, extérieur? - Eæptôqwezl,e fonctàomnernemt il,e I,a pile, - Qu'appel,lp-t-on sens du cowra,rct? - Powmdez-'Dous eæpl'iqwer I,e fomctiommennent d,'une pile à l,'aid,e il,e ses anal,ogl,es aoec uncmachi'me hyd'rawliqwe? - En qwoô oonsista l,'intensôté ilium cowra,rùt? - lod'ifférence d'e niueawæ él,eetri,ques il,es p6tes d,'utne pite ? - l,a rësf,stance il,w cl,r-ewit? - Qw'est-ce quelaforcc $lectro-motri,ee il,'wne ptte? - Notnmez lcs unitëspratiqwes il'e résistamne, d,e force él,ectro-rnotrice, d,'imtensitë. - Défr,nissezI'ohtn, le ool't , l,'ampère, l,e coul,omb. - Décrivez les divers éléments de pite :h colonnê, à auge, à tasses, l'élérnent de W'ollaston. - A quoi est égale laforce électro-motrice d'une série do n éléments?- Qu'appelle-t-on courant depolarisation? - Dëcriaez l,a pite anc bicle"romata, - la pile d,e Dani,ell, - t'été-ment d'e Bwns814 t - La pil,e Leclanché" - Imdi,quez pour chacume ilicll,es lesrëactioms ehimi,qwes qwt se proil,wisent. - Qdest-ce qofourte pàtc theùrno-él,ec-trique? - A qwoi est dtt ln cowrant thermo - él,ectri,que ? - Ci,tez t'cæpériemcede Seebach. * Dëcritsez I,a pil,e d,e Mel,l,oni.
Problèmes. - 11' Quetle est l'intensité du courant fourni par un élémentBunsen dont Ia force électro-motrico est {,8 volt et Ia résistance intérleuro0,2 ohna, la résistance du réophore étant 0,? ohm? .
r- E 1r8I: n- : T;e .Fn;, : 2 ampères.
_ 2' Quelle Erantité d'électricité fournit par minute un élément Leclanché dontIa force électro-motrice est C.,46 voltu ta résistance totale du circuit étant de8 ohms ?
Q: I.t: #:3gpq = i0,9b coutomhs.
3'La force électro-motrice d'un élérnent de pile ost 1,9 volt. Quelle est la résis-tance intérieure de cet élément, sachant qu'il donne un conrant de 4 ampèreequand on réunit ses pôles llar un fil dont la résistance est 0,275 ohm ?
4- d& æ i cl'où æ:o,Zohm.
&' Quelle est la force éiectro - rnotrice d'un étément dont la résistance est0,2 ohm, sachaut qu'une série de {00 éléments semblables donne un courant de5 ampères, dans un fil dont la résistance est 8 ohms?
z tûq+ i d,où '
& :{.,4 volt.o: *201o
5' On construit une série de {0 éléments semblables, ayant chacun pour forcoélectro-rnotrice {,5 volt et pour résistance intérieure 0,5 ohm. Le circuii extérleurI uIrB rdsistanco de A5-ohms.
?,iI"n;rt I'intensité du courant?
I= ffiËæ- _0,5 arPèro.
I72 NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NATURELLBS
CHAPITRE II
PRINCIPAUX EFTETS DES COURANTS
9g7. Les effets du courant électrique se partagent en deur
catégories :
Ii'Ceu,æ clui se proil.uisent ù Z'rNtÉntEUR dw courant , coest-
à-dire les eifets thôrmiques, lumineux, physiologiclues, qui sont
i'objet du chapitre actuel ;
2o Ceuæ clui se produisent it,
Fig. 190. - Arc voltaique.
Fig. {.9{..
Charbons de I'arc voltaique (grossis).
forme d'arc si les charbons
Z'nxrÉnt"EUR du courant, commeIes actions électro-m a-gnétiques et électro-dynauriques, que nousétudierons dans lesdeux chapitres sui-vants.
gg8. Eff ets calo-riques et lumineux.
Si I'on introduitdans le circuit un fil métallique très fin, ce fil s'échauffe, rougit,
peut être fondu et même vola-tilisé.
Arc uoltaique. Si I'on ter-mine les réophores d'une pilepuissante par deux crayons de
charbon de cornue A et B (fig. {90)que I'on rapproche ltun de I'autre,on voit aux parties en contactjaillir une lumière éblouissante Isi I'on éloigne un peu les char-bons, le courant continue à passeren produisant un arc app el'é arcaoltaïque , con stitué par I'airchaud et les parcelles i tt can -descentes de charbon, qui Lendentà s'élever dans ltair euvironnanl,.
La flammc n'a{Tecte plus lasont placés verticalement.
PRINCIPÀUX EF'FETS DES COURANTS 173
Oet arc .*t i la fois très chaud et très éclairant;le plus économique d'éclairage électrique ; mais iltrop puissant pour les r-rsages ordinaires, pro-duit du gaz carbonique par la combustiondu charbon , et exige un régulateur automa-tique.
Les rigulateut"s sonf des appareils qui ser-vent à maintenir les extrémités des deux char-bons à une distance convenable ; car à me-sure qu'ils s'usent leur distance augmente,et il arriverait un moment où le courant cesse-rait de passer.
Les régulateurs de I'arc voltaïque sont reln-placés avantageusement par les bougies Ja-blochkoff (fig. 792). Ces bougieq sont fbr-mées de deux crayolls de - charbon, séparéspar une lame de plâtre; I'arc voltaïque jaillitentre leurs extrémités et volatilise le plâtreà mesure que les charbons s'usent. Pourrendre la lumière plus douce, oû place I'arcvoltaTque dans un globe de verre dépoli.
Larnpes ù, i'ncartdescence. - Les larnpes à incandescence mettentà profit l'échauffernent qui se produit danscourant (fig. 193).
un lil fin, traversé par un
Dans la lampe Edisort, le circui[ pénètredans un globe de verue où l'on a fait Ie vide;le circuit est fermé par un lil de charbon, dela grosseur d'un crin de. cheval. Le courant,rencontrant une grande résistance pour tra-verser ce fiI, l'échauffe et le porte à I'incarrdes-cence.
Dans ces appareils, la combustion est impos-sible faute d'ox-vgène.
L'éclairage par les lampes à incandescencedonne une ltrmière douce et régulière , et neproduit pas de gaz carbonique, puisqu'il r'ya pas de combustion. Bnfin on peut rnultiplier.autant que l'on verft les foyers lumineux.
ce serait le modefournit un tbver
Fig. 192
Bougie Jablochkoff.
Fig. 193.
Lampe à incandescence.
299. Effet,s physiolosiques cies courants. - Lorsqu'on met lespôles d'une pile en communication avec les muscles cl'un animal. o1observe une contraction à la f'ermeture du cirlcuit, ainsi qu'à sorrouverture.
ExpÉntrxcs nr GalvAlil. _- L'expér'ience suivante, due à Galvani(Bologne, 1790) , a servi de point de départ aux recherches qui con-duisirent Volta (Pavie. 1800) à la découverte cle la pile. On prendles tnetnbres postérieurs d'une grenouille, préalablement depouillesde leur peau, et à I'aide tl'un ar.c métallique , formé cl'une tige de
174 NorIoNS suR LEs scIEI.{cES pHYSIQUES ET tiÀT{rRmr,r,Es
cuivre et d'une tige de zinc r otr touche avec le cuivre les nerfs lom-baires de I'animat (fig. 195), puison approche le zinc des musclesde lajambel il se produit àchaquecontact une vive contraction desmuscles de la cuisse.
8OO. Effets chimiques, bLorsqu'un courant assez intensetraverse un composé chimique,ilyagénéralementdécomposi-tion. L'analyse des corps par lescourants prend le nom d'électro-Wse; le corps soumis à la décom-position, celui ù'électrolyte.
Les produits de la décompositionapparaissent toujours sur les snr-faces métalliques qui terrninent lesréophores de la pile, et que I'onappelle les électrodes. I-,'électrodeF'ig. {.95. - Expérience de Galvani.
positive est appelée l'anode, etl'électrode négative la catode.Les produits qui se rendent à l'électrode négative sont dits ëlectro-
positi,fs, et ceux qui vont à l'électrode positive électro-négati'fs.Par exemple, quand on décompose I'eau par la pile r l'oxygène se
dégage à l'électrode positive, et I'hydrogène sur l'électrode négative.
Quand on électrolyse du sulfate de cuivre, le cuivre est transportéau pôle négatif, l'anhydride sulfu-rique et I'oxygène se portent surl'électrode positive.
gO4. Voltamètrs. Accumulateur. - Le voltamètre est I'appareilqui sert à décomposer l'eau par la pile. Il présente deux éprouvettespteineS d'eau sous lesquelles aboutissent les électrodes.
On obtient 2 volumes d'hydrogène au pôle ( - ) et' l volume d'oxy-gène au pôle (+).
Si I'on supprime la pile et que I'on mette en conlmunication lesréophores qui aboutissent aux électrodes plongées nespectivement dansI'oxygène et dans I'hydrogène, on constate que le voltamètre se com-porte comme une pile dont le courant est de sens contraire à celuiqui a décomposé I'eau. L'oxygène et I'hydrogène disparaissent peuà peu et restituent I'eau décomposée.. Dans ces conditions, le volta-mètre joue le rôle d'un accuMUr,ATEUR. Tout se passe comnte si l'élec-tricité de la pile s'était emmaganisée dans Ïe voltamètre, pour êtrerestituée ehsuite, dans un courant de sens contraire au premier.
Les lccuuularnuns industriels sont précisément fondés sur ce mêmeprincipe.
Un accumulateur se compose essentiellement de deur vastes lamesde plomb parallèles, plongées dans de l'eau acidulée.
Pour charger I'appareil, il suffit de nelier ces plaques aux deuxpôles d'une pile. L'eau s'électrolvse : I'oxygène se porte sur l'électrode
PTUNCIPAI'X EF"TXT'S DES COURÀNTg 775
positive , où se forme du bioxyde de plomb; I'hydrogène se condensesur I'électrode négative. On supprirne le courant dès que l'hydrogènecesse d'être retenu par le plomb ; I'accumulateur est alors parvenuà sa linti,te de charge.
Pour utiliser I'accurnulateur, on réunit les deur lames de plomb parun conducteur. Il se produit un courant de sens contraire à celui dela pile de charge. L'oxygène et I'hydrogène se recombinent à traversl'eau acidulée, comrne il a été dit au sujet du voltamètre.
3o2. Ger,vaNopl,AsrrË. - La galuanoplasti,e a pour but de déposerdes couches métalliques à ia surfaee des corps, en précipitant les métaux,de leurs dissolutions salines, à I'aide d'un faible courant électrique.
Si la pièce à recou.vrir est métallique, on commence par là net-toyer de la manière suivante :
On chauffe la pièce à la flamme, puis on la plonge d'abord dansde I'eau aiguisée d'acide sulfurique, puis pendant quelques secondestians I'acide azotigue faible, et ensuite dans I'acide concentré1 enfin,on la rince à ['eau pure. Alors on suspend I'objet au pôle négatifd'une pile, dont I'autre éIectrode est formée par une lame du métalà déposer (fig. 195). Les électrodes sont plongées dans une dissolu-
Fig. t9b.Appareil pour la galvanoplastie,
Fig. 196. - Apparerl simplepour la galvanoplastie.
tion de sulfate de cuivre pour Ie cuivrâgê, de cyanure double d'or etde potassium pour Ia dorure.,
-d'argent ét de poiassium pour I'argen-ture, de sulfate double de nickel et cl'ammoniaqrre po,r" lu nickelËge.
Si l'objet n'est_ pas métallique, il faut le *"râru conducteur; pJ"tnnétalliser un_ objet non conducteur : pierre, bois , plâtre ,
'o; le
recouvre de plombagine, puis on procèds comme ci-dessus.Lorsqu'on veut- reprod.uire rJes nnédailles, des clichés, etc., on en
prend une ernpreinte au moyen de cire, de gutta-percha, de 'soufre.
[lette empreinte, après avoir été rendue conductrice, folrnit par tagalvanoplastie
-une_ ou plusieurs images identiques au rnodèle.
App_areil, simple. - on obtient une c,.o. (Iui dispense de pilecpéciale en mettant une lanne de zinc (fig. iSOl dans un vase
L76 NorIoNs sun LEs sctgNcgs PHYSIQUES ET NATUnËL[,rË
poreux B, renfermant de I'acide sulfurique étendu I on place le toutdans un second vase A, contenant une dissolution de sulfate de cuivre Iun fil de cuivre partant du zinc porte les objets à galvaniser M, M ,
qui plongent dans la dissolution.
QuusrroNNArRE. - Comment classe-t-on les eITets des courants ? - Qu'ar-rive-t-il quancl un courant traverse un fil métallique fin? - Comment produit-onI'arcvoltalque ? - Qwel,s imconî)émients présemte tr'écl,ai,rage pq,r l,'arcaoltaiqwe?
^ Ert quoî comsî,stentles bowgies Jabtochkoff? - l,es lampes à incamil'escemce?
- Powrqwol le fr,|, d,e,charbon d,es l,ampes à incand,escemce ne brtole't'il,pas? -En quoi comsiste leæpérience d,e Gal,aami? - Qw amixe-t-Cl' quamd' wn cou,ramt
intense trqfierse un iomposé chirniclwe? - Qw'appetle-t-on corps éIectro'posi'tifs? - Qwet, est le but ite l,a galnsamoptastie? - Quetl,es sont lesmanipulattonsà effectuer ? - Qwel,l,es sont l,es précawtions à premil,re si l,e corps à gal'uoniserm' est pas mëtal,l,iqwe ?
CHAPITRB ITI
ÉIUCTRO-MAGNÉTTSME
f. Actions des courants sur les aimants.
8O3. Expérienca d'(Ersted. Règle d'Ampèrep&rcouru pdr un courant est setuë près d'Ltnepurallèlentent ù cette ar,gur,lle :
lo L'atguolle tend ù, se m,ettre sn croiæ aaec
(fig. 199).- Si un ft,lar,gualle ai,mantée et
le eourant.
Fig. 199. - Expérience d'(Ersted.
c)o Le pôle ailstrq,l, de l'ai,gui,lle (la pointe nord) sa porte ù I'a
gauche du eourq,nt.On appelle caucnn DU couRaNT, la gauche d'un observateur regar-
dant I'aiguille et placé le long du fil électrique, de manière que le cou'rant entre par ses pieds et sorte par sa tête.
8O4. Multiplicateur. - Le multr,pl,icateur a pour but d'augmenterI'action du courant sur I'aiguille airnantée. Il se compose d'un cadreen bois, sur lequel est enroulé un grand nombre de fois le fil traversépar le sourant. On place I'aiguille au centre du cadre et dans son plan.
Ér.ncrRo - MAGNÉtlsun r77II est facile de vérifier gue les actions de toutes les parties du rec-
tangle s'qioutent pour amener Ie pôle austral du r.nêmr iote du cadre.39F. lig_uilles.astatiqu.es. - On appelle aiguittes astatiques I'en-
semble de deux aiguilles aimantées, à-feu prèj identigues, hxées s'rle même axe, de manière que leurs pôlèsde noms contraires se ôorrespondent(frg. 200). Si les aiguilles étaieni rigou-reusement identiques, le système seraitabsolument astatique, c'est-à-dire que laterre n'aurait pas d'action directrice surlui; on ne pourrait I'utiliser. Il existetoujours une petite différence d'aimanta-tion entre les aiguillesl c'est cette diffé-rence que le courant du multiplicateurdoit vaincre pour orienter Ie sysième.
306. Galvanoqrètre (!S. 2Of). - Le galuanomètre estun appareilqui indique la présence dès courants, leur direction et leur intà'nsité,il repose sur I'èrpérience d'CErsted.
Le galvanomètre comprend : lo un systèrne a,statique de deur
fig. 201. - Galvanomètre.
aiguilles aimantéeli 2o un,mrltti,pt!,oateuy ùans lequel on fait passerles courants à étudier. L'aiguille située hors du cadre se meut sur unêercle divisé, et sa déviation est d'autant plus grande que le courantest plus intense.
3o7. aimantation par les courants. on enroule un filmétallique en spirale autour d'un tube en verre, dans f ioteri."t
I
Fig. 200. - AiguiUes astatiques.
178 NoTIONs SUR LEs scIENcES PHYSIQUES ET NATURELLES
duquel on place une aiguiile d'acier bo (fig. \921..Quand on lance
un courant dans le fili I'aiguille est aimlntée. En opérant sur
une aiguille de fer doux, I'aimantation est plus puissante; mais
elle cesse avec le courant.
308. Élec6o - aimant. Un éIectro - aimamù, ( ITg. " zgq ) est
constitué par un cylindre de fer doux, entouré dtune bobine de
fil métallique dans lequel passe ,rn 'roorant. Dans l'électro-
aimant en form. de fer à cheval, on entoure seulement les
Fig. 203" - Électro - aimant.
ertrérnités, of I'enroulement doit être tel que le fil de chaque
bobine soii ta continuation du fil de l'autre, . de .sorte que le
courant circule de gauche à droite dans I'une des bobines et de
droite à gauche dans I'autre'La puiîsance des éleotro-aimants est bien supérieure à celle
des aimants permanents. Blle augmente avec les dimensions du
,yfioare de fàr doux, avec le nombre de tours du fil conducteur
et avec I'intensité du coufant.
Fig. 202. - Action d'un courant sur un fil d'acier'
Ér.ncrno - MAcNÉrtsun
IJ. Télégraphle éfectrlque.
309. Appareiln télégraphiques. - La tétëgraphie a pour butde transmettre au loin la pensée à I'aide de
-signes conven-
tionnels.Le télëgraphe éIectri,que compren{ (fig. 204) : lo un pobte
eæpéditeur gg manipulateur I lo un poite réc'epteur ; 3i unci,rcmt rnétall'ique reliant
-ces deux posfes , êt 4o une pite four-nissant un courant destiné à circuler entre les deux stàtions.
Le manipwlateur est un appareil qui permet d'établir ou d'in-terrompre à volonté le passage du courant dans le circuit.
Le récepteur se compose d'un électro - aimant dont le fil fait
r7s
Fig. 204, - Principe du télégraphe.M, manipulateur; R, récepteur; L, fil de ligne formant le circuit; p, pile.
partie du circuit r- €t qui attire, à chaque paôsage du courant,une armature de fer doux.
Le circuit est un ûl unique, reliant t9 manipulateur au récep-teur et communiquant à chaque
_ extrémité àvec la terre, qui
complète Ie circuit. Lorsque le ûl est aérien, il est porté pï,des poteaux ; les crochets qui le soutienneni sont isolés drtpoteaux par des godets en porcelaine. Souvent les fils télégra-phiques passent sous terre dan's des tubes spéciaux. Lorsqioilsdoivent traverser I'Océan, on les isole les uni des autres en lesrecouyrant de gutta-percha
I - puis on en fait un câble, protégé
pal_une gaine nnétallique isolée du noyau.ul. sonnerie électrique est instalêe à chaque poste , at les
conducteurs sont disposés de manière que Ie ôourànt d; posteerpéditeur passe seul dans le circuit.
3fO. Tétégraphe Bréguet ou télégraphg àcadran ' - Mû'nipw
ta,iiu, (fig. àOf 1 Le manipulateut O. Bréguet-comprend une
manivelle M, agissant *ot ,in disque E ' dont Ju fniît:I::sente une rainure formée de 26 sinuo-
sités se rapprochant et s'éloignant alter
nativemuni'au centre du disque' Quandon fait tourner le disque, I'extrémité g
du levier gC, mobile autour du poinL o ,
suit les siiuosités de la rainure, de sorte
qo* son autre extrémité C vient toucher
alternativement les deux bornes P et Pt'
Qu.na le levier est en contact avec la
Ëornu Pt, le courant passe par le disque'r ^ r .--.i ^- nr l.r l^,nt no Pt . mais Orrand lg
180 NoTtoNs SUR, LES SCIENCES PHySIQUES Eî NATURELLES
-'<-- le levier et la borne P'; mais quand le
Fig.205. - Manipulateur du contact a lieu en P, il y a interruptiontélégraphe Bréguet' dans le circuit, et le courant ne passe paP.
Dans un tour complet , ia manivelle produit donc vingt- six
alternatives d'ouverture et de fermeture du circuit'
Rticepteur ( fig. 206 ). Le récepteur comPrend un électro-aimant E et
-une armature de
fer doux P dont les osoillations'autour de ltaxe u a , fonL tour-ner, au rnoyen dtun sYstème de
leviers, uné double roue dentée
RR', Portant en tout 26 dents'
En tournant, cette roue en-
traîne une aiguille qui se dé-
place devant, un cadran sur le-
quet sont tracées les iettres de
lialphabet. Un ressort r main-
tient tta
Plaque d,e fer dour P
un peu éloignée de l'électro-aimant quand le courant ne
passe pas.
Fig. 206. - Récepteur du télégraptro Fonctionnement. Chaque- à cadran. fois que le levier du manipula-
teur touche la borne pr, le courant passe dans l'électro-aimantdu récepteur, et la plaque de fer dôux est attirée' Quand, âu
contraire, le levier tôuche la borne P,, le courant- cesse de pas-
ser, et la ptaque, sous ltaction du ressort r, revient à sa pOsi'
iir; p.i*iiiur. A chacune de ces allées et, venues de la plaque '
ta ,oïe dentée tourne d'une d,ent. or le nombre des dents de
ûr,sctno - rtacNÉtlsur l8loette roue étant égal à celui des sinuosités du disque du mani-pulat'eur, si la manivelle fait une fraction de touri I'aiguille durécepteur tourne sur le cadran, de la même fraction. Far con-séquent, la manivelle du manipulateur et I'aiguille du récep-teur étant toutes deux en regard de la croix"conventionnelleséparant la lettre Z de la lettre A, si on amène la manivellesu.ccessivement sur les différentes lettres qui composent unmot, I'aiguille du récepteur se déplace ae ta même manièresur le cadran et stamête sur les mêmes lettres.
Les alternatives de passage et de rupture du courant dans lecircuit étant indépendantes du sens dans lequel on tourne lamanivelle, il est évident que, pour conservei la concordancedes mouvements du manipulateur et du récepteur, il faut tou-jours tourner la manivelle dans le même sens, sans jamais rovo-nir en arrière.
3ll. Télégraphe Morse. Mani,pulateur (fig. 207). - Lemanipulateur du télégraphe Morse setompose diui tevier, mobile
Fig. 207. - Manipulateur Morge,
autour dtun axe A. Quand, sous ltaction du ressort f , it occupela p_osition incHquée sur la figure, le courant est interromputl .{ ( suppriTer, pour le momênt, le lil R qui part de t,) ; mâitsi I'on vient à appuyer sur la manette M, bn etaUtit le ïontacten d, et le courant passe, tant que dure ce contact.
Rë,cepteur (4g. 208). - Le récepteur du télégraphe Morsecomprend un électro - aimant A, qui a!,tire un petit cylindrede fer doux t40 quand le courant paise. Ce cylindrô rait mouvoirun levier B, dont I'extrémité porte une pointe à tracer, ou unepetite molette chargée d'encre, en regard de laqublle une bandede- papier se déroule d'une façon régulière, sous I'action d'unmécanisme dthorlogerie.
Fonctionnernent. - Quand l'électro-aimant attire le cylindre
182 NSTIONS SUR LEs SCIENcES PHvSIQUBS ET NÀTURELLES
dp fer doux, la pointe à tracer vient appuyef contre la bande de
papier, et, comme celle-ci se déroule régulièrement, la pointel,race une ligne d'autant plup longue que le contact dure plus
longtemps. Quand on fait fonctionner le rqanipulateur, c'est-à-dire quand on détermine alternativement le passage et la rupturedu courqnt dans le circuit, le levier du récepteur suit naturelle-
Fig. 208. - Récepteur Morse.
AA, électro:aimant; BB, levier; C, son axe; ma, armature de fer douxl r, ressortantagoniste; R, rouleau de papier; H' roue à encrer.
ment les mouvements de la manette, de sorte que, suivant que
le contact du levier du manipulpteur avec lq borne d sera courtou prolongé, oû obtiendrA, sur la bande dg papler du réceP_leUr'
des-pointJ ou des traits. En adqptant qpe combinaison spéciale
de pbints et de traits pour représenter chacune des lettres de
I'alphabet, oF pourra ainsi repioduire les mots.
319. Remarque. Chaque poste télégraphique comprendtoujours un manipulateur et un récepteur. On dispose alors fesappareils comme I'indique la figure 209 ' de . manière que lemême fil Drtisse servir danp lee deul sens. Cette ûgure repré-
sente le passage dudépêche au poste B.
Ér.ucrRo -MÀcNÉusuÉ
courant lorsque le poste
tSir
A envoie uno
Fig. 209. - Disposition des appareils pour deux postes télégraphiques.M,M', manipulateursi RrR', récepteurs; prp' piles; L, lii de ligne.
313. Sonneries électriques. -- Les sonneries électrique| co[l-prennent, un timbre, sur lequel frappe un marteau actionrié parun électro - aimant ( fig. 210 ).
Fig. 2{0. - Sonnerie à trembleur.
Lorsque le courant passe , l'électro - aimant E attire le ffiâr-teau M, qui vient frapper le timbre T ; mais alors le courant estinterrompu r puisgue le manche du marteau ne touche plus le
$e NorIoNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES Er NATURELLES
ressort g; l'électro-aimant devient inactif , of le marteau est
ramené én contact avec le ressort g1 le courant passe de nou-veau, €t les mêmes phénomènes se reproduisent ; on obtientainsi un carillon (trembleur éIectrique).
eunsrroNNArRE. - Em qwoà comsàste teæpérf'emce il,'CUrsteil,? - Emoncez lal,oi-diArnprtys. - Qùest+e qwe l,e rnwttôpl,icatewr ? - Qu'appelle-t'on aiguilles
astatiqnei? - euel est le rôle du multiplicateur ? - De qwoi se cornpose om galn
,tonoriètre? A [wot, sert-it ? - Comment peut-on aimanter une aiguille d'acier au
moyen d'un courant? - Comment est constitué un électro-aimant?
euet est le but de la télégraphie? - Que comprend un télégraphe électrique?
--euet est le rôle du manipulàteur? - Quel est I'organe essentieldurécepteur?
- Décrivezle manipulateui et le récepteur du télégrapheàcadran, et expliquez
eomment ils fonctionnent. - Même question pour Ie télégraphe Morle. - Com-
ment est constituée une sounerie électrique? Expliquez 8on fonctionnement.
CHAPITRE IV
Élnmno-DYNAMI0UE. - INDUcTI0N
$|&, Qbiet fle l'électro - dynamique. - L' élnctro - dyna,môque est
l'étude des actions que les courants exercent les uns sur les autres.
815. Lois générales.rants sont soumises aux
- Les actions des courants sur les cou-lois suivantes, établies par Ampère :
{o Deuæ colmantsparallèles d,e mêmesens s'attirsnt.
Deuæ courants pa-rallèles d,e sens cmrù-
trar,re se repoussent Ic)o Dgu,æ courants
croisés s'atti,rent lors.qu'ils s'approchent ous'éloi,gnent enserrùbledu point d'e croise-fi7,qTùt.
Fig. 211. - Action réciproçre de deux courants
Parallèles de même sens.
eonsécutiaes d'un rnêmc couro'nt rectiligne 8e
Deuæcou,rq,ntscvoi-sis se repottssentquund, l'u,n {appro-che du potnt d,e croi-seraent, tand,ts quel,'autre s'en élaigne;
$o Deuæ portionsrepoustent I
rl rlllrlr I
Ér.ncrno - Dyl\aMreur rNDUcrroN 185
{o [In cwra,nt si,nueuæ a la mêrne action qu'un courant recti,ligncterrntné d,uæ rnêmes eætrëmtttis.
3t 6. Solénoides. - IJn solénoîde est un ensemble de courants cir-culaires égaux, parallèles et demême sens, dont les centressont alignés sur un axe perpen-diculaire à leurs plans. On réa-lise cet appareil en enroulanten hélice un fil métallique AB(fig.212). On le dispose sur unsupport qui lui permet de tour.ner autour d'un axevertical MN.
Les solénoides peuvent êtreassimilés aux aimants. Ils ontdeux pôles, dont les attractionset les répulsions sont soumisesaux mêmes lois que celles desarmants. Un solénoide, sousI'action du magnétisme ter-restre, s'oriente comme uneaiguille aimantée. Enfln unsolénoide et un aimant se comportent réciproquement comme deuraimants ou deux solénoTdes,
8r,7. Courants d'induction. On appelle courants d'inducti,onles courants qut prennent naissance dans des ctrcuits rnétalliquesfer.més, sott,s I'influe'rtce de cs,uses eætérieures s,u circuit, On peut
!'ig. 213. - Production des courants d'induction.
mettre en évidence la production des courants d'induction à I'aidede I'appareil suivant (fig. 213).
{' B étant une bobine creuse communiquant, par les deux bornes I I,lyec les pôles de. la pile P; b étant on"'autre bobine placée à I'intéjrieur de la première et communiquant, par les deux bôrnes â it, avee
Fig. 212. - Solénoide.
t8ô NorroNs sun LEs scIENcEs pHvsIquFS ET NÀTURELLES
un galvanomètre G, si I'on fait passer un courant dans B, il se mani-feste instantanément dans le circuit ô un courant très court, de senscontraire à celui de B. Ce courant a pris naissance sous l'influencede celui de B , c'est pourquoi on I'appelle couro,nt induùt; celui de Bprend le nom de courq,nt Lndu,cteu,r,
Si on intemompt ensuite le passage du courant dans la bobine B,il se produit un nouveau courant induit dans la bobine b , mais desens contraire au précédent, c'est-à-dire de même sens que le cou-rant inducteur.
Les deux bobines étant ensuite séparées, et le courant de la pile pas-sant dans la bobine B, on introdqit brusquement la bobine b dansla première; on constate qu'il s'y développe alors un courant induit.On attend ensuite que l'aiguille du galvanomètre soit revenue au zéro,puis on retire brusquement la bobine b; on remarque alors qu'elleest traversée par un courant induit de sens contfaire au précédent.
Le courant induit est de sens contraire au courant inducteur :'[o quand, om ferme la côrcuit B (courant de ferrneture); 2o quand oro
introd,uit lo, bobine b dans la bobine B;3o quanù on q,ugrnente llin-tensité d'u couront inducteur.
Il se produit un courant induit de même sens que le courant induc-teur' 1o quând on ou,are lp ctrcuit B (courant d'ouverturel;2o quand
om retire ta, bobi,ne b de la bobrne Bi 3o quand, on dr,minue l'intensitéd,u courant inducteur,
Rn résurné : quand I'inducteur eaTnrnence, s'a'pproehe ou ûug-mente, on obtient un induit inuerse.
Au contraire , quand I'inducteur cesse, e'éloigne ou d'irtur"nue , oD
obtient' un induit direct,
Fig. 2,1.4. - Production des courants d'ouverture et de fermeture.
Érncrno - DTNÀMreuE - INDUcTIoN lB7
Les cotirants induits durent peû, mais sont généralement trèe[ntenses.
lo Ert prenant irn aimant pour inducteur, on obtient des fésultatsanalogues. Ainsi, les extrémités du fil d'une bobine creusè étantrêliées à un galvanomètre, il se déueloppe dans ce frl un courantindur,t inuerse quand, on introduit un aimant dans la boblne ou,quand on lleio a,pproche. Au, contrai,re, on, obti,entun courant ind,uitd,irect quand on retr,re l'ai,mant ou qu'on l'éloigne de la bobine,
Quand on fait passer un courant dans une bobine renfermant unnoyau de fer doux (fr,g. %Q, le noyau. s'aimante et agit comme induc-teur sur le courant. Si on interrompt le courant, I'aimantation dispa-ralt, et il se produit dans la bobine un courant induit de sens con-traire. Aussi, quand on touche les manettes M, Mt, on ressent unecommotion électrique chaque fois que I'on ferme ou que I'on ouvrele circuit en b.
QurstroNNArRE. - Qw'est-ce que l,'él,ectro-dynarnique? - Quellps sont lcs |,oisgênérales quiréglssent |,es actl,ons d,es courants les uyns swr les qwtres? - Com-ment est formé u,m sol,énoid,e? - A qwoi pewt-om assômiler les solënoïiles? -Qw appelle-t-on cowramts il,'imdnctiom? - Commemt, aw lnoyen d,e il,ewæ bobi.nes,momtre-t-om I,a prod,wcti,om il,e cowratnts imcl,wits? - Qwel, est, par rapport aucouramt tmd,wctewr, le ssros du cowrant ô,nd,wï,t? - Peut-om premil,re wm aimantpour imùu'ctewr? - Qwel est l'effet d'utt noya,u itre fer d,awæ srn I,e cowrant qwôtraoerse pérôoil,i,qwement le fr,l d,'une bobi,ne!
CHAPITRE V
MACIIINES D'INDUCTION
81.8. Les ulcHrNEs D'rNDUcTroN produisent un courant électriqueà la f,aveur d'un travail mécanique, et par I'intermédiaire de l'in.duction. Elles sont de deux sortes : les machines MA'cNÉTo - ÉLEc-TRreuES , dans lesquelles I'inducteur est un aimant permanent I et lesmachines DyNAMo - Élpcrnleuns, dans lesquelles I'inducteur est unélectro-aimant.
S{9. Ûlachines magnéto-électriquos. - Une machine rnq,gnéto-él,ectrtque est formée d'un aimant qui sert d'inducteur, et d'uhebobine dans laquelle se produisent les courants I I'irne des deurparties se déplace, par rotation, de manière que sa distance à I'autreaugmente et diminue alternativement. il se produit alors des courantsd'induction que I'on peut recueillir. ''
{88 NorroNs suR Las scIENcEs pnysleuns ET NaTURELLES
Des appareils particuliers, appelés cornrnutatewrs , permettent de,redresser Ies courants inverses, de manière que tous les courantscirculent dans un fil , toujours dans le même sens. On transformeainsi les courants alternatifs en courants continus.
Les principales machines magnéto-électriques sont la machine deClarke et la machine de Gramme.
1o La machine de Clarke (flg. 215] se compose d'un aimant en ferà cheval A, devant les pôles duquel deur bobines B et B' se déplacent
Fig. 215. - Machtne dc ularke.A, aimanti B,B' bobines mobiles. - D, tige de fer qui relie leurs noyaux. -
aÆ, axe de rotation. - lrl', ressorts qui recueillent le courant. - R, roue avecmanivelle et counoie.
par un mouvement de rotation rapide autour de l'axe ae. Par I'effetde leur déplacement, les deux bobines sont parcourues par des cou-rants alternatifs de sens contraires. L'axe de rotation &c est condi-tionné de telle façon que les courants de même sens sont recueillis ,
les uns par la lame métallique l, les autres par la lame Jt.c)o La rnachr,ne de Gramrne ( fig. 216) est formée d'un aimant
Jamin, entre les pôles duguel tourne un anneau, dit crnneûu deba,rnrne.
L'anneau de Gramme se compose d'une couronne en fils de ferdour, dans laquelle sont enfilées tles bobines de fil conducteur.
Fln imprimrint à I'anneau A rtn mouvement de rotation rapide, lesbobines s'approchent et s'éloignent alternativement des pôles de I'ai-
MÀcfIINEs D'lNDUcrIoN r89
mant J, dont I'action, jointe à celle du faisceau de fil de fer qui formeles axes des bobines, développe dans le fll de celles-ci des courantsalternativement directs et inverses. Deux balais métalliques b et bt,
convenablement disposés, recueillentn I'un les courants directs, I'autreles courants inversel, et jouent par conséquent le rôle des deur pôles
d'une pile.
Fig. 216. - Machine de Gramme.
t, eimant Jamin; T, res armures ; A , anneau de Grrnme ) brb' , balalr;R, gpande roue dentée el ea manlvelle.
g2O. Machines dynamo-électriques. - f)x11s les monhines dynarnoétectriqu,es , I'inducteur est un él,ectro - airnant I ces machines sontutilisées dans I'industrie pour l'éclairage électrique r la galvanoplas-tie; elles sont râsersibles, c'est-à-dire que si le courant produit
-parune de ces machines , actionnée par un moteur, passe dans I'induc-teur d'une machine similaire, I'induit de celle-ci se met en mouve-ment et peut servir lui-même de moteur.
Transport de la force à distanGo. - La réversibilité des machinesdynamo-eleetriques fournit une solution pratique de I'important pro-blème du transport de la force à distance'
Réunissons lès pôles de deux machines de Gramme A, B, par deurfi,ts cond.ucteurs fbrmant avec elles un circuit fermé. Si nous faisons
tourner mécaniquement une des machines, A (génératrice) , il so
produit un sourânt qui fait tourner la machine B (réceptrice). Celle-cit
7',
{90 NorroNs suR LEs scrnNcts pnysreuus ET NATURELLES
à son tour, peut faire tourner un arbre de iouche et actionner ainutoute espèce de machines outils.
La génératrice peut être mise en filouvement, soit par une machineà vapeur, soit plutôt par l'aide d'une turbine qui lui transmet le tra-vail d'une chute d'eau.
Les forces naturelles , comme les chutes ou les cours d'eau, peuventêtre ainsi utilisées à grande distanee; ce gui permet d'installei I'usinesur un emplacement convenable ou à pioximité des voies de commu-nication.
Toutefois l'énergie mécahigue ne se transmet pas intégralement dela génératrice. à la_ réceptrice-. Ur9 partie est ebsorbée par l'énergiecalorifique qui se développe dans les fils conducteurs. Le rendemàntdirninue à mesure gue I'on augmente la longueur de ces fils.
(s)
Fig. 217. - Boblne de Ruhmkôrfr.
l. Disposition de I'ap$areil; B, bobine à deux tils; ilïN', iroyad ûtj fof doux,d,b , bornes du fil induct eui ; l, d', ùornet du ûl induit ; lVI, rnart&u ; E, ericlume Iôrc, une extrémité du gros û1.
2. Marche du courant dans llt bobinô €tt irtû de I'intOffiIpteuù ffI.
S2{. Bobine de Ruhfrikorff (frg,217).;- Labobinë dë RuhmIoorff,ou bobine d'induction, est un tRANSFoRI[arËuR; elle sert à trans-formêr le eourant d'une pilè, c'est-à-dire un iourant de faibte poten-tiel et de grand débit, €û url courant de faible débit, mâis de poten-tiel extrêmerhent élevé.
La bobirtc de Ruhrnhorff est uRÇ mrchine d'induction formée d'unc
192 NorIoNs .suR LEs scrnNcgs puysreugs ET NATURELLEs
ou en métal. La partie supérieure porte un pavillon qui a pour butde concentrer les sons sur la plaque métallique.
On obtient un appareil plus sensible et plus puissant en introduisantdans le téléphone précédent une source tl'électricité dynamique I Iesystème d'induction, bobine et barreàu , fonctionne alors comrne unélectro-aimant. Un des plus employés est letéléphone de BeIl (fig. 219).
323. Microphone (fig.220\. - Le microphone,inventé par Hugues,est un appareil destiné à amplifier considérablement I'intensité dessons transmis par le téléphone.
!'ig. 220. - Microphone de Hugues.Cr lamo de charbon faiblement fïxée dans les godets DD'; T, réléphone
P, planchette supportant le corps sonore.
Pour obtenir ce résultat, il suffit de modifier I'intensité des cqurants,en introduisant dans le circuit des résistances produites par des piècesqui vibrent sous I'action des sons.
- Le microphone comprend Ie circuit d'une pile, dans lequel estintercalé un téléphone T et un crayon de charbon cle cornue C.-Celui-ciest maintenu verticalement par des cavités D et D', qur reçoivent sespointes effilées et lui laissent une certaine mobilité.
Les vibrations produites à proximité de I'appareil modifient la posi-tion du charbon, et par suite la résistance du circuit I ce qui se tra-duit, dans le téléphone, par le renforcement du son.primitiÎ.
Les moindres vibrations communiquées à la planchette qui supporteI'appareil se transmettent au téléphone. C'est ainsi quô I'on
-peut
entendre le tic-tac d'une montre, le frottement d'une baibe de plume,le bruit de la marche d'une mouche.
Qn augmente la sensibilité du microphone en remplaçant le charbonunique C par une série de plusieurs charbons : leuis effets s'ajoutentpour produire des variations plus grandes dans I'intensité du cou-ftnt.
Télégraphie sans fil. - La télégraphie sans fil a été réalisée par$tarconi t I'aide da radi,ateur de Hertz et du radi,oconducteur de,
Branly.Le nlnrÀTETIR de Hertz est un système de deux boules métalliques
entre lesquelles on fait jaillir des étincelles d'induction. Dansdes con-
ditions cônvenables, ces étincelles produisent des oudes électriquesqui se propagent dans toutes les directions, à la manière des ondes
sonores, et peuvent agir à grande distance.Le RÀDIoCoNDUCTEÙR de Branly (fig. 220 bis ) se compose d'un
I,IÀC}IINES D'TNDUCTION {93
tube de veme contenant un peu {b,9.4 Zbbe deoerrede limaille d'argent interPoséeentre deux plaques métalliquesdans Ie circuit d'une pile. M. Branlya reconnu que cette limaille estconductrice à l'état aggloméré etnon conductrice à l'état dispersé.Le passage d'une onde électriquesuffit à lui donner la cohésion Aconvenable, et gl petit choc suf- o"ry1:',æfit pour la lui faire perdre.
svsrÈnn MancoNr. - Le- télé- o"u,.r$f"#irï: Branly.graphe l{.arconi comprend uniransmetteur et un récepteur. Le poste transmetteur consiste en unrad,iateur de Hertz mis en activité par une bobine de Ruhmkorff. Leposte récepteur est formé d'un radioconducteur, d'un électro-aimantèt d'un récépteur Morse (311) intercalés dans le circuit d'une mêmepile.Par des déiharges longues ou brèves de la bobine (qui reproduisentI'alphabet Morsô ), on provoque les ondes qui sont lancées par leradiateur de Hertz.
Dès qu'une onde vient frapper le radioconducteur, la limaille se
cohèrei alors Ie courant pasié et actionne le récepteur Morse, {uiimprime un trait ou un point sur sa bande de papier-
Mais dès que le courant passe, l'électro-aimant attire son armature,et un petit marteau vient heurter le tube à limaille. Alors celle - ci se
d,écohère, etle courant est interrompu jusqu'à I'arrivée de I'onde sui-vante.
Le télégraphe Marconi permet déià d'établir des communicationsregulièreJ enlre des postes distants de 50 à 60 kilomètres, de mettre en
relation permanents I'observatoire du mont Blanc avec le village^ deChamonii, de lancer des dépêches en mer, entre les navires et la côte,
ou entre les cuirassés d'une escadre, etc.
Passage des étincelles d'induction à travers les g-az raréfiés.-^-Les décliurger d'une bobine de Ruhmkorff à travers les gaz raréfiésproduisent âes elfets très variables , suivant le degfé de raréfaction
du gaz.
Tunr DE Gsrssr,nn. Un tube de Geissler est un tube en Yerre
eontenant un gaz raréfié, et dans lequel on peut faire passer tlrl coll-
194 NoTIoNs suR LEg sclrNcrs pnirsleuus ET NÀTURELLES
rant d'induction. A cet effet, l'enveloppe du tube est traversée à ses
extrémités par des tiges de platine, qui se terminent intérieurementpar des disques, et peuvent être reliées aux bornes de la bobine deRuhmkorff. L'électrode négati,ue est dite la ca,thade,l'électrode posc-tiu e s' appelle l' anode.
La décharge électrique passe à travers le gà2, pourvu que celui-ci soitsuffisamment raréfié. Alors le tube s'illumine dans toute son étendue Isa couleur et son éclat dépendent de la nature du gaz, de sa pressionet de la forme du tube.
Quand la pression du gaz intérieur est réduite à 2 ou 3 millimètres,la colonne lumineuse se strattfi,e, c'est-à-dire qu'elle qe partage enune série de zones alternativernent brillantes et obscures.
Pour une pression encore moindre, la région voisine de la cathodedevient obscure, et la colonne lumineuse se raccourcit de plus enplus, à r.nesure que Ie pression diminue davantage.
Tunr DE Cnoorns. Un tube de Crookes est une ampoule enverre contenant un gaz extr'êmement raréfié, dont la pression est infé-rieure à un millième de millimètre.
Cette ampoule est munie de deux électrodes, comme un tube deGeisslerl mais la cathode et I'anode peuvent traverser I'enveloppe endeux points distincts quelconçlues.
Quand les décharges électriques traversent le tube de Crookes, l'am-poule reste obscure , excepté' dans la région opposée à la cathode, oùla paroi de verre devient fluorescente.
On appelle RAyoNs carnoDreuns les radiations qui érnanent de lacathode, se propagent en ligne droite et projettent un éclat verdâtresur la paroi directement opposée. Cette région phosphorescente estindépendante de la position de I'anode.
Les rayons cathodiques sont attirés ou repoussés par les pôles d'unaimant. Ils peuvent mettre en mouvement un moulinet En mica ins-tallé au milieu de I'ampoule.
Rayons X. É Photographie de I'invisible. B Les RAYoNs X ,
découverts par Roentgen, en 1895, sont des radiations r,nulsi,bles quise dégagent dans I'air autour d'un tube de Crookes en activité.
Ces rayons jouissent de la propriété d'impressionner les plaquesphotographiques, et de nendre lumineux les corps fluorescents tels queIe spath d'Islande , le verre d'urane, le sulfure de calcium , le platino-cyanure de baryum , etc.
De plus, ils traversent sans obstacle un grand nombre de corpsqui sont opagues pour la lumière, notamment les substances d'ori-gine organique telles que le bois, le cuir, le carton, les étoffes, lesrnuscles. Les autres corps sont plus ou moins opagues pour lesrayons X, et leur opacité augmente avec l'épaisseur I les suivantssont disposés par ordre d'opacité croissante : charbon r os, verre ,soufre, fer, cuivre, mercure, plornb , etc.
Cette dernière propriété est le principe de la rad,iographr,e et de larqdioscopie des objets inyisibles.
MÀCIIINES D'INDUCTTON {95
R.rorocnepurr. - La radiographie est la production d.'images photo-graphiques à travers des corps opaques à la lumière.
On peut radiographier, par exemple, le squelette d'une personnevivante. Supposons , pour frxer les idées, qu'il s'agisse de photogra-phier les os de la main. il suffit d'interposer cette main et de la tenirimmobile entre un tube de Crookes en activité et une plaque sensibleenfermée dans son châssis de bois ou recouverte de papier noir.
Les rayons X traversent les chairs, le bois, le pâpier, et viennentimpressionner la plague sensiblel rnais ils sont arrêtés par les os, quiprojettent pour ainsi dire leur ombre sur la plaque photographique'
Cependant la radiographie ne se réduit pas à une simple silhouette;car I'opagité variant avec l'épaissêur, I'ombre des parties minces estmoins idË'usee que celle des parties én relief.
RaoloscoprE. - La çadioscopie consiste à observer sur un écranilluminé par les rayons X la projection des corps qui ne se laissentpas traverser par ses rayons.
On peut observer ainsi des corps entourés d'une enveloppe qui lesdérobe à la vue ; par exemple, des objets métalliques enfermés dansune bolte, ou encore les os de la main, etc.
Pour cela,. il suffit d'interposer I'objet à examiner entre I'ampoulede Crookes et un écran enduit de platinocvanure de baryum. L'écrans'éclaire d'une lurnière verdâtre, sur laquelle sé détache I'ombreportée par les seuls corps qrli sont opagues poùr les rayons X.
On utilise les rayons X en chirurgie pour examiner les fracturesdes os ou pour reconnaltre la position des objets métalliques égarésdans le corps humain. Les dotianiers peuvent r'en servir pour eiplorerI'intérieur des malles sans le$ faire ouvrir.
QuwuoNNArRE. - Por quoi sortt forméet lps manhimes mogméto-électriques?
- A quoi seruemt les comrnutoteurs? - Quall,es somt les primcipal,cs rnanbinetmagnêto - électriques? - Do*nez - en sotnrna:irernpmt la il,escîipllom,
Que prend,-on pour ind,wcteur d,o,ns les machtmes il'ynatno-él'ectriques? -A quoi ærocml ces machines? - Décrioez la bobine il,c Ruhmhorff et capli-quaz-en h fonctiommernertt, - Qu'ost-ce qNta h téléphone? Strr- quel prûrtciperopose sa comatruatiom? - Qu'est-c6 gwc h microphone? - Comrnant est-ilcomstruit?
Qw'cst-cc qua lc rad,lstewr d,e Hertz? - Ert quoi coræista lc rad'ô,ocomùuc-te*r d,e Branty et quelles sone ses propriétés ? - Dc quaô sc compose lc télé-grophc d,c Mareomi? - Eæpliquez l,e fonctiotatunrnent itrc cct appareil'. - QueEq,oez-oows ifuw tuba il,e Geissler? - ilAr tube il,c Croohes? - Qu'cst-cé Que I'es
royons cathoil,iq*es ? - Qw'appel,l,e-t-on rayons X7 - Quel,les sont las pro-priétés d,es rayoæs X | - Qw'ast-co qwe l,û rad,iographic? - Qw'est-cc gwc brailiosc*pùal
SEPTIÈun PARTIE
0PTrQUn
CHAPITRE I
PROPAGATION nr nÉTTExION DE TA IumlÈnu
394. Optique. tumière. - .t'oprreuu est l'étude d,es phéno-mànes prod,uits par la lumière.
La ruuu Ènp est l'agent des phénomènes que nous perceaons p&rl'organe de la aue.
La lumière est une forme de l'énergie. On admet qu'elle consisteen un mouvement vibratoire qui se produit et se propage de la mêmemanière que le son. Ainsi la lumière est produite par des vibra-tions extrêmement rapides , dont seraient animés les molécules descorps lumineux. Ces vibrations se propagent par I'interrnédiaired'un fluide impondérable et très élastique, l'éther, répandu partout,même dans le vide et dans les espaces intermoléculaires des corpstransparents.
395. Corps lumineux. - Corps transparents, - Corps opaques.
- Tout corps visible pour notre æil émet de la lumière : c'estun corps LUMTNEUx I mais il peut être lumineux par lui-mêoo r
comme le soleil, une lampe r urr corps incandescent ; ou bienrecevoir d'une source étrangère la lumière qu'il renvoie à notreæil. Dans ce dernier cas, on dit que le corps devient lumineurparce qu'il est Écr,erRÉ.
Les corps rBÀNspARENTs ou DraprraNns sont ceux qui se laissenttraverser par la lumière, comme ltair, Iteau, le verre. Les corpsopÀeuus sont ceux qui arrêtent la lumière , cornme le bois, lesmétaux, le papier sous une épaisseur suffïsante.
396. Propagation de la lumièro. - La lumière se propa,ge enligne droite. En effet, si I'on interpose un petit écran opaquesur la droite qui joint l'æil à un point lumineux, ce point cessed'être visible; tandis que, pour toute autre position de l'écran ,l'æil aperçoit le poinl lumineux.
PROPÀGÀTIoN ET nÉrr.sxtOU DE LA r.,UtulÈnp lg7
On appelle RAYoN LUMINEUX toute droite qui joint un pointlumineur à I'un des points qu'il éclaire.
391 . Vitesse de la lumière. - La lumière parcourt 300 000
kilomètres par seconde.Malgré iette vitesse prodigieuse, Fn million _de fois. plus
grandà que celle du son, la lumière met plus de 8 minutes
[orrt venir du soleil à la terre, et plusieurs années pour venirde l'étoile la plus rapprochée de nous.
398. Ombre et pénombre. - Un corps opaque placé devant
une source lqmineuse arrète les rayons lrrmineux. La région de
h'\g. 224,. - Ombre et pénombre circulaire.
l'espace qui est ainsi privée de lumière se nomme L'ouBRE portéc.
Quand le foyer lumineux se réduit à un point, cette ombreest séparée de la région éclairée par une surface conique' engen-drée par une droite qui passe par le point lumineur et s'appuieconstamment sur le corps opaque.
Si le foyer lumineur est une sphère S, par eremple ( fig. 221'1,la région comprise entre les tangentes ertérieures AC'BD et les
tangentes intérieures BCTAD, ro reçoit qu'une partie de lalunrière. Cette région constitue ce quoon appelle la pÈNoMsnn. Ily a passage insensible de I'ombre absolue à la lumière complète.
399. Photomètres. - Les photomètres sont des appareils quiservent à comparer les intensités de deur sources lumineuses.
On appelle éclairernent d'une surface la quantité de lumière qu'ellereçoit sur chague centimètre carré. On appelle intensité d'une source
lumineuse l'éclairement qu'elle produit surune surface placée à un mètrede distance , perpendiculairement à la direction des rayons lumineux.
On prend pour unité d'intensité lumineuse la caRcEL, c'e!! - à_- direI'intensité d\rne lampe Carcel brùlant par heure e2 g. d'huile de
colza. Comme unité iecondaire,, on adopte la BOUGIE OÉCruÀLn, quivaut t/re de corcel.
T9E NoTIoNs SUR LES SCI$NCEs PHTSIQUES sT NÀTURELLEs
Lor nu cednÉ ors oisfeNcEs. - Les éclairemertts produits pa,rune même sou,rce lumineu,se, sur u,n écran placé successiaementù diffërentes distances, sont INvERsEMENT pRopoRrroNNELs q,,uæ
carrés de ces distances.Soient I l'éclairement à u{t mètre et E l'éclairement à la distance d,.
on a' + -#;1 d'où E: +.Si la distance devient 213,4 fois plus grande, l'éclairement deview
& | I, 1ô fois plus petit.
Pnlxcrpn DU pHoroMÈTnE. -- Si deuæ luminaires produisent lemême éclairement su,r un écrun, Icurs intensités sont propor-tionnelles au, ca,rcé de leurs di,stances ù cet écran.
Soient I, Y les intensités de deur luminaires gui produisent lemême éclairement aux distance s d, dt . En écrivant gue l'éclairementdu premier luminaire à la distance d est égal à l'éclairernent dusecond à la distance dt , on obtient :
I Ir f,. I d2æ:7T; oou T:æ
Le phatomètre de ButisEN consiste en un éclâri de papier, aumilieu duquel se trouve une tache grasse. On dispose les lumi-naires à comparer, de part et d'autre de l'écran, de façon queI'on n'aperçoive plus la tache; ce qui amive quand elle est égale-ment éclairée sur ses deux faces. Alors on mesure les distancesdes deur sources à itécra n : les intensi,tës des deuæ luminairessont proportionnelles auæ carrés d,e ces d,istances.
Le photomètre, de RuuronD se compose dtune tige placée devantun écran. On dispose les luminaires de façon que les deuxombres projetées par la tige sur l'écran soient également obscures.Alors les intensités d,es d'euæ lutninaires sont enire elles cornrne
les camé,s de leuri distances ùl'écran.
yc 330. Rëflexion de la lumière. - La/ rëfleæioy1 sst le ehang efiùent de direc-
tiorù que subissent les raVons lumi-neuæ ù la rencontre d,'une surfacepolie.
Lorsqutun rayon lumineur ABrencontre une surface polie MN(fig. 222), il est renvoyé suivant uneautre direction BC.
î1g, Lffi. - i, angle d'incidénce I On appelle pr,en DT11r1CTDENCE Ie planr, angle de réflexion' qui pasiô par Ie rayon incident .q.'n etpar la normale BP menée à la surface polie par le point d'incidence.
pBopAGaTIoN sr nÉFtExlqN DE LÀ tuIî{IsSS 19û
Lt-rxÊr.u DtrNcrnpt.{cs est ltangle , que fait lela normale I I'mrclp np nÉrlnxlox est I'qpgleréfléchi BC avec la normale BP.
La réflexion s'opère d'après les lo.is suivantes .
L'e Lol. - Le rayon réflëchi reste dans le plun &'ôncùdensL.
2" Lot. - L'angle d,e rëfleæion est égal ù l'angte d'incidence'
g3l. Miroir plan. - Quand on regarde dans un qTroit plan
(fig. 223), la lumière partie d'un point lumineux A, réflèchie sur
rayon inciden[ aveo
r que fait le rayon
le miroir et arrivant à r'æil, semble venir d'un point At symé-
irique de A par rapport au miroir. On croit donc voir dercière
Ie mr,roir les objetJ iumineux qui_sont placés en avant.
L'i*uge donnée par un miroii plan est airtuelle, droi,te, égale
èrl' ob jei, eLsymëtrtqrrt r\e cet obieipar ruIpp.or.t auplan du miroir '
Oeux *itoirs plans, convenablement inclinés, donnent plusieurs
images d'un même objet. C'est le ppincipe de I'appareil connu sous
le nom de lçaleid,oscoPe.Deuxmiroirs plans Pa-
rallèles donnent,Pou.r unmême objet, une infinitéd'images de plus en Plus o
éloignées, mais de moinsen nnoins luminellses"
339. Miroirs sPhéri-ques. - Un miroir sPhé,-
rique est une calotte E Ls'' vz"
,piierique dont I'une des surfaces est polie. L'intérieur fournit
in miioir conccn)e r rextérieur donnerait un miroir cont)eæe.
on appeue .ENTRE DE couRBuRE du miroir (fig, 224) le centre c de
Fig. 223. - Imago Yue sur un miroir plan'
Fig.224. - Étements des miroirg'
2W NorroNs suR LEs scrrNcrs pnysreurs ET NaTuRELLEs
la sphère dont le miroir fait partie, of cENTRE DE FrcuRE, ousouupr du miroir, le point O de sa surface, qui est équidisîantdes bords.
_ On appelle axn pRINcIpar. la droite OC qui passe par le centrede courbure et par le sommet du miroir, et e,.in sncoNDÀrnn touteautre droite AB qui passe par le centre de courbure.
Dans un miroir sphérique, la normale en un point quel-conque est le -rayon d9 la sphère, c'est-à-dire la droite quipasse par le point considéré et par le centre de courbure.
. Les rayons lumineux parallèles à, I'axe principal, tels que AI,viennent tous, après réflerion, passer par un même pôint F,appelé foyer principal du miroir. Ce foyer est situé Jur I'axeprincipal, sensiblement au milieu du rayon OC,
Tout rayon lumineux AB passant par le centre C est normalau miroir ; il se réfléchit sur lui-même.
Tous les rayons émanant d'un même point lumineux Aviennent, après réflexion, concourir en un même point A'. Cepoint Af est dit I'image du point A (fig. 224).
L'image d'un objet est I'ensemble des images de tous ses points.Une image est dite nÉsr.l.r quand on peut la recevoir sur un
écnan ({ig. 226) ; vrnruELLE , dans le cas contraire.
Fig. 225. - Image réelle formée par un miroir concave.
333. Formation des images dans les miroirs. - Pour trouverI'image d'un point A dans un miroir concave (fig. 226) , il suflitde mener par ce point deux rayons, I'un AM parallèle à I'axedu miroir, et I'autre AE passant par son centre C. Aprèsréflexion, le premier passe par le foyer F et prend la directionMF; le second se réfléchit sur lui-même suivant EC. L'inter-section de ses deux rayons réfléchis donne le point At, image dupoint A.
On obtiendrait de même I'image de tous les autres points de ,
I'objet.
PROPAGATION ST RÉFLEXION DE LA I,UMIÈRE 2U
L'image d'une droite perpendiculaire à I'are principal est uneautre droite perpendiculaire à ce même axe.
Fig. 226. - Image réelle formée par un miroir eoncav6.
En appliquant cette règle à différents objets placés devant unmiroir concave, on constate les résultats suivants :
fe Un objet si-tué o,u delù' ducentre (fig. 221\donne ume image o
réelle, renuersée,pluspetite quel'ob-
le Centfe, ! rg. zzt, - Image reelle tormée par un miroir concavo.
lo Un obiet sihrc entre le centre et le foyer pri,ncipal (fig. 227 )
donne une image réelle, renuersée, plus grande que l'objet etsituée au d,elù, du centre.
'--t--fr-*:lr--
:i-I
Fig. 228. - Images virhrclles des miroirs eoncavos.
$o Un objet situc entre le sommet O et le foyer principal( fig. 228 ) donne une image oirtuelle , droite , plus grunde quel'objet et sitwée en q,rrière d'u mirpir.
Fig. 227. - Image réelle formée par un miroir concavo.
W) NoTIoNs sUR IDs ScITNCES PHYSIQUES ET NATURELLES
3S4. Formule des niroir$ ryhériques. - La distance focale 1Ê d'unmiroir sphérique et les distances P, P' de ce miroir à un objet quel-conque et à son image, vérifient la relation :
l,L 7
P TT:-7,Cette formulé permet de calculer I'une quelconque des quantités
o, Ft et f , lorsqu'on connait les deux autres.
QursrroNxÀrnÈ. - Suivant quelle direction se propage la lumière? - Qu'est-cequun corps transparent? - Expliquez sur une figure ce qu'on entend par ombreet pénor4bre. - Quelle est la vitesse de propagation de la lumièro? - A quoiservent les photomètres? - Décrivez les photomètres de Rumford et de Bunsen,et dites comnent on s'en sert.
Quelles sont les lois do le réflexion de la lumière? - Qu'appelle-t-on angled'incidence et angle de réflexion? - Quelles images donnent les miroirs plans?
Qu'entend-on par les miroirs sphériques? - Qu'appelle-t-on centro decourbure, axe principal, axe secondaire, foyer principal, dans un miroir concave ?
- Quand dit-on qu'une image est réelle? guand dit-on qu'elle estvirtuelle?-Expliguez.comment on trouve I'iniage d'un point. - Tlouvez I'image d'un objetsitué : ln au delà du centre du miroir; 2' entre le foyer et lo miroir. Dites danschaque cas si I'image est réelle ou virtuelle. Quel'le relation y o-t-ilentre Las il,istances d'utn miroir sphëriqwe à utt obiet qwelcomque et à som
image?
Exrncrc5s. - {.. Combien de temps mettrait, pour faire lo tour de la terro,un rayon lumineux qui parcourt $00000 kilom. par seconde?
2. La lumière parcourt en 8 minutes 13 secondes la distance qui nous séparedu soleil. Trouver cette distance.
3. Quelle est la distance gui sépare un point lumineur de son image forméedans un miroir plan ?
!1. Construirs les dilférentes images d'un même objet qui sont données pardeux miroirs inclinés formant un angle de 90', ou de 60n, ou de {?0'.
CHAPITRE II
RÉfRACTION I}E tA IUMIÈRE
f. Notions génér&les.
335. Réfraction d'un rayon lumineux. - Lu réfraction est le
chungernent de d,irection que subissent l,es rayons lumineuæ en
passq,nt obliquement d'un milieu dans u,n alutre.- Quand un rayon lumineux SI passe d'un milieu transparenl
dans un autre plus dense, de ltair clans lteau r pâr exemlile
RÉrnecrloN DE LÀ r,uMtÈRE m3
(lig. 229 ) , il est dévié de sa direction SS", se rappfoohe de la
noimale AB et prend une direction ISr.
Le rdryon réfracté ISr reste dans Ie plan d'ineidencel mais
I'angle de réfraction n'est pas égal à I'angle d'incidence.
euand un rayon lumineux passe d'un milieu dans un autrt_r 19 rayonréfracté peut, iuivant le cas, se rapprocher ou s'éloign-e.r de la n9r-nnale. O; dit que le second milieu traversé par la lumière est plusréfrr,ngmt ou rnotns réfringent qae le premier, suivant que le rayonréiracté se rapproche ou s'éloigne de la normale.
Par suite de la réfraction : {.o Un objet qui plonge en partiedans I'eau paraît comme brisé (fig.230).20 Le fond d'un vaseplein d'eau paraît conune relevé ; ce qui permet d'apercevoir desobjets qui seraient cachés par les bords du vase, si celui-ciétait, vide.
336. tame à faces parallèles. Quand un rayon lumineurtraverse obliquement une lame à faces parallèles, il éprouve ,à I'entrée et à la sortie, deux déviations égales et de senscontraires. Le rayoq n'est donc pas dévié;mais il subit un déplacement latéral, qui estd'autant plus grand que la lame est plusépaisse.
337. Réflexion totaleo - Quand un faisceaulumineux renôontre assez obliquement la surfaced'un milieu moins dense que celui dans lequel ilse propage, il peut arrivep qu'il se refléchiqse en-tièrement, c'est-à-dire qu'aucun rayon ne se réfraetedans le sccond milieu. Cette propriété est utiliséedans les prismes ô réfleæion total,e, pour changer ladirection d'un faisceau lumineur ( fig. 231).
h'ig. 229.Phénomène de réfraction.
Fig. 230. - Brisement apparentdes objets Yus par réfraction.
oFig. P31.. - Prismo
à réflexion totale.M,rayon incident;O, rayon réfléchi.
!rrrt
xi',^
904 NorroNs suR Lbs sctnircns
888. Dlirage. Un rayon telcotches infériéures de I'atmôsphère
PHTSIQUES dT NATURfiLLTS
gue AO ( fig. 232), traversant leslorsqu'elles sont échaufrées (ce qui
arrive surtout dans les déserts ) , passe à travers des milieur de den-sités différentes; il se réfracte. Il peut arriver qu'il subisse Ia réflexiontotale et remonte suivant OB. L'æil placé en B verra I'image de A en A',comme si I'objet.A se réfléchissait sur une nappe d'eau. C'est le phé-nomène du mirage.
II. Lentllles sphériques.
339. forme des lentilles. - Les tentitlns sphériques son[ descorps transparents (verre , cristal ) terminés par des surfacescphériques
F'ig. 23{f. - Lentilles.Lentillesconvergentes: C, ménisque convergent; B, plan convexe; A, biconvexo.
- divergentes: F, ménisque divergent; E, plan concave; D, biconcave.
On appelle tentilles conaergentes celles qui sont plus épaissesau centre gue sur les bords, et lentilles diaergentes cellee gui
B
W
c
W
RÉFnacltoN DÈ LA r,uulÈnr 20b
sont, âû contraire, plus minces au centre que sur leurs bords'
eriand un faisceau de rayons parallèles traverse une lentille
.Ono.tgente, il se transforme en un faisceau de rayons conver-
gents. Én traversant une lentille divergente, un faisceau paral-
iète re transforme en un faisceau divergent.
34O. Éléments des lentitles. - On app elle a,æe pn'ncipol d'une
lentille, la droite qui passe par les cenlres de courbure des deux
i;;;r tpnetiques. Si lion. dôs faces est plan-e,.c'est la pgrygndi-
culaire 1puné. à la face plane par le centre de' la face sphériqrre.
On nom mefoyer prinôipatdiune lentille convergente (nS. 234),
le point F de i'a*ô oir les rayons par.allèles à I'axe viennent
converger, après avoir traversé la lèntille. Une lent,îlle a deux
foyers principaux' sYmé-
triques I'un de I'autre Parrapport à cette lentille.
Dans toute lentille sPhé-
rique, il existe un Pointappeté centre oPtique, telque tout rayon lumineuxqui traverse la lentille, oD
passant par ce Point, sortsans déviation.
Si les deux faces de la lentille ontle centre optique C est situé surI'axe ( ûg. 235 ) à égale distancedes deur' faces.
Tout rayon lumineur Passantpar le centre oPtique Prend lenom d'a,æe secondaire-
le même rayon de courburo
SLL Construction des imagesdans les lentilles convergentes.
Pour construire I'image d'un
Fig. 234.
Convergence des rayons parallèles à I'axe'
point A (fig. 236 ) ' on mène le ' '/ viayon AL parallèle à I'ar_e pril-
" /
cipal; il passe par le.foyer Fn après Fig.2[Jb. - centre oprique.réfraction; puis on trace le raYonAO qui passe par le centre optique et ne se réfracte p1s' L'i*-tersection d.e tf, avec AO donnei'image At du point A' En répe-
tant la même construction pour les différents points de I'objet
AB, on obtiendra son image AtBt.
En traversant une lentille, chaque raYon lumineux subit deur
réfractions I rnais ; dans les constructions g-éométrigues , or réduit le
206 NorroNs sun LËs scrgNcns pnysreugs ET NATuRaLLBs
deqx déviations à une seule, qui s'effectuerait dans Ie plan de Ia len-lit]:jj^ill';1i:: llf le nJan mené par le centre optique, perpendicu_lairement à I'axe principal.
Fig' 236' - Marche des rayons lumineux dans une lentille biconvexe.DC, axe principal; o, ôentre optique; F,F1, royer" -principaux.
Dans les lentilles convergentes :
. Lo Tout objet placé au d;ttù 4,un foyer prinei,pat d,onne u,neimage réelle, renuers,tt (fig. 286 ).
'
Ltimage ArBt estplus petite ou plusgrande que AB,sui-vant gue Ia dis-tance OD est supé-rreure ou infé-rieure à FFt :2f.
2o Tout objet pta-cé entre les foyersprinci,pq,u,æ FFt(fig. 237) donneune
Fig. 288. - construction de l'image d'une rentilte divergente,
8r*2' Fornulos der lentilles. - Si I'on désigne par / la distancc
Fig. 237. - F"ormation de I'image virtuelledans les lentilles convergentes.
i*qg9 rsirtuelle, droite e_t plus grand,e çlue'lribiet.'cetie pro_pn_été est utilisée dans la loupe.
Les lentiltes dia_ergentes donnent toujours des images ûtr-tuelles , droites et diminuëes ( fig. 298 ).
nÉrnlcfloN DE LÀ ruuÉnr
focale d,une lentille et par p , p' les distances de cette lentille
objet quelconque et à son inaage t on a :
ro pour une lentille convergente , ++#-+.2o pour une lentille divergente, # * l:+.
ilnI. Prisme.
343. Définition. - Bn optique, oû appelle prkme Ifig' 239 ) un
milieu trunrfu;;;i termne put dt,rx facès planes qui se coupent;
l,intersection des fac., *rt iarê'te du prisme ; la surface opposée
à ltarête se nomme la base'
on appelle section principale du prisme toute section plane
perpendiculaire à I'arête ; c;est ce qo'on appelle en géométrie
une section droite.
344. propriétés du prisme. - Tout faisceau lumineux qui tra-
verse un prisme est oeoie de sa direction primitive I de plus'
s,il provient du soleil , par exemple , il est coioré à sa sortie du
prisrne. On obtient dônc une àéoiotion et une décomposition
âe la lumière blanche.
345. Déviation du.rayon inoiclent. - Soit un rayon incident
sr-fns.-z4ôJ q,il tombË sur la face cA. Il se réfracte en I, so
201
àun
Fig" 239. - Prisme' Fig. 240. -- Réfraction à travers un prismo'
rapproche de la normale I\F en pénétrant dans le prisme ' et
prend la clirecl,ion IE. A sa sortie dans I'air, en E, il s'écarte de
la normate NiÈ, eb prend la d.irection EB. L'angle 5OB esll'angle
d,e d,éui,atio'tt,..Le ravon esL touiorrrs dévié vers la base du prisme'
208 NorroNs suR LEs scrENcES pnrsreuns ET NATuRELLEs
346. Ilécomposition de la lumière blanche. Si I'on faittomber un faisceau de lumière solaire sur un prisme (fig. 24ri,) ,et que I'on reçoive ce faisce&% réfracti sur un écran, on obtientune succession de sept couleurs dans I'ordre suivant ' uiolet ,
M,,
N
Fig.24l. - Forrnation du spectre.
indi,go, bleu, aert, jaune, orangé, rougel le violet étant la cou-leur la plus déviée. C'est le phénomène de la DrspERSroN ou dela déeomposition de la lumière.
L'ensemble de ces couleurs forme le speûre solaire. Cetteexpérience montre gue Ia lumière blanche n'est pas simple,
mais qutelle se com-pose de sept couleurs,appelée s couleurs élé-mentaires. Les di-verses lumières colo-rées se séparent entraversant le prisme,parce qu'elles subis-sent des réfractionsinégales.
L'arc - en - eiel est unphénomène lumineuxqui présente les septcouleurs du spectre so-
la!r91 il est produit par Ia réfl,eæi,on totale et la réfraction des rayonssolaires dans les gouttes de pluie (fiS. 2e2). Pour apercevoir I'arc-en-ciel, il faut tourner Ie dss au soleil et nyeir en tace tle soi des nuagesà pluie,
Frg. 242. - Arc - en-ciel.
nÉrnr.crloN l.lg LA LuurÊnn 209
On appelle halàs des cercles irisés que I'on voit quelquefois autourdu soleil; ils proviennent de Ia rlécomposition de la lumière solairepar les prismes de glace des cirrus.'
Les couronn/es sont des cercles plus pâles que les halos : ils sepruduisent au passage d'un nuage léger devant le soleil ou la lune.
3,47. Recomposition de la lumière blanche. - On peut faire lasynthèse de la lumière blanche à I'aide des couleurs élémentaires.
Fig. 243.Disgue de Newton.
Fig. 2M, - Synthèse de la lumière blancheà I'aide d'une lentille.
1o On dispose les sept couleurs par ordre, suivant les secteurs d'uncercle, d,r,sque de Newton (fig. 243). On imprime à ce cercle un rapidemouvement de rotation I l'æil ne perçoit alors qu'une couleur blanche I
c)o On fait tomber le spectre solaire sur une lentille convergente(fig. 244); on constate alors que I'image forrnée.sur un écran E, parla réunion des couleurs, est une image blanche.
QuusrroNNArRE. - Comment se comporte nn rayon lumineux çri passe obliEre-ment de I'air dans I'eau? - Qu'est-ce quiun prisme à réfleæiom totol,e? Eæpl'i-quez brièoement le phémomème ùu' tnl'rage.
Qu'appelle-t-on lentilles'sphériçres? - Quelles sont les difrérentes formes des
lentilles convergentes et des lentilles divergentes? - Pourguoi leur donne-t-onces dénominations ? - Quels sont les éléments des lentilles, et donnez-en la défi-nition. - Qu'est-ce que le centre optique? De guelle propriété jouit-il? - Com-ment construit-on I'image d'un point donné par une lentille convergente? -Déduisez-en I'image d'un objet situé : :[' au delà de I'trn des centres do cour-oure; 2' entre un foyer et la lentille.
Quelles sont les propriétés du prisme? - Constrrrisez la marche d'un rayon
çri traversre un prisme. Nommez par ordre les couleurs du spectre. - Commentpeut-on recomstitwer la lwmière bl,amchè aw rnoyen il'es cowlpurî ikt spectre?
Exnncrcæs.- 1,. Dans çrel rapport sont les surfac'es do I'objet et de son image,quand leurs distanees au centre optique do la ltrntille sont respectivement de
4'80 et 0'90?Z. Sous quel angle est rencontrée la seconde face d'un prisme par le rayon
lumineux qgi est tombé normalement sur la premièro face, Qumd I'angle au
sommet du prisme est {$o - 50' - 6D'?B. Démontrer que I'angle au sommet d'un prisme égale la somme de deux
angles de réfraction intérieure d'un rayon lumineur çrelconque gui travense leprisme.
4. L'angle au sommet d'un prisme est de 60', un des angles de réfraction inté-rieure égale îX)., Prouver que les angles d'incidence et d'émer6once eont égaur.
8
2d0 NOTISNS SUR LES 5çIENOES PHYSIQUES ET NÀTURËLLES
CHAPITR.E TII
PRINCIPAUX INSTRUMENTS D'OPTIQUE
S&8. Charnbre noire (fig. 245). - Si, dans une chambre complè-
ternent obscure (chanubre-noire\ , on pratique une petite ouverture
Tig.2tt5. - Fofmation des images dans Ia chamore nolro.
dans un des voier,s, or voit, sur un écran convenablernent éloi$nét
I'image renversée des objets extérieurs'L'iirage devient beaucôup plus nette quand on place à l'ouverture
une lentille convergente.
34g. Loupe. - La lowpe oarnicroseopesimple (fig. 246) n'est
Fig. 2a6. - Loupe.
autre chose qu'une lentille convergente; on placo I'objet à obser-
ver entre la làntille et son foyer principal; gq obtient ainsi une
i.rgr virtuelle droite et plus grande llue I'objet.
PRINcIPÀux TNSTRUMENTS n'opueun
On emploie la loupe sous le nom de compte-fils pour étudier latexture et la nature des ûhsus ; elle sert au naturaliste pour exami-ner les êtres (animaux, plantes,etc.) de petites dimensions.
35O. Microscope. Le mi-croscope (fig. 2e7 ) est un appa-reil formé de deux lentilles con-vergentes, l'octtlaire et l'objecti,f ;ces lentilles sont disposées d.e
manière à produire des grossisse-ments considérables.
Le microscope est muni d'unelentille convergente L destinée à
éclairer les objets que I'on placesur la platine P, et d'un réflec-teur M pour éclairen ces objetspar-dessous, quand on veut lesobserver par transparence.
Le microscope a permis de dé-couvrir et d'étudier tout un monded'êtres dits rnicrascopiques, donton ne soupçonnait pas mêrnel'existence avant I'invention de cemerveilleux instrument. Il permetde reconnaitre un grand nombre defalsifications dans les denrées ali-mentaires, les préparations phar-maceutiques , etc. ; il signale sou-vent I'existence de nombreux mi-erobes, qui sont parfois les gerrnesde maladies contagieuses.
351. Appareil de proiection.-L'apparetl de proi ectr'on (fig. 2&8 )e pour but d'agrandir les images et de les projeter sur un écran, afinde les rendre visibles à un grand nombre de spectateurs.
On prend souvent pour source lumineuse la lumière Drummond,fournie par I'incandescence d'un bâton de chaux F sous I'actiontlu chalumeau à gaz oxyhydrique H. Un miroir NI réfléchit les reyonslumineux et les renvoie sur la lentille convergente C, qui les con-centre et éclaire fortement I'objet AB. L'objectif O donne alors uneimage A'Bt que I'on reçoit sur un écran.
fà Wnterne rnagi.que (fig. 249) repose sur le même principe queI'appareil de projection.
Les images sont d'autant plus vives, que I'agrandissement est plus faible;leur éclqt varie en raison inverse du carré de leur distance à I'objectif.
352. Microscope solairo. - Iæ ntboscope sobire est enalotuc
2r,l
F.ig. 247. - Microscope.
B, corps de I'appareil ; O, oculaire ;O', objectif; V, vis de réglage;
F, porte - objet; L, loupe; M, miroir.
Zlg NoîroNs suR LES scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES
à I'appareil de projection;-il n'en diffère
plus 'puissant, ét par le foyer. lumineux
'iaisceà,t de lumière solaire réfléchi par un
par une lentille.
Fig. 248. - Àppareil de projection'
F, foyer lumineux; c, condensateur de la lumière; AB, obiet à projeter;
O, onjectitgrossissant; R, vis de réglage; A'8" imag€'
353. Télescope. Le téIescop-e (fiq. 250)- est un instrument qui
fournit one im"i" t"er agrandie des'aJtres ; il est formé d'un grand
Fig. 2&9. - Lanterne magique.
objet; L, foyer lumineux; I, image; M, réfleeteur'
tube au fond duquel se trouve un mtroir concave I près du foyer de
ce miroir se proaiit I'image de I'astre, qu'on observe au moyen d'une
loupe ou oculaire grossissant.
gStl.Lunette astronomique, - La lunette dstronomique.(fi9. 25L)
coÀprend, comme le microscope, ur obiectif et un ocular're, avec
cette différence quo I'objectif eit à long foyer et I'oculaire à courte
E]z7
-û7-9v,O, obiectif ; A,
que par I'objectif, qui estqui est constitué Par unmiroir plan et concentré
pRINcIpÀux TNsTRUMENTS D'optteur 2r3
distance focale I cette lunette fournrt une lmage renversée, ce qui estindifférent pour I'observation des astres.
La lunette temestre ou longue-uue est analogue à Ia lunette astro-nomiquel un aéhicule placé à I'intérieur du tube porte un sglstèrneredfesseur, formé de plusieurs lentilles, qui donn'ent une image droite.
Fig. 250.
Télescope de Foucault.
O, ouverture du télescope; OC, tube du t6-lescope, en bois ou en métal; M, placo dumiroir; L, oculaire.
Fig. 251.
Lunette astronomique.L, oculaire; L', objectif ;
BL, porte-objectif;EI', porte - oculaire.
Lt lu,nette de Gah,lëe ou l,orgnette est une lunette terrestre à ocu-laire divergentl elle fournit une.image droite sans employer de sys-tème redresseur. Les jumelles sont formées de deur lunettes de Galiléeparallèles.
355. Chambre noiro photographique. - Lorsqu'on place unelentilte convergente à I'ouverture de la chambre noire (fig. %2), otrobtient sur la paroi opposée une image très nette des objets guisont à une certaine distance de la lentille. La photographie permetde finer et de reprod,uire I'image ainsr, obtenue dans la chambrenoire. Elle est fondée sur la propriété que possèdent les sels d'argentde se décomposer sous I'action de lr lurnière.
214 NoTIoNs SUR IJS scIDNcES PHTSIQUES ET NÀTURELLES
3F6. 0pérations photograpbiques. - La photographie c_omprend
deui sériôs d'opératÏons disdnctes : la prëpuration d,'un ch,ché saruerre et le tirage d,es épreuiles sur papier,
f . PnÉplnATION DU Ct tCHÉ. F lo Plaque sensible. La plaque des-
titée à recevoir I'impression de la lumière est une plaque de verre
Fig. 252, - Chambre noiro.
recouverte d'une mince couche de gélatine imprégnée de bromure
d'argent. C'est ce gue I'on appelle uné plaque sensibilisée au gélatino-
u"orir,rre d'argent. bes plaquêi sensibles se trouvent dans le commerce.
Blles ne peuvent être -conservées qu'à I'abri de I'humidité et surtout
à l'abri de la lumière.
Fig. 253. - Chambre noire de photographe'
t. Chambro noire btiroir; O,tube de I'objËctif avec son pignon denté r; C, obtu'
rateur | 8,, boîte oov*ti" glissant dans la charnbre B; E, chàssis mobiie por-
tant un verre dépoli pour Ia mise" au point' r
2. Châssis S avec saplanchette R à charnière, destiné à recevoir la plaque sensible.
Zo Eæposi,ti,on d,e la plaque ù l'impressi'on lurneneuse. - Pour soû-
mettre la plaque à I'in-flue-nce lumineuse n on se sert de la chambre
nor.rede photàgraphe (fig. %3); o! commence Par rnettre au p-oint,
e'est-à-dlre qrie lion ràgte t'appareil de rnanière que I'irnase se formç
pRINcIpaIrx INSTRUMENTs o'oprleuu 2t5nette et clairye, sur la paroi .opposée à I'objectif; puis on remplace cetteparoi par la_plaque rjeparytir pll.ge dans ,rn châssis qui la garantitde l'action de la-lumiètà. L'obl.rtir etani ieril Ë; obturateur, onsoulève l'écran E pour meftré la plaque à découvert du côté de lachambre noire r orl ôte I'obturateur penciant un instant, puis on rabaissel'écran, et on porte le châssis danï le cabin"i
"oir, ioo" procéder audéveloppement de I'image.
,3o Déu2lopqe?e.nt et fiæati.on d,e ïimage, - on immer$e la praquedans un bain réuéIateur, qai est souvurri orrc dissolution de sulfate de
Fig. 254. - Cliché négatif. Fig. 2bb. - Épreuve positivo.
fer ou d'acr,de pyrogatlique, Les parties claires du dessin q,pparcrissenten noir, et les ombres en clair; ôn fixe alors I'iilt;ïo
"rt"vant le seld'argeat qui {a p_as été attaqué pa.r Ia lurniore,;ffit;;;n d,une dissolu-tion d'hyposulfite de soude. On oËtient ainsi un clinhé ù,ëgati,/ (fig. 254),
II. Trnler ors ÉpREUvEs posrrrv's. - on apprique re criché surune feuille de papier, rendue sensible à la lumièiË u,i *oyen du chlo-rure d'argent, puis on l'expose à lalumière du;ou*.i" pupi""
""i"ritplol ou moins énergiqueùent suivant que la lumière traverse lesrégions plus ou moinJ claires du cliché, et I'orr obtient ainsi, sur le
216 NST1ONS sUR LES SçIENçES PHYSIQUES ET NÀTURELLES
papier, après un certain temps., une ,irnage,positiae -(ns. ?55),.c'est-à-dire une imale dont les aoirt et les imbres correspoq{ent à ceux
du modèle. Il sifflt de la fixer, en enlevant I'ercès de sel d'argent par
un lavage à I'hYPosulflte de soude'
Îl1;l7. Photomicrographie. - Parmi les nombreuses applications. de
la photographie, il faut rapfeterla photomicragraphi'er {ui a pour but
de reproduire des figur.r, à.rsins, etc. ' avec des dimensions micros-
copiques, puis d'agranair cÀs reproductions lorsqu'il en est besoin'
C'est ainsi qu'on a pu ,orrdurrrer trois cents pages in-folio sur I'une
des faces a'o*--pËficoie de collodion, le tout pesant à peu près un
demi - gramme.
QuBsnoNNArRE. - De quoc sa coÛtpose la loupe? - ^Qu?l'les somt les prôm-
côpates ptèces d,u nicroseope? Quel,s Sont l'es primcipauæ instrwments
d,,optiqwe qui rapprochemt l,es obietsi - Dêtrtaez l"oppareil d'e proXection et
eæptl,quez l,a forrnatiom iL'es images'Dans fo pniiogiapnie, q*'rriploi,e't--?* .cornrne
plaque sensi'bl'e? Qu'est-cc
que la rnise au poimt? -_comînent obtiomt-on l,e iptsetoppctnent d'c liimage?
cornmenttafr,æa-t-om? - Eæpn,qucz cornrnent on obtientitaséprewsetposltioac-
- Quel att lc but il,e lo photorninrogrophiel
CHTMIE
NOTIoNS PRÉIIMINAIRES
f, Délinitions.
l. 0biet de la chimie, - La cuuv.ta, est u,ne science qui étud,iefes pnopnÉtÉs pARTlcultÈnp,s des corps et, les pnÉnorr,rÈNns qui mo-ilifi,ent ces propriétés d'une manière durable.
Chaque corps est caractérisé par un ensemble de propriétésparticulières qui le distinguent de t,out autre.
II s'ensuit que les phënomènes chimiques changent la naturedes corps, puisqu'ils font subir à leurs propriétés d.es modifica-tions durables (Phgsiq%e, 3).
2. Divisions de la chimie. - on peut diviser la ohimie enchimie mrxÉnele et chimie oRGANreuE.
La prernière étudie les uÉralloinns et les uÉuux.La chomr,e organi,que fut d'abord la chimie des corps produits par
les êtres vivants et dont la formation en dehors de la-vie-était coriri-sidérée comme impossible; ces corps formaient une classe à part queI'on ne saurait jamais reproduire par les procédés chimiquæ t d" ta tenom de chimie organique, c'est-à-dire chimie des corps produits parles organismes vivants.
M{s, depuis un demi-siècle, on a réussi à reproduire dans les labo-ratoires une foule-de corps qui nous sont fournis par les êtres vivants Iet le mot de chimie organi[ue est devenu un terme impropre. On I'acependant conservé, mais en lui attribuant un sens preôis :
La cnrurE oRcaNreun étudie les composés du carbone.Ce n'est donc à vrai dire 9_o'or chapitre de la chimie minérale,
mais tellement dévelop_pé gu'il surpassà à lui -seul , et de beaucoup,I'ensemble des autres chapitrds.
3. corps siTples; - torps compos6s. - on appette coRpsBIIrIpr,Es ) eeuæ rlont on n'6 pu eætraire jusrlu,,ici qurune seule sub-ttance or ÉLÈuEÀrr.
218 NorIoNs suR LEs scluNtas PHYSIQUES ET NÀluRELLEs
Les coRps couposÉs sont dits binaires , ternaires ou quater-
naires, suivant qu'ils contiennent deux, trois ou quatre élé-
ments distincts.
4. Anatyse. - Synthéso. - lo On eppelle eNe.lYsr' u'ne opé-
rution qui a pour Uut ae trouuer les éléments d,'un eorps compo-sé 'Elle ôst dife euar.rrarrvE, si elle se borne à chercher le nombre
et la nature des éléments ; elle est euÀI{rlrÀrlvn' si elle détermine
la proportion relative , le pour cemt des éléments'-- Àinài, décomposer.l'eiu en oxygène et en hydrogène , c'est
en faire I'analyËe qualitatiue; constater qq9 I gT. d'try sont
iormés 'de {. gr. dùydrogène et de 8 gr. d'oxygène, c'est en
faire I'analYs e qucrntitat'iae.Zo On afpetlà syNrnùsr, l'opëyation inaerse de l'analyse , c'est-
à,-d,i,re t'ipZration qui æ poir but d,e reconstituer un cornposé ù'
l'aid,e d,e ses éléments-Àinsi lorsqu'on fait, brûler le gaz hydrogènq dans I'oxygène,
on obtient de la vapeur d'eau que I'on peut condenser et recueil-
lir : on a donc fait ta synthèse de I'eau'
B. Diverses propriétés des corps. - Les propriétés des corps
se partagent en diverses catégoritt: on appelle :
1o Orfianoteptiques, celles qui affectent nos sens' comme la
couleur, Itodeur, la saveur ;ù physiqutt , celles qui concernent la densité, la solubilité
'la fusibilité, etc. ;
go Chimi'ques, âettes qui se manifestent _par la production de
phénomènes- chimiques : combinaisons ou décompositions ; ..'-i; physi,otogôquàs, celles qui exercent quelque action sur I'or-
ganisme r propriétés toxiques n antiseptiques , etc. 'i
6. Mélange. - Conbinaison. - lo [Jn ufu-trNcn est la réunion
d,e d,euæ oi ptusieurs corps En conseruent lews propriété's
particulières-, et d,ont les proportioms relattaes sont arbi,'
traires.par exemple, si I'on mêle de ta "limaille de fer et de la fleur
de soufre * proportion quelconqge, oD obtient une poudre
d'apparence homogène, mâir au microscope on distingue_ très
bien les grains Àe soufre de ceux de fer; c'est un simple
*éiungr. Én promenant un aimani au sein de la masse n otr
peut tip*t*t cômplètement le fer d'avec le soufre'' Zo Une coMBrNArsoN est un corps cornposti, dont les propriétés
il,iffèrent ile celles 'd,es c9mpglants, et dani lequel les éléments
roàt a,ssociës en, proportion déterminée'par erempl. o ii t'on chaulfe du soufre avec de la limaille de
NOÎIONS PRÉI,IMINAIRES 2t9cuivre, mélangés en proportion convenabler orr obtient un com-posé dont les propriétés ne rappellent en rien celles des élé-ments qui lui ont donné naissance : ctest un corps nouveau, lesulfure de cuivre. Il est impossible, même avec Iès microscopesles plus puissants, d'y distinguer le soufre du cuivre._-
on appelle aussi combina'i.son, la réaction qui stopère entredivers éléments, au moment où ils se combinent.
7. Combinaisons endothermiqueg gt erothermiques. - On dis-tingue deux sortes de comblnaisoÀs, suivant qu'elles-s'elfectuent avecdëgagement ou avec abwrption de chaleur.
Les combinaisons ExorHERMreuEs sont celles qui s'opèrent avecdégagement de chaleur et quelquefois de lumière. Tèiles sont les com-binaisons de I'hydrogène avec I'oxygène ou avec le chlore.
Les combinaisons Dr{DorHEr.uIeuEs sont celles qui s'o1Érent avecabsorptimt ùe chaleur. Telle est la combinaison de I'iode i"ec I'azote.Les corps ainsi obtenus se décomposent généralement ayee dégagementde chaleur I c'est pourquoi on leur donné le nom de conps Expr.osrFs.
8. tois des combinaisons. - TouÉas los Eornbinaisons sont so[-Tit-t: à quatre lois générales , très importantes r gus nous allonsétudier successivement.
A, - r,oi dos poids. - Le poids d'un composé, æt égat ù la, sommedes poi,ds des cornposcr,nts. ( Lavoisier.)
Exemple : {.6 gr. d'orygène se comhinent evec z gr. d'hydrogènepour former 1.8 gr. d'eau.
B. - Loi des proportions définies.- Dûnstuttcorps cùTrùposérl,espogs d,es composants sont d,aræ un rûpport inus,riabîe. (prôust.i
Exemple_:_Le goufre et le fer se combinent toujours àans la pro-portion de 32 du prernier pour 56 du second, c'est-à-dire dans Ie rapport
It.+. Si I'un des corps en présence se trouve en ercès, cet ercèrI
n'entre pas en cornbinaison.
C. - Loi des proportions muttiplct. - Lorsquedeuæ corps srunis-sent en diuerses proportions , pour iortner. des com,poses aryArents,!?s diaers poids. de l,'un qut se carnbbvnt aaec un- mÊme poid,s d,eïautre sont touiours entre eut aarrs d,es rapports simples. lDalton.)_ ^Ainsi, f1 ry*ties de chlore r €r poitis , se cornbinent séparément avec1-6, 48 , 6& , 80,_ {12 parties d'oxygene , pour former 5 ôomposés dis-tincts I ce qui donne les rapports simplés :
16 1{6r,{8t76tæ-:E' -W:7, ff*F' nTT:1,ffolécule. - Atome. - D;apres oes considérations fondéos
sur les lois de Proust et de Dqiton r otr adm'et que la matièren'est pas divisible à I'infini, mais qutelle se compose de molé-cuÏ,es et dtoto mes.
gaa NOTTONS SUR tES SCIENCËS PHISIQUÈS Er NAIURÉLIJS
lo On appelte MoLÉcuLE d'un corps sômple a% _carnpot!: laplus petite-particule d,e ce eorps qui pukse eæister ù' l'état l;ibre-
e.inrf, une molécule d'eau est la ptus petite particule isolée quipossède encore les propriétés de I'eau; uqe molécule d'oxygè.ne
àst la plus petite paiticule isolée qui possède encore les proprié-tés de I'oxygène, etc.
Chaque- irolécule d'un composé est formée par des atomes
de ses divers éléments. Ainsi, une molécule d'eau contient des
atomes cl'oxygène et d'hydrtgène-On appelld lrrrnrrÉ, la-forcé qui unit entre elles les molécules
de plusiéurs corps simples, pour former la molécule d'un corps
composé.2i On uppetteÀroMn d'un covps simple, la plus peti,te pa'rticule
ile ce corps qui puisse entrer en combint,ison.On admet quA chaque molécule d'hydrogène contient deux
atomes d'hydrôgène; qlre chaque molécule de phosphgre contientquatre atomes de phoiphore; que chaque molécule de vapeur de
mercure n'en contient qu'un I qutune molécule de gaz chlory-drique contient un atomô d.e chlore et un atome d'hydrogène ;
qu'ùne molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène et unatome dtoxygène.
Ordinairéùent ces atomes n'existent pas isolés à l'état libre;mais, dans les réactions chimiques, ils peuvent se_séparer les
uns des autres pour entrer individuellement en combinaison.
D. - Lois des volumos ou lois de Gay-Lussac. - {o Les aolurnes
d,e d,euæ gez qui se cornbinent, ëualués dans les mêmes condr,tr'ons
de tempéiature et d,e pression, sont touioUrs .en f1,pport s-i,mpl'e'
Zo Là aal;ume d:u, earnposë est em rcr,pports si'rnples sfiee l,es aolurneE
des camposs,ntr,Exemple : t vol. d'hydrogène et {' vol, de chlore
gaz chlorhydrique.- {. vol. d'ôxygêne et 2 vol. d'hydrogène donnent
donnent 2 vol. de
2 vol. de vapeur
d'eau.{. vol. d'azote et 3 vol. d'hydrogène donnent 2 vol. d'ammoniaque.
RsN{aneuES. - lo Lorsque deux gaz se combinent à volumes égaux'
il n'y a généralement pas de contraction.nù coltraire , quand deux gaz se combinent à volumes inégaux r il
y a toujours contraction. Cette contraction est ae $ si les volumes
composants sont dans le rappo r, +, et de lO "
le rapport est $.2o Ces lois ont suggéré l'hypothèse suivante , {ui sert de base à la
ddtermination des pords rnoléculo"r,res.
9. Eypothèso d'Avogadro et d'AmpÔre, * I)es uolumes égauæ d'c
NOTIONS PRÉLIMINAIRES 22',
différents go,z ou aupeurs, pm,s dans l,es mêmes condi,tions de tern-pérature et de pressi,on, conttennent un même nombre de molëcules.
En d'autres termes : Lcs rnolécules de tous lcs gaz occupent le rnêrneuolume,
{0. Poids moléculaires. - On appelle porDs MoLÉcuLArnDS descorps, les poids relatifs d,e leurs molécuhs, ctest-à-dire desnombres proportionnels au poids de ces molécules.
Les poid's moléculai,res de deuæ corps sont proportionnels au,ædensités de lcurs oo,peurs. En effet, puisqu'un litre du premiergaz eL un litre du second contiennent le même nombre de mole-cules (9 ) , si le premier litre pèse 2, 3, 4 fois plus que le se-cond, il s'ensuit que chaque molécule du premier corps pèse2,, 3, 4 fois plus que chaque molécule du second. Si I'on désignepar P,Pt les poids moléculaires de deux corps et par D,Df lesdensités de leurs vapeurs, on a donc, d'une manière générale ,
D'après cela, il suffit de connaître le poids moléculaire d'un seulcorps gazeux, pour pouvoir en déduire le poids moléculaire de toutautre corps dont la densité de vapeur est connue,
On convient d'attribuer à I'hydrogène un poids moléculaire égal à 2.Si I'on désigne par Dt la densité de I'hydrogène ( par rapport à
l'air), la formule (1) devient, car nous admettons P,:2:({) +=#r d'où P:2.+ P)
Or le quotient fr est la densité de la vapeur considérée, par râp-
port à I'hydrogène. En désignant cette densité relative par d, on aura
P:2d, (3)
Donc , le poids molécwlai,re d'un corps quelconçpe est égal audouble de so densité de DCLpeur rapportée ù I'hydrogène.
Si I'on rapporte la densité à I'air, qui est l4r4 fois plus lourdque I'hydrogène r on obtient une densité D qui est l4r4 fois pluspetite que d. Ainsi d,-14r4 D. Et la formule (3) devient
P : 2><1414 D :28,8 D.
llll. - Quand une substance ne peut pas être obtenue à l'état devapeur, on détermine son poids moléculaire par des méthodes fon-dées sur le point de congélation ou d'ébullition des dissolutions decette substance.
t9. Poids atomiques. - Qp appelle porDs AroMreuns des corpydmples, les poids relatifs de leurs atomes.
Le poids atomique d'un corps simple est égal ut, plus petit8n
PDF7:F. ({)
hnz NorroNs suR LEs scrpNcns pnrsleups ET NaruRErLEs
poids rela,tif de ee. eorps qui entre dans res dioerses combi-na'i,sons.
Pour trouver le poids atomique du chlore, pâr exemple, ondétermine les poids moléculaires de tous les composés du chlore,et le poids relatif de chlore contenu dans chacun d'eux. Ontrouve, pil eremple :
$i:iiffi'.1'-Il;'J,lli'' n#'o'u
Chlorure de sodium, 58,5, etc.
Les poids de cirlore contenus dans ces composés sont respee-tivement : {06,5; 5l I 35,5.
Àucune combinaison du chlore ne renferme un poids relatifde chlore inférieur à 35,5. Donc, le poids atomique du chloreest 35,5.
{.3. - On peut calculer le poids atomique d'un corps au moyen. de la loi empirique suivante, dite Lor DEs cHaLEURS spÉcmleurs : .teproduit pc du poids wtomtque d'um eorps pûr sd chalanr spéeifiIwê test senseblement égal ù 6,&,
On a donc pe :ti,&; d'où : P - -6'*c
14. Cristallisation. E Les corps solides qui affectent desf'ormes géométriques sont dits cRlsrÀLl,lsÉs; ceux qui ne pr€-sentent pas de forme régulière sont dits AMoRPHEs.
Il eriste divers modes de production des cristaur :
lo par voie sèche
to par voie humide
par fusion,par sublimation.par dissolution à chaud,
tr à froid.Les formes cristallines se ramènent à 6 types fondamentaux :
le cusn, le pRrsME DRorr A BASE cennÉu , le pRrsME DRorr À BAsEREcTaNGLE, le pnlsnnE DRoIT HExAGoNAL, le pntsun oBLIeuE À BAsERECTANGIN, Et IE PNTSUE OBLIQUE À BÀSE PENru.LÉLOGRAMME.
On appelle substance DIMoRpHr, toute substance qui cristalliseen deux systèmes différents, comme le soufre ; et substancesIsoMoRpHEs, les diverses substances qui cristallisent dans unmême système, les aluns, pâf, exemple.
QursmoNNÀrRE. - Qu'est-ce que' la ohimie ? - Qu'est-ce qui earactérise lanature chimique d'un corps ? - Qu'appelle-t-on phénomène chimique ? - Quellessont les divisions de la chimie? Qu'est-ce qu'un cor?s sirnple? - Déffniseez I'ana-lyse et la syuthèso chimiques. - Qu'est-ce qu'une cornbinaison? - Quetle diffé-rence y a-t-il entro une combinaison et un nnélange ? - Comtncnt itrioise-t-onlr,s cornbimaisotts aw paint il,e owe il,es éehartges il,e chatowr? - Énomee" la l,oidcs poid's at cltcs u/n eæemplo, - la l,ol des proportlons défi,ntat t * b loi itct
NOTIONS PRÉLIMINÀIREÊ 223
propartions tnultiptes.; lu'est-ce qu'une molécule? - un atome ? - Énor7'caz
les t,i,s d,es ttolurnes, d,e Gay'Lwssia' - Éno"'cez I'hypoth'èsa d"Alsogailro' -eu,appelle-t-on poids moléculai* d'un corps ? - A quoi-e9l :Sut le poids molé-
culaire a'or, "orf,J
p"r-rupport à sa densité de vapu"ii ; Qu'est-ce que Ie poids
atomique d'un corp. ? : Com**nt le détermine-i-on ? Enoncez la loi d'os cha'
l,ewrs sytécifiques, - comrnent pewt'.el,Ie--sert)ir à d'ëterminer les poids ata-
rniques? - eu'appette-t-ol *lôu "tistatlisé? - corps amorphe? - substance
dimorphe ? substanc.u i*oÀïùtt*ui : Quels sônt les divers modes de
formation dee cristaux? - Énumérez les divers systèmes cristallins'
II. Nomenclature chimique et notation atomi(lue'
f5. Nomenclaturo et notatioll. - .ta xouENcLAruFtE' chimique
est l,entt*iii d,es règles acloptées pov'(,r nornrner les corps'
.Lo NotATIoN est l'ensernble-d',r, r:ègtes aùoptées pour les reprë-
senterrà I'aide de symboles qui abrègent le langage et simplifient
I'écriture.La notation actuelle est dite atomiclue , parce qu-e le symbole
de chaque corps simple représente en mêmt) temps le poids ato-
mique de ce corpsLes premiers principes de la nomenclature, parlée ou écrite'
ont été publiés par Guyton de h{orveau et Lavoisier en {.787.
CORP S SINfiPI,E$
16. I{omenclature et notation des corps simples Les
corps simples -pÀriunt
des no** particulierJ qui ne sont soumis
à aucune règle. . .!1--Le svn"o"i de chaque corps simpre est constitué par.la lettre
initiale de son nom ( actuel ô* unrien ), suivie au besoin d'une
seconde lettre *pr"ntée au même mot, d.ans'le cas où plusieurs
noms commencent par la même lettre'Ex. : OnViAnr, b; hyd'rogèner- H ; potassium (k-alium) ' I;
sod,ium (natron), Na; iorUine,'9; calcium, -Ca1
chrom'., -9ttargent,Ag ; antimoine (sLibium), Sn ; rnercure (hydrargiron)' Hg;
étain (stannum), Sn; etc'chaque symbole représente en même temps .um atome et le
poids àtomique de l'élément'
l7 . tlassement des corps simples Les corps simples. se
divisent d'abord en deux grandes catég-oriep : Ies uÉre'rloÏoss
et les nafueux; puis chacuie de ces catZgories se subdivise en
diverses cfassét, d'uprès la vÀLENcE des atomgs (20) '- ..
voici res caractères distinctifs des mébaltoides et des métaux'tle Les métalloiil,eç rô"t généralemeRt dénués de l'éclat
224 NorroNs suR r.Es scrnNcus puTsrouns ET NÀTURErrEs
r.rétallique; ils conduisent mal la chaleur et l'électricité. Lesmétauæ, âu contraile, possèdent l'éclat métalligue et conduisentbien la chaleur et l'électricité. i-
Cette distinction n'a rien d'absolu I certains auteurs considèrerttI'hydrogène comme un métal l d'autres rangent le bismuth I I'anti-moine parmi les métalloldes.
lo Les métalloid,es, combinés avec I'oxygène, forment desanhydrides et des oxydes NEUTREs, tandis qu'en général lesmétauæ forment des oxydes BAsreuES (28).
lB. Classement des métalloides d'après leur valenc€r. - onappelle vaLENcE d'un mëtalloid,e, le nombre d'atomes d,'hyd,ra.gène qui peuaent se combiner qA)ec %n atome de ce métalloid,e.
Un métalloïde est dit MoNovaLENr, BrvaLENr , TRrvÀLENr ouQUADRTVaLENT, Suivant que son atome se combine avec !, , 2, 3ou 4 atomes d'hydrogène.
Lthydrogène lui-même est considéré comme monovalent.On divise les métalloïdes en quatre classes, suivant leur
valence, mais en réservant à I'hydrogène une place à part. Letableau suivant indigue aussi Ie poids atomigue de chaquemétallolde.
Cette classification a en outre I'avantage de grouper ensemble lescorps qui ont des propriétés chimiques analogues,
Divlsion des métalloldee en & clagses.
nypnocÈNu : H: I
uÉtalr..UONOVALENTg
uÉt.tl,t.BIVALENTS
MÉTÀLL.TRIVÀLENTS
METALL.rÉrn.e.ve.LENTs
Carbone,Silicium,
r,lore,
,
f':19Cl:35,5Br:80l:127
OxygtNne, O -16Soufre , S:32Sélénium, Se-79Tellure, Te :125
Azote , An-L4Phosphore, P:31Arsenic , As:75Antimoine, Sb :120
B:L{.
19. Valence des métaux. - On détermine la valence desmétaux par rapport au chlore, lequel est monovalent relative-ment à I'hydrogène.
Ainsi , Ia vaLENcE d,'un métal est le nombre des atomes dEchlore qui peuuent se cornbiner o,aec un atqme de ce métaL
NOîIONS PRÉLIMINÀIRES M6
Voici la valence, le symbole et le poids atomique des princi-paux métaux :
MoNov^*æ,Nrs t ""îtffiffi ,i;3io|:fls;ili,:"it:
Lithium, Li = 7'
Brv.*.r.rnrs I $ilitr'nT5fli ?iil%1;Jlï$i"Jj'ffi jâfr i;i;I fu-56.
Tnrv.lr,mtts : Or, Au : L97.
QulonrvÀLENTs : Étain, Sn : 118; Platlno, Pt : 195; Palladium, Pa- 106.
psNrA.vAr.ENrs t ii#ïïJ: ;#'t; Niobium ' Nb .- e4'
Hnxlvs.E*rs { Molybdènea Mo : 96; Ttrngstène ' fit : :184.
' t Osmium, Os : {90.
Contrairement à ce gui a lieu pour les métalloides, cette classiffca-tion a I'ineonvénient de rapprocher des métaux dont les propriétéssont très dissemblables.
c0RPs coMPosÉs
90. NomenClature et notatiolt. - Le nom dtun composé se
forme au moyen des noms des corps composants , suivant des
regles que nous allons faire connaître.La notation ou FoRMULE d'un composé s'obtient en écrivant
les uns à la suite des autres les symboles de tous les composants,et en affectant chaque symbole d'un exposant qui indique le
nombre dtatomes de cet élément qui entre dans la molécule ducompo$é (l'exposant {. est sous-entendu }.
La formule d'un composé représente à la fois une molécule de ce
corps et le poids moléculaire de ce composé. Ce poids moléculairen'est autre que la somme des poids atomiques de tous les compo-sants.
91. Classement des corps composés. - Les corps composésse claSsent de diverses manières, suivant le point de vue auquelon se place :
fo D'après le nombre d,e leurs éléments simples. Ils sona
BINAIRES, TERNAIRES OU QUATERNAIRES.
2, D'après l,eurs fonctioms chù'miqu,es t ctest-à-dire dtaprèsI'ensemble de leurs propriétés. A ce point de vue, les troisgroupes les plus importants sont les AcIDES, les BAsES et les sELs.
Voici les caractères d;istinctifs des bases et des acides :
( ont une s6ru eur a,cgrelette, analogue à celle du vinaigreLes acid es I rou,gissent la teinture bleue de tournesol ,
( n'ont p*s dla,ction sur la phtaléine du phénol.( ont une saveur caractéristique dite saveur alnallne,
Iæs bases l rq,rnè,nent au bl,eu la teinture rougie de tOurnesol,lrw,gissent la phtaléine du phénol.
226 NoTroNs suR LEs scrENcES puysreups ET NATURELLEs
3: .?'?près le mode de d,ériuation suivant lequel les composésse déduisent les uns des autres.
Nous verrons, pâr exemple, quten se combinant avec lreaules a'nhydrides forment des oæacid,es et que les aæyd,es formentdes hydrates.
Nous verrons aussi qu'en échangeant leur hydrogène contreun mét'al, les oæacid,es donnent des sels aæygënës , et, que leshydracides donnent des sels haloid,es.
29. Composés binaires non oxygénés. - Les composés binairesnon oxygénés sont de trois sortes ;
A. -.LEs HvDRACTDES. - on ûppe'{,te ltydraci.rle, tout acide quirésulte de la combinaison de l'hydragène cwec un q,utre coipssimple, qui est généralement un métaltoïde.
Son nom se forme du mot acide suivi du nom du corps simpleet de la terminaison HyDRrQuE.
Sa formule commence par le symbole de I'hydrogène.Acide chlorhydrique, HCIAcide sulfhydri{ûê r HzS
B. - CouposÉs EN uRE. On appelle ainsi, dtaprès leurdésinence, tous les composés binaires non oxygénés qui ne sontpas acides et qui contiennent au moins un métalloïde.
Leur nom commence par l'élément électro-négatif* avec laterminaison uRE, et se complète par le nom de I'autre élément.Leur formule r âu contraire, commence par le symbole du corpsélectro - positif.Ex:
Ëii*iiiili3,i::iu*, *ËiCarbure de calcium, CaCt
Quand les deux éléments se combinent en plusieurs propor-tions r orl se sert des préfixes pRoro ou MoNo , sEseur , BI r ' TRI. ., ,
pour indiquer l'exposant | , + , 2 ,3. .. du corps électro - négatif.
Monosalfure de potassium, KzS-Bisulfure de potassium, KzSr?rfsulfure de potassium, K2SBTétrasulfure de potassium, K2S4Pentasulfure ds potassium, KISB
' Dans l'électrolyse d,'un composé (Phytô.qwê, t'300), l'élément qui se porto àl'électroda positi,ua est dit ÉrncrRo-nÉce.trr; l'éIément qui se rend à l'élec-trode négatiue est dit Ér.uctno-posrrrF
Par exemple , dans l'électrolyse de I'eau, I'hydrogène est électro-positif, I'oxy-gène est électro-négatif.
L'oe:ygène est le plus éI,ectra-négatàf de tows les corps,Tows los métall,oides son, élcctro-mëgatifs par ro,pport auæ wtéûau&,
NotIoNs pnûrruINÀIREË 2W
C. - Ar,l,rlcns. - On app elle altiage la combinaison de plu-sieurs métaux.
Ex.: Alliage de cuivre et d'étain (laiton).Alliage de euivre, do zinc et de nickel (maillechort).
Les alliages qui contiennent du mercure prennent le nomd'amalgarnes :
Ex. : Amalgame de pctassium, amalgame d'or...
93. Composés binaires oxygénés. - Les composés binairesoxygénés forment deux groupes: les anhydrides et les oxydes.
A, - [çsyDRIDEs . F On a,ppelle anhgdrides, les composés
binaires oæygénés qui se eambinent auec l'eau, pouf former des
ucides.En général , dans les anhydrides, I'oxygène est combiné avec
un métalloïde.Trois cas peuvent se présenter :
{o Si le 'métaltoîde ne forme qu'un seul anhydride, le nomde celui-ci se compose du mot anhydride suivi du nom dumétalloide et de la terminaison reuu. La formule commencepar le syrnbole du métalloïde et se termine par celui de I'oly-gène.
Ex. : Anhydride carboniqtle, CO,
2o Sù te rnétalloi,de forrne deuæ anhydrid,esr le moins oxygénése termine en Etix, Itautre en IeuE.Ex': triitr'i::Tiffï.iJ, 33:
3o Si le métatloide forme plus de deuæ anhydridesr otr dis-tingue le moins oxygéné par le préfixe H,YPo, et le plus oxygénépar le préfire HYPER ou PER.
Ex. : Ànhydride hlryochloreux, Cl2OÀnhydride azoteuxr Az2O3Ànhydride azotique, Az2Ob
. Anhydride perazotique, ÀzOB
B, Oxyons. E On appelle oæydes, les composés binairesanygénés qui n'engend,rent, pas d'acid,,es en 8e coYnbinant ql)ec
l'ea,u,.
En général, si ctest un métal, qui se combine avec ltoxygène,on obtient un oxyde BÀsreuu ; si c'est un métalloïde, on obtientun oxyDu NEUTRE (c'est-à-dire qui n'est ni un acide ni unebase ).
Trois cas peuvent se présenter :lo Si l'él,ement considéré ne forme qu'un seul oæyde, le nom
228 NorroNs suR LES scrgNcus pnysrouns ET NATURELLES
de celui-ci se compose du mot oæyd,e suivi du nonn de l'élément *.La formule commence par le symbole de cet élément et se
termine par celui de I'oxygène.Oxyde de carbone, COOxyde de zinc , ZnO
2o ,Si l'éIément forrne deuæ oæydes, or fait suivre Ie nom deltélément, de la terminaison EUx pour Ie moins oxygéné, et dela terminaison reuu pour le plus oxygéné.
Oxyde stanneux, SnOOxyde stannique r SnO2
3o Si l'élément donne plus de deu,æ oæyd,es, on fait précéderle mot oxyde des préfixes pRoro, snseur, Br, rRr..., Qûi indiquent
ales exposants de I'oxygène I , i r2, 3...
Ex. : Frotoxyde de manganèse, MnO
Sesquioxyde de manganèse , MnO $ : MnrosBioxyde de manganèse r MnO2Trioxyde de manganèse r MnOB
94. Composés ternaires oxygénés. - lsg composés ternairesforment trois groupes principaux : les oxAcrDus, les HvDRATBs etles srls oxycÉnÉs.
A.,- Oxecrnns. - On appel.le oxÀcrDEsrles acides qui résultentde la eombinaison des anhydrides a,aec l'eq,Le .
Ex. : L'anhydride sulfurique SO3, combiné avec I'eau, H2O, donne I'acide sul-furique, SO4H2.
Le nom dtun oxacide se compose du mot aci,d,e suivi du nomde I'anhydride qui lui donne naissance. (L'hydrogène n'est pasmentionné. )
La formule de I'oxacide commence par celle de I'anhydridemodifiée, et se termine par le symbole de I'hydrogène xx.
Acide carbonique, COaH2
f Acide sulfureuxr SOBHz( Acide sulfurique, SO4H2( Acide hypochloreux, CIOH
) ^A,ciAe chloreux, CIO2H
) Acide chlorique, 'CIO8H
I Acide perchloriquê, CIOaH
t Certains oxydes conservent encore leurs anciens noms :
L'eau (oxyde d'hydrogène ).La chaux ( oxyde de calcium ).
La potasse (oxyde de potassium).La soude (oxyde de sodium).
La magnésie ioxide de magnésium).L'alumine (oxyde d'aluminium).La baryte (oxyde de baryum).
* Cependant on écrit aussi H2SO4, par exemple.
NOîIONS PRÉLIMINÀIRES T)9
B. - Hynn^a.tss. Les hyilrates sont des bases oæygénées
quirésultent d,e la combinaisoln d,es ouyiles métauiques &aec l'ea,rt,.
Ex. : L'oxyde de cuivre CuO , avec I'eau t H29-t
donne t'nyarate de cuiwe, CuôsHr ou Cu (OH )2
ontespgmmoparcemothyilratesuividunomdumétal.Leur formule commence pàr celle de I'oxyde modifiéer et se
termine par le symbole de I'hydrogène'Hydrate de zinc t ZnO2Hz
Hydrate de K ou Potasse, IOHHydrate de Na ou soude, NaOHffydrate de Ca ou chaux '
C'a(OH)2
c. SsLs oxycÉxÉs. on appelle sEL le rësultat de lnsubstitution d,'un mëtal ù, t'hyd,rogène d'un acid,ex.
On distingue deux espèces de Jels oxyg-énés : ltt sels acides
et les sels neutres . fhn sEL AcrDn prot:i.en1â'un acide d,anslequel
in" partie seulement d,e l'hyilrogène a étë remplacée par.unmëtal. On I'appetle sel acid,, iarcè qu'il p-elt encore se combiner
avec une base. [Jn sEL *rur*ï prooirnt d,'un acide dans lequel
t;out l'hydrogène est remplacé if, wn rnétal' Le nom de neutre
lui vient de Ëe qu'il est Juo* *ôtion sgr la teinture de tournesol
et sur la phtaléine du Phénol.pour obtenir te nom du sel au moyen du nom de I'acide cor-
respondant, on change EUx en IrE r IQUE en Arri r otr ajoute le
mot acid,eou le mot meutre, at I'on termine parle nom du métal'
Pour passer de la formute de I'acide à la formule d'un sel
nrid,r, oà d,iminue I'exposant de H, et I'on ajoute le symbole du
métal substitué.Ex' :
donne re surfate "t
âîi"" îifiJ:ffiî 33iiï ou so4HK.
Pour passer de la formule de I'acide à la formule d'un sel
neutrer oD remplace simplement le symbole de I'hydrogène par
celui du métal.L'aeide sulfuriEre, SO4H2Ex' :
donne le sulfate neutre de potassium, so4K2 *
* Les atomes de métat substitués doivent représenter la même valence que les
atomes d'hydrogène Er'ils remplacent'** Si le nombre des atomes reÀpfaçalles n'est pas sufftsant dans la formule de
I'acide, on double ou I'on tripte au besoin cette formule'
Un métal monovalent, K, se substitue à H dans AzOgH, ce qui donne I'azo'
tate de Potassium, AzO3K.Un métal bivalent, Ca, se
tate de calcium, (AzO312Ca.
Un. métal trivalent, Bi, remPlace
de bismuth (AzO3)38i.
snbstitue à H2 dans Z(AzO3H), ce qui donne l'azo'
H3 dans 3(ÀzOaH)r ce Eri donne I'azotatê
$0 NofroNs sun tËs scrûNcgs pHysreugs [t NAr,uRErLEs
on remarquera que les acides qui ne contiennent qu'unatome de H ne peuyent donner que des sels neutres.
Ex. : L'acide azotique, AzOsHne peut donner avec K que AzOBK
Les acides qui contiennent deux atomes de H donnent deuxgenres de sels r un sel neutre et un sel acide.
Ex. : L'acide s'lturique s04H! donne :S.ffi, :ïlff: i:,*:rirî.
Enfin les acides qui contiennent B atomes de H peuvent don-ner trois genres de sels.Ex': L'acide phosphorigue po4ge peut donner troir espèces de sels: deuxsels acides et un sel neutrà:
lg1Hrrya, phosphate monobasique de NaSOaHNa!, phosphate bibasigue de NaPO&Nalr phosphate tribasique de Na.
95. Des acides_ en _général. - D'une manière générale, unacide est le rësultat de ra combinaisan d,e l,hyd,roian" aae'c unrad,i,cal électro - négatif * .
Il y a deux sortes d'acides : Ies oxACrDEs, ou acid,es oxygénés,et les HyDRAcrDEsr ou acides {}i ne contiennent point, o'ox}gone.
Dans les hydracides, le radical électro-negaiif est on Eorptsimple (24).
Etr. : Acide chlorhydrique, HCI
Dans les oxacides, Ie radical est généralement formé d'unmétalloïde combiné avec I'oxygène.
Ex. : Acide azotigue, AzOBH
AroutclTÉ. _- On appelle AroMrcrrÉ otult ÀcrDE , le nombre desatomes d,' hy d,rogène qu,il, renferme.
BesrcrrÉ. : on appette sesrcrrÉ DruN AcrDE , le nombre d,esatomes dihydrogène remplaçabres par un métal ( I'hydrogèneremplaçable eet dit hydrogène basique ).
Los acide" i:#i#:##,rzss
gont Hîï:îffi3ï",( triatomiqwes ( T.RIBAsIeuEs.
Ex.: L'aclde azotique, AzOSIf est uoNoaroMreuE;I,'acide sulfurique, SOaH2 est oreroMreur;L'acide phosphorique, pOiHs est rnr^e.roMreuE.
. *-9o appelle RADrcaLr urt atorn_e (radical simple) ou un groupe d,atome$(radical composé) qui se comporte dans les réactioàs éomme un élément.Les radicaux composés ne peuvent pas toujours être isolés; ils n,existent alorsqu'en combinaison,
NOTIONS PRÉTIMINAIRES 231
96. Des sels en général. - Il y a deur espèces de sels : les
sELS oxyoÉNÉs, acidés ou neutres, {ui dérivent des oxÀcIDEs t et
les spls neloinps, qui dérivent des I{YDRÀcIDEs.
Les sels peuvent presque toujours être regardés . comme venant de
la combinaison d'un acide et d'une base, avec élimination d'eau.
Ainsi une molécule de potasse, KOH i se co*bine avec une molé-
cule d'acide azotique, ÀzOaH , et donne AzOgK r avec éliminationd'une molécule d'eau H2O.
Le mode de dérivation est le même dans tous les cas. Ainsi,les sels haloid,es proaiennent des hydracides dans lesquels
l'hydrogène est rerùplacé per un métal-Ôn 1fs nsmme ef on lôs écrit de la même manière que les
autres composés en uRE (22. - B.).La formuie du sel se déduit de la formule de I'acide, en rolll-
pl.açant le symbole de I'hydrogène par celui du métal.L'acide chlorhYdrlque, Hd
donne le chlorure de potassium, KCl.L'acide chlorique '
CIOBHdonne le chlorate de potassium ' CIO0K
2l , Équations chimiques. é Une ËQulrtox CHIMIQUE est une
identr,té ànt e d,euæ sommes d,e potds rnoléculaires : Dans le prmtiermembre fi,gurent d,es corps réagi,ssant les uns sttr les autres, et dansle second', les produits de la réaction.
Chaque fornrule représente à la fois la molécule du corps et son
poids moléculaire, puisque le poids moléculaire d'un, composé est
égal à la somme d.es poids atomiques des composants,Dans une équation chimique, tous les atomes contenus dans le
premier membre doivent se retrouver dans Ie second.Exemple : La réaction de I'acide sulfurique sur le zinc est repré'
sentée par l'équation suivante :
*u"F,Tf:n. * ff. : *,f3ou1ï".+ or#i"r.Pour traduire cette identité en nombre, il suffit de remplacer
chaque symbole par le poids atomique qu'elle rep_résente, et d'effec-tuer au bâsoin lei additions partielles qui donnent les poids atomiquerde chaque composé. On trouve :
98+65-r6L+2C'est-à-dire que 98 gr. d'acide sulfurique, en se combinant avec
65 gr. de zinc, donnent 161 gr. de sulfate de zincet 2 gr. d'hydrngène.Ces nombres 98 gr. de SOIH
761 gr. de SOrZn2gr.deH
sont fréquemment appelés une molécule - gramme.Les éqïations chimiques perrnettent de résoudre facilement les pro-
blèmes de chimie.
232 NorroNs suR LEs scruNcns pnysreuns DT NATURELTES
Problème. - Dd,ns la, réacti,on d,e ltacid,e sutfurique sur lc zinc,qugl uolume d,'hy.d,rogène obti,end,,ra-t-om cruec iso gi,. d,e zi,nc?- D'après l'équation précéde.nte, 65 gr. de zine fourriissent 2 gq. d'hy-$tggsl. ; un grammè de zinc en àonne 6b fois moins, rt"àôo i",,390 fois plusI c'est-à-dire
2x390Ë:I2 gr. d'hydrogène.
or { Iitre d'hydrogène. pèse 0 gr. 0gg; soit 0 gr. 0g.Donc, {2 grammeJ d'hyàrogènJreprésentent :
,ft : tBB titres # u. saz.
QunstroNNAIRE. Qu'est-ce que la nomenclature chimrqu@ i - la notation ato-miçre? - Que Eavez-vons de Ë nomenclature parlée et éôrite des corps simples?- Quels sont les caractères distinctifs des métalloides et des métauif - ôom-ment classe't-on les métatloïdes? - Qu'appelle-t-on valenced'unmétalloide?.-d'un métal? - Citez les principaux métall,oides de chaque classe. - eue savez-vous de la formule d'un compôsé? De combien de mæiiOres peut-on classer lescomposés?- Quels sont les caractères distinctifs des acides ôt des bases?
Pour chacune des espèces de corps énumérées ci-après, répondre aux quatrequestionssuivantes: {.'Quelle est la nature de ces corps? -i. Commentfôrme-t-on Ie nom de ces corps? - 3'Comment écrit-on la formule do ces corps? -It' Citez des exemples.
Hydracid€s. - composés on ure. - sels haloides. - Alliages.Anhydridos. - Oxacides. - Sels oxygénés.Oxydes. - Hydrates.pu'appqlle-t-on corpn électro-positif ? - corps électro - négatif ? - Qu'est-cequ'In acide? - Qu'appelle-t-on râdical? - combien y a-t-il à'espèces d',acides?
- Qu'appelle-t-on atomicité d'un acide ? - basicité d'un acide ?- Qu'appelle-t-onsels, d'une manière générale? - Citez les deux espèces de sels. Qite savet-vous des équations chimiques ?
:
./i \.
PREMIERE PARTIE
ttOIDES
CHAPITRE I
H YDROGÈUN : E: I
98. Eistorique et état naturel. - L'hyilrotgène fut découvertau xvuo siècle, et étudié par Cavendish.
Il entre , avec le carbone et I'oxygène, dans la constitution de
presque tous les composés organiques. Lteau en contient le neu-vième de son poids.
99. Propriétés physiques. L'hydrogène est un gaz inco-lore, sans odeur et sans saveur quand il est pur. Ctest leplus léger de tous les corps I sa densité est 14 fois '1, moindreque celle de I'air, c'est-à-dire 0,0693. Il est peu soluble tlans
Fig. 1..
Transvasement de I'hydrogène. Dilhrsibilité de I'hydrogène.
['eau. Il se liquéfie à très haute pression , vers - 234o. Son
extrême légèreté permet de le faire passer d'une éprouvettedans une autre, comme I'indique la figure l. Il traverse avec laplus grande facilité les corps poreux; une feuille de papier tendueiur ltorilice d'un flacon plein d'hydrogène ne I'empêche pas de
s'échapper : on peut enflammer le gaz qui traverse les pores ùrpapier (fig. 2).
METÀ
]Fig. 2.
234 NorroNs sun LEs scIENcEs pnysrQuns ET NAruRËLLEs
Si I'on entoure Ia flamme de I'hydrogène d'un tube vertical,la colonne d'air se met à vibrer et rendïn roo frrfois intense.On donne à cette expérience le nom d'harmônica eii*;;",(fig.3).
^ 39. Propriétés .-ulpiquet: - . _L'hydrogène est un gaz irres_phable, mais non délétère. Il brûle auec une flamme pâle et très
Fig. 3.
Harmonice chimigue.Fig. 4.
Combustion de I'hydrogène.
chaude ( fig. 4) en se combinant avec I'oxygène de I'air pourformer de I'eau ( fig. 5 ),
2H + O =HtOhyilrogàne orygènr clu
mais il ntentretient pas la combustion.si on le fait_passer à travers un carbure liquide, tel que le
pétrole ou la benzine r sâ flamme devient très éclairantË, parsuite de I'introduction dans la flamme de particules de charËo'portées à ltincandescence.
un mélange de deux volumes d'hydrogène et d'un volume$'oxygène -détone violemment à I'approchl d'une flamme, ôulgttq,l'on fait éclater l'étincelle éleciiique au sein du mél.ngu;il se forme de la vapeur dteau.
La combustion de I'hydrogène est accompagnée d.'un clégage-ment de chaleur considérable utilisé dans I'emploi du enalu-mea,u à gaz oxydrique (fig. 6). Le chalumeau se compose cle
HrDRocÈur 335
deur tubes concentriques effilés ; I'oxygène arrive par le tubeeentral et I'hydrogène par I'espace annulaire compris entre les
deur tubes, de sorte que les deux gaz ne se mélangent qutausortir des deur tubes.
En dirigeant le dard de la flamme du chalumeau sur un lrlor-ceau de chaur vive ou de magnésie, celui-ci devient incandes-cent et donne une lumière très éclatante (lumière de Drum-mond). !
Fig. 5. Fig. 6. - Chalumeau à gaz oxhydrique.Vapeur d'eau produitc OrH, robinets laissant arriver les gaz
par la combustion orygène et hydrogène;do I'hydrogène dnng I'air. A, région où s'effectue la combinaison.
La propriété caractéristique de I'hydrogène est son affinitépour I'oxygène. Il décompose beaucoup d'oxydes métalliques endonnant de I'eau et en laissant le métal pur. C'est ainsi qu'ildécompose I'oxyde de cuivre CuO :
CUO + 2H -H2O*Cuorryilo dc ouivre hydrogènc stu ouivrc
Il suffit de chauffer dans un tube I'oxyde sur lequel passe uncourant d'hydrogène, pour voir I'oxyde qui est noir se trans-former en cuivre métallique rouge. Cette décomposition estappelée réduction de I'oxyde. L'hydrogène est donc un agentréd,wcteur et, comme tel, fréquemment employé dans les labora-toires.
31. Préparation. - lo Par l'ea,u, le zinc et l'q,cide sulfurique.
236 NoTroNs suR LEs scrgNcgs prtysreuns ET NaTuRELLEs
- On introdui[ I'eau (composée d'ox{gèng et d'hydrogène) et le zincdans un flacon à deux tu!r1tt1g:.(hg. T); on ïe.ré ensuite peuà_ peu I'acide sulfurique ( Spoq') pâr un tube à entonnoir quiplonge dans I'eau du flacon. Le zincprend la place de I'hydrogène,
Fig. 7. - Préparation de I'hydrogène par le zinc et I'acide sulfurique.
dans la constitution de I'acide, of le met ainsi en liberté. Il resteCans le flacon une dissolution de sulfate de zinc ( SoaZn ).
Zr * "",:?j*'ino.
:*f*?TL. + r#,'*"Avec I'acide chlorhydrique, la rcaction donnerait du chlo-
rure de zinc znclz avec dégagement d'hyd.rogène :
Zn* zHCl : ZnCtn + Hzdno rciile ohlorhyttrique chlorure de dno byrtrogènc
Fig. 8. - Préparation de I'hydrogène par la décomposition do la vapenr d,'eau.C, cornue où se produit la vapeur; T, tube contenant de la tournure de fer;
F, fourneau à réverbère; E, éprouvette recueiltant le gaz.
2o Par la uapeur d,'eau et le fer chauffé &rr, rouge. - On fait passerun courant de vapeur d'eau sur de la tournure de fer chauffée aurouge dans un tube de porcelaine (fig.8). Le fer se combine avec
oxYcÈNE 237
I'orygéne de I'eau pour former de I'oxyde salin de fer, appelé encoreoxyde magnétique (FeaOa), et I'hydrogène se dégage.
4H2O*3Fe: Fesor + 4H2oau fer orytle magnétique tle fer hyfuogènc
go On pourrait également obtenir I'hydrogène en décomposantI'eau à froid par la pile (no 44), ou par des corps très avides d'orygène,comme le potassium ou le sodium I mais ces procédés sont tropcoùteux pour être employés avantageusement.
39. Usages. - En raison de sa légèreté, I'hydrogène est uti-lisé dans le gonllement des petits ballons en caoutchouc ou en
baudruche; on en remplit les aérostats, mais comme il traverseaisément les envelopposr on lui préfère le gaz d'éclairago, bien que
ce dernier soit plus dense. La flamme de I'hydrogène, avivéepar I'oxygène, est très chaude I c'est pourquoi on I'emploie dansle chalumeau et dans les appareils à projection lumineuse.
QussrroNNArRr. - Énoncez les propriétés physiques de l'hydrogène. - Com-ment montre-t-on sa grande légèreté? - Que produit-il en brtlant? - Décri-vez le chalumeau. - A quoi sert-il? - Expliquez comment on peut préparerI'hydrogène. - Qu'obtient-on contme résidu?
Exnncrcs 1. - Quels poids de zinc et d'acide chlorhydrique faut-il employerpour obtenir un mètre cube d'hydrogène ?
CHAPITRE II
OXTGÈN E. EAU
I. Oxygèrre. - O:16.
33. Eistorique et état naturel. L'oæygène fut isolé parPriestley, et étudié par Lavoisier.
C'est le plus répandu de tous les corps simples. Il constitueles 8/9 du poids de I'eau et les 0,23 de celui de I'air. Les tissusde tous les êtres organisés en contiennent
43. Propriétés physiques. - L'oxygène est un gaz incolore,
I Pour la résolution des problèmes de chimie, on trouvera les poids atomiquesdes copps dans le tableau des pages 224 et 225. La densité des gaz étant prisepar rapport à I'air, le poids d'un litre de gaz est égal au poids du litre d'air(1 gr.293) multiplié par la densité du gaz considéré (Pltysiqwern'87).
288 NoTroNs suR LEg $crENcEs puysreuns ET NÀTURELLEs
inodore et insipide , pou soluble dans I'eau. Sa densité estf.,105; le poids du litre est donc 1e",293X1,{05 -1r'r429. Ona pu Ie liquéfier à très haute pression et à très basse tempé-rature ; c'est alors un liquide incolore, de densité moindre quecelle de I'eau , et entrani en ébullition à - I84o
35. Propriétés chimigues. - L'oxygène se combine directe-ment avec presque tous les corps.U entretient avec énergie les com-bustions. Un fil de fer que I'onplonge dans un flacon rempli dooxy-gène , après en avoir fait rougirI'extrémité au feu, brtle avec incan-descence (fig. 9).
Sa combinaison, avec les métal-loïdes, donne des unhyd,rides ou desoæydes neutres; avec les métaux, ilfonme des oæydes, la plupart basi-çIues, c'est-à-dire pouvant se coffi-biner avec I'eau pour former desbases.
Par le chlorate de potassi,trtlù. Onchlorate de potassium (ClOaK) seul,
Fig. 9. - Combustion du ferdans l'oxygène.
36. Fréparation. lochauffe dans un ballon le
Fig. L0. - Préparation de I'oxygène par le chlorate de potassium.
ou mieux avec un peu de bioxyde de manganèse, {ui facilite ladécomposition (fig. {0). Le chlorate abandonne tout son oxy-gène, et il reste dans le ballon du chlorure de potassium.
CIO3I( : KCI +30. ohlorete de potarsium ohlorure do potorslum oxygènc .2o Par calci,natton du binæyd,e d,e ntangænèse. - On obtient égale-
OXYGÈNE EAU 239
rnent de I'oxygène en calcinant le bioxyde de manganèse; le résiduest de I'oxyde salin de manganèse (MnaO+ )+ :
BMnOz:MnaQa+ZObloxycte dc manganèro oxyclo talin tle mrngauère oxygène
RnulnQuE. - Pour avoir I'oxygène en grande quantité r oD a songéà I'extraire de I'air. Le procédé , dû à Boussingault, consiste à chaufferà 6000 de la baryte (BaO ) dans un courant d'air. La baryte absorbe
Fig. {1. - Préparation de I'oxygène par Ie bioryde de manganèso.F, fourne&u. - L, cornue. - R, réverbère. - ABc, tube de dégagement.
- E, éprouvette. - T, tube de sûrreté.
I'oxygène et produit du bioxyde de baryum (BaOz), {ui, vers 800o,abandonne une partie de son oxygène et régénère ia baryte. Pour que
99 procédé soit pratique, il faut que I'air soit préalablement dépouilléd'humidité et de gaz carboniç[ue.
37. combustions. - on app elle combustion, le phénomène quirésulte de la combinaison de deux ou plusieurs corps avec pro-duction de chaleur.
Si la combustion est accompagnée de lumière r on lui donnele nom de combu,stion rsiue ( flamme d'une bougie, combustiondu fer dans I'oxygène ). Les causês qui la favorisent sont :lo I'enlèvement des produits de la combustion ( cheminées ) ;lo les courants d'air ( soufflet* ) ; 3o l'état de division des corps( copeaux); 4o l'élévation de ternpérature.
Si la combustion n'est pas accompagnée de lumière r on luidonne le nom d.e combustion lenta. La combus[ion lente du car-bone dans les organismes des animaur est I'origine de la cha-leur animale. Le dégagement de chaleur peut être assez lent pourn'être pls appréciable au toucher (oxydation du fer à I'air humidey.
Les phénomènes lumineux et calorifiques qui ne résultent pas
' On I'appelle oæyil,e salim, parce qu'on le regarde comme une sorte de soformé par I'union- du protoxyde MnO, qui jouerait le rôle de base, avec le bioxydeMnOt, qui jouerait le rôle d'acide.
2lt0 NoTroNs suR LEs scrnNcus pHysIeuES ET NÀTURELLEs
de combinaisons' ne sont pas des combustions (étincette élec-trique, chaleur produite par le frottement ).
SB. Usages. - L'oxygène est I'agent ordinaire des combustionset l'élément essentiel de la respiration. Il est employé avec I'hydro-gène pour donncr une flamme à température très élevée (ooy. no 32).Le médecin I'utilise parfois en le faisant respirer aux malades.
39. Ozone. - On appelle ozone, un état particulier de I'oxygènecondensé. C'est un gaz incolore, très odorant, {ui prend naissancedans quelques oxydations, du phosphore , par exemple, et dans cer-'taines décompositions , comme celles de I'eau , du bioxyde de ba-ryum, etc. On I'obtient facilement en faisant passer des effluves élec-triques ( décharges électriques obscures ) dans I'oxygène , ou simple-ment dans I'air. C'est un puissant agent d'oxydation.
If . Eau. H20 : lg.40. Historique. q Pendant longtemps l'eau fut regardée
comme I'un des quatre éléments de la nature ( eau, air, fou,terre ). Lavoisier en fit o le premier, I'analyse à la fin du siècledernier. Elle est composée d'hydrogène et d'oxygène.
41.. État naturel. - L'eau peut erister sous les trois états( glace , liquide, vapeur). Tous les corps vivants en renferment.
49.. Propriétés physiques. L'eau pure est un liquide ino-dore, insipide, incolore sous une faible épaisseur. Sa densitéest prise pour unité; un litre d'eau pèse I' kgr. à son maxi-mum de densité (Physiqttcrno {50}. Ce maximum a lieu àf 4o;
ce qui explique comment,en hiver, les animaux aqua-tiques peuvent vivre. Ilstrouvent, au fond des lacsou des rivières, une tem-pérature élevée, relative-ment à celle qui règne à lasurface.
Sous la pression de 76Amillim., I'eau entre en ébul-lition (Physique, 10 1,64)à une température qui aété prise pour {00e degrédu thermomètre centi-grade, tandis que la tem-pérature à laquelle elle se
de la même échelle thermo-
Étotles de crisrau. JT;tJ3*", avec une toupegrossissant environ 16 fois ( en surface ).
sslidifie a été choisie pour le point zéro
OXYGÈNE EÀU 241mél,rique. Elle cristallir.g-en-prismes heragonaux groupés avecune admirahle régularité (fià. l2) j ce sônt ce.+ lristàux q;iforment, en hiver, les élégantes arborisationr qor I'on observequelquefois sur les vitres des appartements. '
En se congelant, I'eau augmente de_ _volume (physi,que, nol.4g),la densité de la glace à 0o ùt Oe 0,918 ; c'est 'Ioùrqrroi- la glace{lotte sur lteau.
Pouaoir dissolaant. - L'eau peut dissoudre un grand nombrede corps solides (sel, sucre, ruibonate de sodiuml etc.) en pro-portions différentes, et se charger ainsi d'éléments qu'rilr rË"n-donne par évaporation.
- Les gaz sont, eux aussi , solubles dans I'eau; la proportionIt st3 que I'eaq peut dissoudre varie avec la naturu do gaz, latempérature-et.!-u pression. Les gaz les plus sotubles sont I'am-moniaque, I'acide chlorhydrique-, I'anhydride sulfureux , etc. II'oxygène et I'hydrogène :g-nt'peu solubles. C'est grâce à I'airque renferme lteau des rivières- que les poissons pzuoent vivre.L'eau de Seltz est de I'eau ordinaire qLi renferme en dissolu-tion du gaz carbonique.
43. Propriétés chimiques, E un _grand nombre de corpspeuvent se combiner avec l'g"ysene dà I'eau et mettre I'hydro_gène en liberté. Tous les métaiix-, sauf I'argent, Ie mercure, l,oret le.platine, décomposent I'eau à une teinpàrature plus ou moinsélevée t lg potassium et re sodium, à iroid; Ie fer au rougesombre; le cuivre et re plomb à une tempérut,rr. encore plusélevée. Quelques métalloîdes seulement , comme le chlore et lecarbone t peuvent décomposer lreau. Le chlore srempare de lrhy-drogène et T9t I'oxygènb en liberté; Ie carbone s'ùnit à l,oxy-gène et met I'hydr_oqè,ne en liberté ; é,est po,rrqooirrr ïorurr";,projettent quelquefois de I'eau sur lé foyer de leur forge, afi-n diuractiver la combustion : il se produit alôrs deux Iar co-mnustibles,iohydrogène et I'oxyde de caùone.. L_'9.u9 pure est un composé neutre po_uvant cependant jouer,tantôt le rôle de base, tantôt celui d'aôide. '
Elle est décomposée par la chaleur aux températures élevées.4I'.Analyse de I'eau. - Analyse enaolumes per l,électrolyse.
- Cette analyse se fait au moyen du ooltamètie. Le voltamét*(fig..{3)est un vase de verrg rempli d'eau dont le pied est tra-lellé p$ deux lames métalligoer, ordinairement en platiue,isolées électriquement. La partie supérieure de chaque lame ouélectrode est coiffée d'une éprouvetie également rernplie d,eau.Les deux électrodes communiquent pa; leur partie inférieure
I
242 NorIoNs suR trs ScIENcES PHYSIQUES ET NATURELLES
avec les deux pôles d'une pile. On constate alors qu'il se formet
sur chacune des lames , des bulles de 3az que I'on reconnaitaisément être de I'hydrogène au pôle négatif, of de I'oxygène
au pôle positif. On rémaryue, de plus, qg-e le volume de I'hydro-gèn'e etf double du volume d'oxygène dégagé pendant le mêmo
temps.
Fig. 13. - Déeomposition de I'eau par le voltamètrc.
On a;oute à I'eau du voltarnètre un peu. d'acide sulfurique(eau oitd,utAtl , afin de la rendre conductrice. On emploie des
ia*er de platine et non des lames de cuivre , Pâr. exemple ;
car, dans ce dernier cas , Itoxygène se combinerait avec lecuivre et I'acide sulfurique pour former du sulfate de cuivre ,
et I'on ne recue,iflerait que de I'hydrogène.
Analyse en poid,s pûr te fer. - On répète I'expérienc_e indiquée'no Bt , io, pouf la prèparation de I'hydroggrg.: D-u noids de l'eau qui
a trav'erré i* tube, bn retranche le poids de I'hydrogène recueilli ; ladifférence donne le poids de I'oxygène.
!*6. Synthèse de I'eau. - SUnlhèse en uolunl,es pdr l'eudiomètreù, rner"cure.- L'eucliomètre (fig. {4) se compose essentiellement djun
long tube de verre gradué, à parois très épaisses, et tnaversé r à lap""iir supérieure, pàr deux pointes m.etalliques dont les extrémités
sont en regard. Ôr' y introduit 100 volumes d-hydlogène et {00 vo-
lumes d'oxfgène, et i'on fait jaillir yne étincelle électrique entre les
de.tr poinËË. Il y a combinaison, formation_, puis condensation de
o"p*o" d'eau. et i'on constate qu'il ne reste pluf que_50 volumes d'ung"r qou I'on reconnalt facilement être de I'oxyggle. !.t 100 volumes
â't yârogène disparus se sont donc emparés de 50 volumes d'oxygène
pour former de I'eau.
oxreÈNr EÀu ztgsynthèse en poids, Méthode de Du,mas, cette méthode con-
siste à faire passer un courant d'hydrogène sur de I'oxyde de cuivre(CuO) chauffé dans un tube de porcelaine. L'oxyde de cuivre aban-donne son oxygène, {ui se combine avec I'hydrogène pour former deI'eau (uoy. no 30), laquelle est absorbée par des matières desséchantesrenfermées dans des tubes qu'elle doit traverser. La différence du poidsdes tubes, avant et après I'expérience, donne le poids de I'eau formée;la dirninution de poids de I'oxyde de cuivre donne le poids de I'oxygèneemployé à la formation de l'eau.
D'après la loi de Lavoisier (no I , a ) , le poids de I'hydrogèneemployé est égal à la différence entre le poids de I'eau obtenue etcelui de I'oxygène.
on trouve ainsi que 8 gr. d'o et I gr. d'H donnent g gr. d'eau.
Fig. 14. - Synthèse eudiométrique de I'eau.B, bouteille de Leyde; E, eudiomètroi E, extrémité de I'eudiomètre
montrant les fils métalliques; C, cuve à mercure.
46. Ilsages de l'eau. L'eau est employée pour une fouled'usages : elle est indispensable dans I'alimentation de I'homme,des animaux et des végétaux. On I'utilise, à l'état de glace,seule ou mélangée à certains sels, pour produire de grandsfroids (PhysiqLcê , no {53 ).
Les eaux naturelles : eaux de pluie, de rivières, de sources, etc.,renferment toujours en dissolution des matières étrangères qu'on
,élimine par distillation : on obtient alors I'eau pure.
47 . Eaux potables. on app elle eau potable, I'eau qui peutservir à I'alimentation. Blle doit être limpide, incolore, inodore,aérée, c'est-à-dire contenir de I'air en dissolution. Elle doitrenfermer une faible proportion de sel calcaire (carbonate de
244 NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NÀTURELLES
calcium). On Ia reconnaît à ce qu'elle dissout le savbn et cuitbien les légumes.
Pour constater la présence de I'air en dissolution dans uneeau potable, oil adapte au col d'un ballon un tube recourbése rendant sous une éprouvette placée sur Ia cllve à mercuret(fig. 15). Le ballon et le tube étant complètement remplis d'9ar1'
et1'éprouvette remplie cle mercure, otr chaufïe le ballon I I'airen di.ssolution se dégage, et se rend a la partie supérieure de
l'éprouvette.
Fig. 15. - Dégagement de I'air dissous daus I'eau'
On dit que leS eaux sOnt d.,ures, cru,es, sélëniteuses , lourdes ,lorsqu'eileï renferment une trop grande proportion de sels cal-
cairôs , surtout du sulfate de calcfum ( plâtre ). On pelt corriger
rn putiie leur mauvaise qualité, en y ajou-tpt de | àzgrammesde ôarbonate de sodium par litre : il y a décomposition du sul-
fate de calcium et formàtion de carbonate de calcium, qui se
précipite.' Gé;éralement, les eaux non potables sont assainies par filtra-
bion. Les fi,ttres sont ordinairement composés de couches alter-natives de sable et de charbon de bois, disposées horizontale-ment, €t que lteau traverse lentement de haut en bas.
Pour obtenir une filtnation parfaite, Pasteur a imaginé de lutltpasser lreau à travers des corps poreux. ctest dtaprè.s ces indi-àations qu'a été imaginé le iittr-e Chamberland, très employé
aujourd'hui.Le filtre Chamberland se compose essentiellement d'un cylindre en
porcelaine non vernie appzlé bougie. Cette bougie est placée dans. un
àylindre nickelé, {ui pôrit se visJer sur les robinets de distribution.L"eau ne peut alôrs s'ésouler qu'en traversant la paroi de porcelaine toù elle se tltre.
oxrcÈNr EÀu ?,45
Quand le filtre a fonctionné quelque temps r otr Ie nettoie en le bros-sant fortement, en le lavant à grande eàu et en faisant bouillir labougie dans de I'eau acidulée par de I'acide chlorhydrique.
Les eaux incrustantes sont des eaur chargées de carbonate decalcium ( craie, calcaire ) , qutelles laissent déposer en arrivantau contact de ltair.
48. Eaux minérales, - Les ea,%æ minéraZes sont des eaux natu-relles, chaudes ou froides, contenant en dissolution des gaz oudes sels qui leurdonnent des propriétés curatives. Elles sont appe-lées eûu,æ thermales, quand leur température dépasse 20 degiés.
Les emræ sulfureuses renferment de I'acide sulftyArique (H,S)qui leur communique une odeur dtæufs pourris : Barèges, dansles Hautes-Pyrénées ; Eaux-Bonnes, dans les Basses-Pyrénées.
Les eauÆ chlontrées renferment du chlorure de sodium (NaCl) :Bourbon - I'Archambault, dans I'Allier ; \Miesbaden r oD Alle-magne.
Les ecruæ carbonatées contiennent de ltanhydride carbonique(Co') en dissolution : Vichy, dans l'Allier ; Vals, dans I'Ardèche.
Les ecn#D sulfatées renferment des sulfates de sodium, de cal-cium ou de magnésium : Plombières, dans les Vosges; Epsom,en Angleterre ; Sedlit z , en Bohême.
Les e&uæ fercugineu,ses sont ainsi nommées à cause des selsde fer qu'elles contiennent: Bagnères-de-Luchon, dans la Haute-Garonne I Spa r orr Belgique I Passy, à paris.
49, Eau oxygén$s. - L'eau oæygënëe résulte de la combinaisond'une molécule d'eau avec un atome. â'oxygène.
H2O+ O : H202Gau oxygèno eeu orygénde
_ C'est un liquide sirupeux, incolore, facilement décomposable par la
chaleur en eau et en oxygène, ce qui en fait un oxydant énergique.Blle blanchit la peau en produisant une sensation de brûlure. gttetransforme facilement le sulfure d.e plomb, qui est noir, en sulfatede plomb , {ui est blanc I aussi I'emplôie-t-on pbur la restauration desvieux tableaux, dont les couleurs à base de plomb ont noirci avec letemps.
QuustroNNArRE. -'Où houve-t-on de I'oxygène à l'état naturel? - L'oxygèneest-il combustible? - Comment peut-on le préparer? - Qu'appelle-t-on combus-tion? - Quelles sont les causes qui favorisént la combustion?--L'étincelleélec-trique est-elle un produit de combustion? - Qw'est-ce qwe l,'ozome ? - Cornmemtpeut-oft l,'obtenlr ?
Quelles sont les propriétés physiques de l'eau? - L'eau peut-elle dissoudreles gaz? - L'eau peut-elle jouer lo rôlo d,acide et Ie rôle de base? - Décrivezle voltamètre. - A quoi sert-il? - Comment se fait I'analyse de I'eau? - Pour-guoi les lames du voltamètresont-elles en platine et non en cuivre ou en fer?-Décrioez teuil'iomètre à mercrme. Comment s'en sert-on? - Cotnment fait-onb sytttltôsc itrc laou cm poiitrs? - Qu'appello-t-on earu potables? Quels ront
fl&6 NorroNs suR LEs scIENcEs pnysleups sT r"{ÀTtrRnLLBs
leurs caraetères? - Comment assainit-on les oaur? - Déeriuaz lefi,ltra Cham-berlamitr. - Qu'est-ce qu'une e&u séléniteuse?- Qu'cst-ea qwe l,'eaw oæygémée?
ExrncrcEs. - 1.. Quel poids d'oxygène obtient-on: C.'par la calcination det@ gr. de chlorate de potassium; 2' de 100 gr. de bioxyde de manganèse ?
2. Quel volume d'hydrogène faut-il brtler pour obtenii {. gramme d'eau ?
3. On introduit dans un eudiomètre un demi-litre d'hydrogène et un iitre etdemi d'oxygène, puis on enflamme lo mélange. Quel sera lo gaz en excès, et quelvolume oceupera-t-il?
4. Dans uno analyse de I'eau par lo fer, on recueille 3 litres d'hydrogène; quelest Ie poids de I'eau décomposéo, et quelle est I'augmentation du poids du fer ?
5. Combien faut-il décomposer do grammes d'eau, par la pile, pour obtenir unmélango détonant de 2 litr.es ?
CHAPITRE IIT
azoTa. aIR aTM0$PHÉRIQUn
I. Azote, - Az: 1&.
5(). Historique et état naturel. - L'azote, confondu d'abordavec I'anhydride carbonique, par suil,e de I'analogie de quelquespropriétés,. en fut distingué en 1772 par Rutherford, chimisteanglais. Lavoisier, le premier, le découvrit dans ltair, dont ilforme les a/u du volume.
Il existe à l'état naturel sous forme d'azotates (salpêtres, etc. ).Les végétaux, principalement ceux qui servent à I'alimc;rt,alion,et surtout les organismes animaux, en renferment à l'état decombinaison avec I'hydrogène, le carbone et I'oxygène (proto-plasma , ûratières albuminoïdes ).
S[. Propriétés physiques. - L'azote est un gaz incolore, ino-dore, insipide, peu soluble dans I'eau ; sa densité est 0,972 : unlitre pèse {. gt. 293 >< 0,971-l gr. 256.
59. Propriétés chimiques, - L'azote est un corps neutre, nicomburant *, ni combustible (fig. {6 ) , non respirable , se com-binant difûcilement avec d'autres corps.
Des étincelles électriques produisent, dans un mélange d'azoteet d'hydrogène, de petites quantités de gaz ammoniac (AzHB).
83. Préparation. - lo Par le phosphore. - Il suffit d'enflammerun morceau de phosphore placé dans une coupelle reposant surun morceau de liège flottant sur I'eau, et, de recouvrir le tout
" Un corps combwranl cst un corps capablo,{'entretenir les com}rustions.
ÀUOTE AIR ÀTMOSPHÉRIQUE 24il
aveo une cloche quo I'on maintient avec la ntain ( fig. {7 ). Lephosphore , en brûlant, s'empare de I'oxygène de I'air , forme
Fig. 16. - Une bougie allumées'éteint dans I'azote.
Fig. 17. - Préparationde I'azote par le phosphore.
des fumées blanches d'anhydride phosphorique ( P'Ou ) , qui peuà peu se clissolvent dans I'eau; il ne reste plus, sous la cloche,que I'azote qui se trouvait dans I'air; oar I'air, ainsi que nousle verrons plus loin, est un mélange formé principalementd'oxygène eL d'azote.
Fig. 18. - Préparation de I'azote par le cuivre.A, flacon primitivement rempli d'eau i B, flacon primitivement rempli d'air;
C, tube en U pour dessécher l'air; D, tuhe rempli de cuiwe sur un fourneau;E, éprorrvefte.
2o Par le cuuure chauffé a,u roug,ê, - On fait passer lentement, surrlu cuivre chau{fé au rouge dans un tube de porcelaine (û9. {8), qn
248 NorroNs suR LEs scIENcEs pHTsIeuEs ET NÀTURELLES
courant d'air obtenu en déplaçant I'air que renferme un flacon, par deI'eau qu'on y amène au moyen d'un tube qui plonge jusqu'au fond.
L'oxygène de I'air se fixe sur Ie cuivre pour former de I'oxyde decuivre (CuO), et I'azote se dégage à I'extrémité du tube de porcelaine.
3o Par l'azoti,te d'o,mrnonirr'm. - Ce sel, chauffé dans une cornuemunie d'un tube abducteur, se décompose en eau et en azote :
.""**1o.i$:l"lL: ZLz * nl":o
84. Ilsages, É L'azole n'a presque aucune application pra-tique. Il conserve les substances organiques qu'on y laisseséjourner. Sa présence dans I'air sert à tempérer I'action tropvive que ltoxygène pur exercerait sur I'organisme.
fI. Air atmosphéri(Iue.
55. Historique. - Lavoisier, en 1174, fit connaître la naturede l'air, Qui jusque-là avait été considéré comme I'un des quatreéléments. On donne le nom d'atmosphère à la couche d'air quienveloppe le globe terrestre.
56. Gomposition de I'air. - E*périence de Laaoisier. -La pre-mière analyse de I'air fut faite par Lavoisier. Il chauffa, P€tr'
Fig. 19. - Analyse de l'air par le mercure (Lavotsier).
dant douze jours, un ballon à moit'ié rempli de mercure, etdont le col recourbé s'engageait sous une cloche reposant surle mercure et renfermant de I'air (lig. {9). Il vit peu à pcu levolume d'air diminuer dans la cloche, et une pellicule rouge se
former à la surface du mercure dans le ballon. Il constata quele gaz restant dans la cloche était de I'azote,
'et que la pelliculerouge était de ltoryde de mercure , c'est - à - dire un composé
ÀzolE aIR ÀTItrOSPHÉRIQUE 2{9
résultant de la combinaison d'une partie du mercure avec I'oxy-gène de I'air renfermé dans I'appareil.
De plus, Lavoisier, en chauffant I'oxyde de mercure ainsiobtenu, le décomposa en mercure et oxygène; en mélangeantcet oxygène à I'azote de la cloche, il reconstitua I'air primitif ;
c'était en faire la synthèse.
RnulneuE. - Tout récemment, deux chimistes anglais, lord Raleighet le professeur Ramsay, ont découvert qu'il existe dans I'air d'autresgaz; ôe sont : l'argon, le krypton, le mëtargon-et le néon. Ils ontun volume total égal environ au r/roo de celui de I'air'
57. Propriétés physiques. L'air est un mélange gazeux ,
sans odeur ni saveur, incolore sous une faible épaisseur, maisbleuâtre sous une grande épaisseur. L'air est pesant (Physig%e,no 87 ) ; c'est à sa densité que I'on rapporte celle des gaz et des
vapeurs; sa densité est donc l'.On reconnait que I'air est un simple mélange, et non une com-
binaison, aux caractères suivants :
lo Les volumes d'azote et d'oxygène qui le composent ne sontpas en rapport simple (0'79 d'azote ; 0r2l' d'oxygène ).
lo La synthèse de I'air ne donne lieu à aucun phénomènecalorifi{ue, et chacun des composants y conserve ses propriétésrespectives.
$o Chaque gaz se dissout danspropre; de sorte que I'air dissousoxygène que I'air atmosphérique.stil stagissait dtune combinaison.
58. Propriétés chimiques. - L'airn'a de propriétés chimiques que cellesqui appartiennent à chacun des gazqui le consfituent; c'est donc Jrn oxy-dant par son oxYgène.
519. Analyse de I'air. le ParIe phosphore ù froid. On intro-duit un bâton de PhosPhore sous
une éprouvette graduée, renfermantun voiume dtair connu, et dont ltex-trémité ouverte plonge dans I'eau.
I'eau, suivant sa solubilitédans I'eau est plus riche enIl ne pourrait en ètre ainsi
Fig. 'n. - Analyse de I'air parle phosphore à froid. ,
Peu à peu le PhosPhore se combineavec I'olygène de I'air pour former de
I'anhyd,ride phosphoreux (Pzga)' {uise dissout dans lteau. Bientôt il ne
reste plus que I'azote dans l'éprouvette (fig. 20). On reconnalt
Fig. 21.. - Analyse de I'air par le phos-phore à chaud.
250 NotIoNs sUR LEs scIENCES FHrsIeuEs ET s{ar1JREr"LËs
ainsi que I'air contient les 0,79 de son volume d'azote, et parconséquent les 0,2{ de son volume d'oxygène.
2o Par le phosphore ù chaud. - Un morceau de phosphore 'placé à la partie supérieure d'une cloche courbe, disposée comme
dans I'expérience précédente, est enflammé au moyen de la flammed'une lampe à alcool (fig .21).Il se forme , dans ce cas tde I'anhydride phosphorique( Prgr ) , et le résultat est iden-tique au précédent.
3o Analyse pûr le procédé Du-nlas et Bousstngault. Ce procédéconsiste à faire passer un poidsdéterminé d'air sur de la tour-nure de cuivre, chauffée au rougedans un tube de porcelaine , et àrecueillir I'azote qui se dégage( no 53 , 2o),
Le tube contenant la tournure de cuivre, pesé avant et après I'expé-rience, accuse une augmentation de poids qui est le poids de I'oxygènefixé sur le cuivre pour former de I'oxyde de cuivre (CuO ) ; I'azoteest pesé directement. On trouve ainsi que {00 grammes d'air ren-ferment 23 gr. I d'oxygène et 76 gr. I d'azote.
60. Matières contenues dans I'air atmosphérique. - {o Va-peur d'ed,1r. - C'est elle qui se condense en buée ou en finesgouttelettes sur les corps plus froids que le milieu ambiant ;par sa condensation , elle devient parfois visible (brouillard,jet de vapeur clans une athosphère froide).
lo Anhydride carbonique. - L'anhydride carbonique (COt)est un gaz incolore, provenant ordinairement des combustions oude la respiration. On constate sa présence en exposant de I'eau dechaux à I'air ; elle se recouvre bientôt d'une pellicule blanchede carbonate de calcium (CO3Ca), résultant de la combinaison dela chaux avec I'anhydride carbonique de loair. '
6{. Applications. - Par I'oxygène qu'il contient , I'air estle principe essentiel à I'existence des végétaux et des animaux.( Voy. Respiration , Zoo'l,ogie, no 86.) Sa suppression détermineI'asphyxie. (Zoologie , no 88. )
C'est I'air qui transporte les éléments reproducteurs d'ungrand nombre de végétaux et d'animaux microscopiques, €taussi les bacilles et les bactéries, agents des maladies conta-gieuses. '
CHLORE _ ÀCIDE CHTORHTDRIQUT 25I
On l'emploie, comme oxydant, dans une foule d'opérationsindustrielles , surtout en métallur'gie.
C'est grâce à I'oxygène quoil contient que I'air entretient les
combustions. Une bougie allumée,placée sous une cloche (fig. 22) ,
ne tarde pas à s'éteindre quand, Parsuite de la combust,ion , I'air de lacloche s'appauvrit en oxlrgène.
L'air comprimé acquiert u.ne gnande
force élastique que I'on utilise dans
un certain nombre d'aPPareils :
freins de \ryagons , apPareils à souf-fler le verre., moteurs Pour tram-
Fig. 22. - Action de I'oxYgènodans la combustion.
ways, pompe à inc-endie, etc.
euEsrroNNÀrRE. - Otl l'azote existe-t-il à l'état naturel? - Quelles sont ses
propriétés? - D'où le retire-t-on généralement? - Comment le prépare-t-on :
i. pu" le phosphoto;2" par le ctoiure ehawffé a,u rouge;3' par l'azotite cl,'arn-
tnomi,u'm?Bxpliquez I'expérience par laquelle Lavoisier découvrit la composition de_l'air.
- Comment recônnaît-on que l'air n'est qu'un mélange? - Comment se fait I'ana-lyse de I'air? - Quelles sont les principales rnatières contenues dans I'air? -io*m.nt y reconnaît-on Ia présence de I'anhydride carbonique? - Quels sont
les usages de I'air?
ExnncrcEs. -{.. On introduit dans uneudiomètre 1/zlitre d'air eltlzlitred'hydro-gène. Quelle sera la composition du mélange gazetr,r après le passage de l'étincelle?
2. L'air, respiré par les poumons, ne renferme plus que 74 p. 0f0 d'oxygène.On introduit un litre de cet air sous une cloche, et I'on y fait brùler du phos-phore. Quel sera le volume du gaz restant ?
B. Quei volume d'hydrogène faut-il bruler, dans t litre d'air, pour qu'il ne resteplus que de I'azote ?
f,HAPITRE IV
cHt0RE. - ACIDE CIIT0RHTDRIQUB
I. Chlore. - Cl. :35,5
69. Historique et état naturel. Le chlore fut découvert
en 1714 par Scheele, chimiste suédois. Il fut étudié' au com-mencernent de ce siècle, par Gay-Lussac et Thénard. On ne lerencontre dans la nature qu'à l'état de combinaisons , dont Ia
plus importante est le chlorure de sodium (NaCl) oo ael ntarin.
252 NorroNS suR LEs scIENcEs puysl0uns nT NÀTURErrEs
63. Propriétés physiques. - ls chlore est un gaz jaune ver-dâtre, dtune odeur suffocante , assez eoluble dans lteau, qui entlissout trois fois son volume à la température ordinaire. Sa
densité est,2144.
64. Propriétés chim?ques. - Le chlore n'est pas combustible,mais il est comburant : la poudre d'anti-moine, dtarsenic, le phosphore , sten-flamment spontanément dans le chlore sec(fig.23). Un mélange de chlore et d'hydro-gène, à volumes égaux, détone avec vio-
' lence sous I'action des rayons solaires oude la flamme du magnésium.
Le chlore forme, avec I'oxygène, descombinaisons facilement, décomposablespar Ia chaleur, of souvent avec explo-sion.
Le chlore attaque tous les métaux,Parmi les métalloïdes, le fluor, I'oxy-gène, l'azote et le carbone, font seulserception.
Un courant de chlore, dirigê dans unedissolution étendue de potasse caustique, donne I'hypochlorite
Fig. 23.
Combustion de l'antimoinedans le chlore.
de potassium (euu de traael) :
2KOH + z0l - KCI +T
cloK + Huopotasse ohlore chlorure rle potamium hypoohlorite de potassium tlu
Si la température s'élève, il se forme du chlorate de potassium :
6KOH+6Cl: SKCI + CIOsK +3H2Opotage ohlorc ohlorure rle potarsium chlorste cle poùassium eau
Avec la soude caustique, il se formerait de I'hypochlorite de
sodium, CIONa(eau de Labumaque).Avec la chaux, on obtiendrait le chlorure de chaux, mélange
de chlorure de calcium et d'hypochlorite de calcirrm :
CaClz + (ClO)oCa
65. Préparation. - Parl'acide chlorhydri,que et le bioæyd,e
d,e manganèse (procédé de Scheele\. On chauffe légèrementle mélange dans un ballon. L'hydrogène de I'acide cllorh_ydrique(HCl) s'unit à I'oxygène du bioxyde de manganèse (MnOz ), pouriormer de I'eau; une moitié du chlore se combine au manganèse,joautre est mise en liberté :
MnOt + 4HCl : MnCl2 + Cl2 +2H2Ollorytc Cr nrnffn|1 dÀ. oblorbtôrlqur ohlorun tr nrrynnÙrc oLlorl rr
CHLORE _ ÀCIDE CHLORHYDRIQUE 253
On ne peut recueillir le chlore sur le mercure, qu'il attaque t
ni dans l,eau qui Ie dissout. on fait arriver le gaz directement
au fond d'un flacon, dans lequel il s'accumule en raison de sa
grande densité (fig. 24).
Par le procéd,é d,e Berthollet, - On verse de I'acide sulfurique sur
un mélange de bioxyde de malgangsl et de sel marin , contgnu {3"tun appareil semblaËle à tËfoi"a. la figur e Ztt, Il se forme du sulfate
O. *àirganèse e[ du sulfate acide de sodium :
MnOz + ZNaCl * SSOaII2: 2SOaNaH + so4Mn *2H2O + .zclbioxytte ohlonrrc ecitlo sulfrte aoide lullete c'tr ohlorc
ôe manganère de roctium nlfuriquc clc sotlium d'e ma'nganère
Au point de vue industriel,on peut, au moyen du chlg-rur-e de manganèse, régé-nérer le bioxYde , Produitassez rare et d'un Prixélevé. On oPère de la ma-nière suivante (Procédé de
Weldon ).On neutralise, Par du
carbonate de calcium, lechlorure acide de manga-nèse I puis on séPare r _ P.ardécantàtion , les Produitsprécipités, et I'on ajoute a.u
iiquide de la chaux délaYée
dans de I'eau (tait de chaux) I
I'on fait ensuite Passerun vif courant d'air d'ans
la masse : le manganèses'oxyde et .. .o*bîne , à l'état de bioxyde t avec I'excès de chaux
'tandis que le chlore passe à I'état de cLlorure de calcium' On peut
employer la combinaîson de calcium et de bioxyde de manganèse
(mango,nite d,e calciurn) r ou la décomposer par I'acide sulfurique, ce
ilui régénère le biorYde.
La dissolution du chlore s'obtient comme la dissolution ammo-
niacare (fig. tg i. Le liquide obtenu doit être conservé dans des
lacons noirs; rât, ,oo* I'influence de la lumière, Ie chlore décom-
pose l'eau. Ôette- dissolution est capable de dissoudre I'or en
feuilles.
66. Ilsages . - Le chlore est employé d3ns. la prépar.ation
des chlorures désinfectants et décoloiants, dont les principaux
sont le chrorure de chaur, l'eau de Javer et I'eau de Labar-
raque. g*
le premier procédé est préférable; car!':
Filg. 2/t, - PréParation du chlore'
254 Norrons suR LEs scrnxcus pgrsrouns ET NÀTURELLEg
Ces chlorures sont employés pour assainir les appartements,pour blanchir les tissus, la pâte à papiern etc.
ff. Aeide chlorhydrique. IfCl: BG,E
67 . Historique et état naturel. - L'acide chlorhydrique étaitautrefois connu par les alchimistes, Qui I'obtinrent par la distil-lation d'un mélange de sel marin et de sulfate de fer, et luidonnèrent les noms d'acide muriatiqae eL d'esprit d,e sel. Gay-Lussac et Thénard en déterminèrent la cornposition.
On le trouve dans les fumerolles qui se dègagent des volcans(Géolagie , no 30 ).
68. Propriétés physiques. L'acide chlorhydrique est ungaz incolore , d'une odeur vive et suffocante, produisant à lrairdes fumées blanches. Sa densité est 1,126. L'eau en dissout 500 foisson volume. Faraday I'a liquéfié à - 80o sous la pression atmo-sphérique.
69. ?ropriétés chimiques. L'acide chlorhydrique est unacide énergique attaquant tous les métaux, à I'exception de I'or
Fig. 25. - Préparation industrietle de I'acide chlorhydrique.F, foyer i A, cylindre contenant le mélange; B, entonnoir; T, tube de dégage-
ment i B, B, touries.
et du platine, qui sont attaqués par un mélange d'acide chlor-hydrique et d'acide azotique (eau régale). Il n'est ni comburantni co.mbust,ible. Il se combine directement avec le gaz ammoniac,en formant d'abondantes fumées blanches de chlorure dlammo-nium (AzHaCl).
TODE. BROME. FLUOR 255
70. Préparation. - I. Prép.aration d,es laboratoires' - on
chaufîe., dans un ballon, ,rn *étangg de chlorure de sodium ou
sel marin tX.Cit *r âe tiaciAe sîtturiqoe (FO'HiJ'9l atome
d'hydrogène J ;t*placô par un uiPTt dé sodium; I'acide chlor-
hydrique se dégage, et il tLJt. O" suifate acide de sodium (SOaNaH)
NaCt + SO4H2 : HCt + ...SOaNaHohlonrreilerc<liunecitlgrulfuligucrol<teohlorhydriqurruUrteroiilotloroiliun
On recueille le gaz sur le mercure'
!1. Prëparation ind,ustrielle, - Sans I'ind'ustrie' le mélange d'acide
et de ser est irrtroaoit dans àÀ cyli*dres en fonte chauffés ; le gaz se
rend dans a., ioories ou bonbonnes contenant de I'eau dans laquelle
il se d,issout (fig. 25). Cette réaction a surtout pour butde préparer le
sulfate de sodium, nécerr"ir" a t,' fabrication du carbonate de sodium
i;;i;i;". d,e soude) par le procédé Leblanc'
71. usages. on emploie I'acide chlorhydrique pour la pré-
paration au ctlore et des chlorures' pour.décaper et dissoudre
les métaux , ;;; isoler la gélatine deJ os ( no 91 , 2o)'
QunsrroNNArRE. - Quelles sont les propriétés physiques et chimiques du
chlore? - Comment le p'epu'e-t-on? --Comment te recueille-t-on? - Quels
sont ses usages? _ comm.rrt *ùntiànnent re c'rorure de chaux? r'eau de Javel?
I'eau de Labarraque ?
Comment ,'"pp'Juii autrefois I'acide chtorhydriqug? - Quelles sont ses pro-
priétés physiqirïs et chimiqun.*f - Comment iu piepare-t-on? - Peut-on le
recueillir sur i'eau? A quoi est-il employé?
Exrncrcps. - 1. Sachant que I'acide chlorhydrique ga-zeux est formé sans
condensation de volumes egaui de chlore et d'hydrtSèng; trouver sa densité'
2. euels poids d acide t"if*iq"" et de set maiin f*t-it employer pour obtenir
un mètre .,rnu â'".ide chiorh;iltq";iutu*f - Quel sera là poids du résidu?
CHAPITRE Y
IODË. tsROilIE. fIUOR
72. Iode. - L',iOd,e est un corps solide ' -ordinairement en la-
melles cle .oot.o, gris d,acier, se volatilisant facilement en vapeurs
violettes très lourdes et dangereuses^ à respirer. [l est peu soluble
. dans yeau, mais très ,or"nrË dans l'alcool'(tetnture d'iode) et dans
le sulfure de carbone. avec I'amidon, il donne une coloration bleue
intense due à la formation d'iod'ure d"amid'on' On retire I'iode des
eaux qui ont servi àlessiver les cendres des varechs (euuæ-mères ); ces
végétaux sont riches *r, ,.tt A. pot"ssium, de sodium, ên iodures et en
bromurss. Les eaux-mères, traitées par ott cootant de chlore, laissent
2ô{.i NoTroNs suR LDs scu;NcËs pnysleuns nT NaruR.E:LLEsdéposer I'iode., tandis que le chlore s'unit au métal. On purifie l,iodepar sublimation, en le chauffant dans des *o"no** complètemententourées de sable (fig. 26);-les vapeurs se rendent dans aer îà.ipiî"t,extérieurs , danp
- lesquelr
'éuer se solidiflent en lamJl"s.on peut aussi I'extiaire des iodures p.;; p*;æîn4ogue à celuiqu'employait Berthollet ( voy. nc 65 ) pàur obtànir Ie chlore on traite
I'iodure de sodium (NaI) par le bioxyde de manganèse et l,acide sul-furigue. La réaction est'analogue a tuiru de la pîg* z"e.Mno? + 2NaI * BSoaHz : 2soaNaH+ so4Mn + zHpo + zIbioryde ioduro acide surfate acido rulfrtc eau ioclade msnganèsc de sodinm rulfuriquc , tre roâio- do mangonèse
L'iod'ur" dg. p-otassium est.emptoyé en médecine comme dépuratif.La teinture d'iode trouve aussi aes aiplications médicates nombreuses.La photographie utilise I'iode à l'étai^d.'iodure a"-potârsium.
73' Brome. - Le brome-est un _liquide rouge brunr peu solubledans I'eau-, mais très soluble dans l'éiher et dans le sulfure de ear-bone' On le conserve sous I'acid.e sulfurique. C'est un poison violent.II possède des propriétés analogu.r a àat"r du chlore et de l,iod.e.on I'extrait, comme ce dern"ier, à*r eaux-mères des cendres devarechs' Après la, p1égipitation de I'iode, les eaux sont concentrées,puis traitées par du bioiyde^de -ungrrèr* et de I'acide ruiiu.iqu".Les bromures donnent ta même réacîion gue Ies iodures et les chlo-rures r on obtient du brome au lieu de cirlore ou d.,iod,e; 1., "ot"u,produits sont identigues (voy. nos 6b , 7Z),
-- l
En médecine, on emploie ie bromuie d,b potassium comme calmantdu système nerveur.
Fig. 26. - Sublimation de l,iode.
SOUFRE ET SES COMPOSÉS 257
?4. Fluof , - Le fluor est un gaz iaune verdâtre, odorant, qui 1 éld
lsolé de sa combinàison avec l'hydrogène ( acide fluorhydrique ' IIF )
put U. Moissan ({8F)_. n est doué d'une puissa_nte affniÉ pour la
ilupart des corpr. Oo le trouve dans la nature à l'état de lluorure de
ôalcium (fluorine).t s principale combinaison est l'acr'de fluorhydrique, liquide très
,or*orif qui attaque le verrer ce qui oblige à le_conserver dans des
nu.oor en platitrè oo en gutta-percha._On I'emploie pour la gravure
sur verre , en procédant co*mé pour la gravurg sql métal (n" 4"-12 ).
On s'en sert âussi à l'état gazeux : on verse de I'acide_ sulfuriquesrrr du flrrorure de calcium côntenu dans une cuvette en plomb, et on
Fig. 27. - Grawre à I'acide fluorhydriEre gazeux'
trecouvre cette cuvette d'une plaque de verre préparée pour la 8fâ-vure. Les parties, mises à nu par le stylet, sont alors attaquées par
I'acide fluorhydrigue gazeux qui se dégage.
eunsgoNNArRE. - Ind,iquez brièoen+ent tes princôpal,es nyoprùétés il'e l"l-9îl'e'
d,u brome et i!,w fl,uor. -- Qù'est-ce quel,'acid,e flworhyd,rique?'Commotut l"em'
pl,oùe-t-om d,otus l,a grauure swrverce?
CHAPITRE VI
SOUTRE ET SES COMPOSÉS
I. Soufre, S-3l2.78. État naturel. - Le soufre existe, à l'état natif' au voisi-
nage des volcans (solfatares), et à l'état de combinaisons, dont
les"principales ront des sulfures ( sulfures de fer, d'antimoine, de
ptoùU, eù. ). Certains corps organiques en renferment (jaune
dtæuf , moutarde, oignons , etc. ).
76. Propriétés physiques. Le soufre est un corps solide t
jaune, inôdore , insipide , insolu-ble_ dans I'eau ' mais soluble
âanr ie sulfure de iarbone et la benzine; il fond vers Uzo'Sa densité est 2,01.I1est mauvais conducteur de la chaleur et de
l'électricité, et s'électrise négativement par le frottement.
,:
,!
S5E NorroNs suR LEs scrnNcus pnysreuns ET NAîuRELLES
Tenu dans Ia main, utr morceau de soufre fait entendreun crépitement particulien, provenant de ruptures partielles duesà I'inégal échauffement de la masse.
Par fusion, il cristallise en longues aiguilles prismatiques ;tandis {u0, par voie humide, il donne des cristaux octaédriques.Le soufre est donc dimorphe.
77 . Propriétés chimiques. - Le soufre est inaltérable à I'air;il brûle avec une flamme bleue en donnant de I'anhydride sul-fureux (SO'). s+20: s02
roufre oxygène auhytlritle sulfurerrr
Il peut se combiner avec I'hydrogène ( acide sulfhydrique, HnS ),avec le carbone ( sulfure de carbone, CSU ) , avec les métaux{ sulfures de cuivre , de plonnb , etc. ).
78. Extraction. - Le soufre se retire des terrains volcaniquesqui le renferment à l'état natif. On le sépare des matières ter-' reuses, auxçluelles il est mélangé, par simple fusion du mineraidisposé en meules (calcaroni,) analogues à celles que I'onconstruit dans la fabrication du charbon de bois r ou par distit-lation dans des vases en terre ( fig. ?B ). Dans le premier pro-
Fig. 28. - Extraction du soufre par distillation.I"e soufte, réduit en vapeur dans le récipient de gauche, se condense dans le
réoipient de droite, ot, par le tube A, tombe dans le baquet B contenant deI'eau.
cédé, une partie de soufre est perdue par combustion à l'étatde gaz sulfureux I I'autre partie fond et s'accumule sur I'aire dela meule.
79. Raffinage. Le raffr,nage du soufre consiste à fairearriver sa vapeur dans une chambre en maçonnerie (fï9. 2g),Les premières vapeurs se sublirnent à l'état de fine poussière Ic'est la fleur d'e soufre. Quand
'les parois sont échauflées au
$0uFnB sr sEs coMPosÉs 259
detà de t{3o, le soufre se condense à l'état liquide, on le recueilleet On Ie cOule dans des moules coniques I ctest le soufre en cq'non'
Â, réservoir contenant re soufre en fusion, lequel s'écoule par le tube r dans
le cylindre P, où la chaleur du foyer E le réduit en vapeur; B, chambre à con-
densation; C, registre qui perrnet d'arrêter l'arrivée de la vapeur de soufre ;
S, soupape; t, tringle servant à donner issue au soufre fondui Hr moule pour
le coulage du soufre en canon.
80. Usages. - Le soufre est employé dans la fabrication dugaz sulfureux, de I'acide sulfilrique , du sulfure de carbone, de
[a poudre ordinaire ( no {77 ) , des allumettes; on I'utilise éga-lement pour prendre des empreintes de médailles, pour colrl-battre l'oldium de la vigne, et on ltordonne en médecine, sousforme de pommades, contre certaines maladies de la peau.
II. Anhydride sullureux, SOo:6/*.
Bt. Propriétés. - L'anhydride sulfureu,æ est un gaz incolore,d'une odeur suffocante provoquant la toux, liquéfiable x - $o,
très soluble dans I'eau, qui en dissout cinquante fois son vohrme.Sa densit,é est 2,23.
Il n'est ni comburant ni cormbustible ; c'est un décolorant éner-gique.
89. PréparatiOn. - I. Fasn 'l,e mercure ou, le eu'iure et I'acidetulfu,rigue. - On chauffe légèrennent lo mélange dan,$ un ballon,
S$9. Zg. - Raffinage du soufre.
280 NoTroNs suR LES scrENCEs pnysreuns ET NATURELLEs
et on recueille le gaz sur le mercure (fig.30). Le cuivre, en pr&,sence de I'acide sulfurique, forme du sulfate de cuivre, et le gazsulfureux est mis en liberté.
Cu + 2SO4H2 : SO2 + SOaCU +2H2Oouivre loîrle sulfurique rnhyckitle sulfureur rulfrte de ouivre o&u
Fig. 30. - Disposition de I'appareil où I'on prépare du gaz sulfureux.R, ballon renfermant I'acide sulfurique et le cuivre I iB, éprouvette à dessé-
oher les gazl c, éprouvette dans laquelle on recueille le gazl D, cuve à mercure.
Quand on veut obtenir I'anhydride sulfureux liquide, on faitarriver le gaz desséché dans un ballon entouré d'un mélangeréfrigérant ( fig. 3{ ).
IL Prëparation de la dissoluti,on pûr Ic ca,rborte et l'a,cid,e sulfu-rQue, - La réaction est la suivante:
c + 2so{H2 : co2 + 2SO2 +2H2Oosrbone acitle rulfurlquo gaa carboniquc rnbyrlriile sulfir,reur ocn
L'appareil se compose d'un ballon générateur. Les gaz qui se dé-gagent passent ensuite dans une série de flacons aux deux tiers remplisd'eau froide, dans laquelle le gaz sulfureux se dissout. L'anhydridecarboni{uê, en raison de sa faible solubilité, ne nuit pas aux propriétésde I'anhydride sulfureux.
rlr. Par le soufre et vacide sulfuri,qrr,ê, - On I'obtient, en grandequantité r €tr faisant agir à chaud I'acide sulfurique sur le soufre :
,"i" * *3:'9'ffio.: *r*,119*'o..,.* *'jfo
SOUFRE ET SES COMPOSÉS 267
BB. Usages.- L'anhydride sulfureux est employé dans la fabri-cation de ùacide sulfurique, pour le blanchimerrt de la soie et de la
laine, pour éteindre les fôux ôe cheminée, pour détruire les moisis-
sures âes tonneaux (mèches soufrées ), pour assainir les milieuxinfects (cales des navires, lazarets), pour combattre I'ocq,,rus de la
- B, ballon où se produit le gaz; E, éprouvetteoùse condense la vapeur d'eau;
t, tob" à desséchàr le gul D, ba[oq où le gaz se liquéte; e, tube de sortie
du gaz en oxcès.
gale, pour désinfepter les objets à I'usage des malades atteintsd'affeitions contagieuses. Dans presque tous les cas, on le prépare
sur place par combustion du soufre. L'abaissement de tempér.a-
ture, proaùit par l'évaporation du gaz sulfureux liquéfié, est utilisépoor iabriquôr de gràndes quanlités de glac e (procédé Pibtet).
III. Acide sullurique ordinaire, SO4H2:98'
84. Eigtorique. - L'acide sulfurique ordinaire était déjà
connu au xurJsiècle. Albert le Grand lui donna le nom d'huiled,e oitriol; le moine Basile Valentin indiqua sa préparation , et
Lavoisier en détermina la nature et la composition.
85. État naturel. - On le trouve tibre dans les eaux de cor-taines rivières qui descendent du voisinage des volcans. Le Rio
Vinagre, qui soit des Andes, en renferme I gr. 34 par lit_1e d'eau.
Mais-it eiiste surtout combiné à la chaur ( gypse, plâtre ) ' et
à la baryte ( sulfate de barYùm).
86. Propriétés physiques. L'acide sulfuri'qu'e ordinaireest un liquide incolore, inodore, de consistance sirupeuse I sa
densité est 1,842.
I'rg. ll1. - Liquéfacûon du gaz sulfureux.
262 NorIoNs guR LEs scrgNcos pnysreugs ET NATTTRELT-,Es
87. Propriétés chimiques. - L'acide sulfurique ordinaire estun acide énergique très avide doeau r co qui Ie fait employerpour dessécher les gaz. Le mélange de quatre parties dtacide etd'une partie d'eau est accompagné d'une contraction et d'uneélévation de température d'environ {00o. Il détruit les matièresorganiques (liège, linge, peau, etc. ) et attaque tous les métaux,excepté I'or et le platine. Le plomb n'est attaqr-lé que par I'acidoconcentré et à la lempérature de l'ébullition. Au rouge vif, I'acidesulfurique se décompose en anhydride sulfureux, vapeur dteauet oxygène.
BB. Théorie de la préparation de I'acide sulfurique. - Lapréparation de I'acide sulfurique repose sur I'oxydation de I'anhy-dride sulfureux, patr I'oxygène de I'air, en présence de I'eau :
oxygèuo esu rcide mlfuriquc
Fig. 32. - Préparation de I'acide sulfurique.
a, b, c, ballons dans lesquels se produisent I'acide sulfureux, I'oxyde azotiqueet la vapeur d'eaul d, tube qui amène Ie courant d'air; A, grand ballon oùs'opèrent les réactions; e , tube pour la sortie des gaz en excès. L'acide sulfu-riquo se condense dans le ballon A.
A un grand ballon, contenant un peu d'enu chaude (nS. 32 ) ,on adapte un bouchon muni de cinq tubes : trois d'entre euxdescendent à proximité du fond et amènent, le premier du gazsulfureux, le second de I'oxyde azotique, le troisième un couranbd'air, le quatrième de la vapeur d'eau I enfin le cinquièrlo r pe{renfoncé dans le ballon, sert à l'évacuation des gaz en excè$.
SOe -h O *H2O: SO{Hzluhyilrido rulfursux
SOUFRP ET SES EOMPOSÉg 963
L'oxyde azotique, aux dépens de I'air, devient peroxyde
d'azote :
Az0 + O: AzO2oxyrte azotique orygène penory<te il'Ezote
Le peroxyde forme , avec lteau, de I'acide azotique
I'oxyde azotique :3;zO2 * HzO: 2AzOsH + AzO
peroxyde d,'azote eÊu aoide azotique oryde azotiquc
L'oxyde azotique reproduit la première réaction ({ )' tandisque l'âcide azotique,
'*r, présencô tlu gaz sulfureux , donne de
I'acide sulfurique et du peroxyde d'azote :
2AzO3H+ SO2 : SO4H2 + 2|rz0zrcitle rzotique *uhytlride sulfursur aci<le rulfurique peroxyile tl'azote
Le peroxyde d'azote, sans cesse régénéré, détermine la forma-
tion d'acide azotique. Celui-ci oxyde le gaz sulfureux et le trans-forme en acid. tolfurique; tandis que I'acide azotique lui-mêmeperd de I'oxygène et redevient peroxyde d'azote. Les mêmes
réactions se rJproauisent tant que I'on envoie dans le ballon de
Itair et du gaz sulfureux.La prodriction d'acide sulfurique_p_eut ê!t9 mise en évidence
à I'aicle du chlorure de baryum (BaQiu), {ui forme un précipité
blanc de sulfate de baryum'Rrulneup. - Lorsque la vapeur d'eau devient insuffisante dans le
ballon, il s'y produit des cristaui dits cris tanræ d'es chambres de plomb ,
de comporitiào SO4H.AzO (c'est 1'acide sulfuriqu_e SOaHz, où un atome
d'hydrogA"e est remplacé par le group_ement AzO, appelé nr'trosylel"Suivant des théories réèentes,- la formation de I'acide sulfurique
oomporte deux phases :
1. Production d,e sutfate acr,d,e d,e nitrosyle, SO4H.ÀzO, pa1-l'inter-
médiaire de I'air, du pôroxyde d'azote, de I'eau et du gaz sulfureux :
2SO2 "uHzO*
2LzOz + O : 2(SO1H:A|O)rnbyttritte rulfureur eau lnroxyclo el'azote orygène mlfate acitle ile nitrosyle
Z. Décomposition d.e ce sulfate en acides azoteux et sulfurique par
un ercès d'eau :
SOaH.AzO +[I2O: AzO2H + SO4H!culfato aoide de nitrosyle e&u aoide ezoteux ecitle rulfurique
gg. préparation industriette. - L'ind.ustrie met à profit les réac-
tions établies ci-dessus pour la production de I'acide sulfuriqog. Parmi
les appareils qui figurcoi d.ans cdtte préparation, il convient de signaler :
t. Les fours à pyrite (fours Malétra) ;2. La tour de Glover I
' Ce rad,icat mi,trosyle n'est autro que I'oxyde azotique (AzO), Çûg nous étu-
dlerons plus loin (P' 269).
(r)
et de
264 NoTIoNs guR LES scraNcps pnrsreuus ET NATURELLEs3. Les chambres de plomb;&, La tour de Gay- Lùssac;5. Les bassines à concentration.Founs A PYRrlE. - La substance destinée à fournir l,anhydride sulfu-reux est la pyrite FeSz. Elte est placée sur des tablu. à" soles disposée s enchicane (s, s, fig. BB), après qùi oi iàrrume : il se-forme du gaz sulfu_reuxt qui se rend au bàs dela tour d,e Gtoaer. L,irique la combnstionest assez avancéer orl fait descendre Ia_pyrite d'une-sole à l,autre, eton la remplace par de la p-yrite tr.o.iu. Là"résidu r'oog*, recueilli dansle cendriei, est ôomposé àËnviron g0-o7g a. sesquioxyde de fer.Toun nr Gr,ovER. - cette tour a un triple effet :{o concentrer I'acid,e sulfuriq"" aàr chambres de plomb, de 50oà 60o Baumé;2o Refroidir les gaz_ gui y circulent I3' Enlever les-pioauits nitreux dissous par l,acide sulfurique dansla tour de Gay-Llussac.La tour de Glouer se compose d'un bâtiment de 2 à 3 mètres de dia-mètre, sur {0 à lb mètres â.* rr"utu"" in*. 85, à gr;cîre;. Ele est rem-plie de Xitt",tt siliceuses, et. ses paroiÀ sont recouvertes de feuilles deplomb' L'acide sulfurique, qui vieni a"s ctru*u;;; dr ptoml et de latourde Gay-Lussac, tombô ett ptui" nne àtrn réservoir disposé au sornmetde l'édificei I'acide arrive- au- bas, concentré à 600 8., tand.is que legaz sulfureuxr provenant des.fours'à pyrite, se rend dans la premièrechambre , charg^* d." vapeur d'eau et dl'produits nitreur gu,il a enle-vés à l'acide suifurique qui tombe.c'arrsnns DE pLoMB.
- ces chambres, au nombre de trois (c , e,,c/', fi$. 33), sont d'un volume totar de b à 6,000 fr:c. ; enes sont tapis_sées intérieurement de feuilles d; plomn soudées. Blles reposentsur des cuvettes de même métal, où se âàpor" r';;â;;urfurique formé Id,e cette f1eon, la fermeture esi parfaite. Elles .o**,piquent entreelles par des ouvertures et reçoifent plusieurs j;t, ;; vapeur d,,eau Ila dernière seu-le, dite charibre d,e cond,ensation, n,en reçoit pas.c'est dans les-deux premières chamu".r que se forme Ia plus grandepartie de I'acide quiiera concentré dans ra tour d,e Groaer.Toun on Glv- LussA,c. : Les produits gazeux qui échappent auxréactions et à la condensation r.'
"àoâlnt tans uie tour remplie decoke et revêtue également de feuilres de pl;;t; c,est la tour d,eGay--Lussac (L, fig. &3). De I'acide sururique j o-2" B, coule à Iapartie supérierire , et, aprgs s'être ctrargé aes cômpôrer .nitreux entrai-nés, se rend au sommei de ra tour de"Grnaer,
Bessrygs DE CONCENTR.4.TTON. - Au sortir de la tour d,e Gloaerrl,acidesulfurique marque 60o à 62o B. On t'"ÀÀt "
au degré commerciai voulu,66o,- en Ie distillant dans des .rtr"âie""r en platine rendues inatta-quab-les -qar une dorure à I'intérieur, ou dans des chaudières de fonteque I'acide concentré attaque faiblem.ot.
Oo' Impuretés. et purification. - L'acide sulfurique, ainsi pré-paré, renferme généràlement trois sortes a'i*puràie, :
265SOUFRE ET SES COMPOSÉS
outtÈ{
€uaq)
1Jc,)
JÉ
q)id
'o)
'q)'g{
(nÉ€É
.tro
.cd ÈcdÊ' \q),È
iA;l;cô
cr?i:.$
fr{
906 NorroNs suR tE$ $cIEI.tcEg PHYSIQUES Eî NATIIREIIES
lo Du sulfate d,e plomb, provenant de I'attaque des chambres deptomb par I'acide sulfurique I
2o Des produt'ts nr,trës I3o Des
-composris arsenicau,æ, résultant du grillage des pyrites plus
ou moins arsenicales.Le sel de plomb est enlevé par I'acide sulfhydrique, à l'état de sul-
fure de plomb insoluble.Les pioduits nitrés sont éliminés r €tr chauffant I'acide sulfurique
avec t à 5 décigrammes de sulfate d'ammonium par 100 kilogr. d'acide.
La distillation de I'acide sulfurique, avec un peu de bichromate depotassium , le débarrasse de I'arsenic.
gl. Usages. - L'acide sulfurique sert dans la préparationdes acides azotique et sulfureux , dans cdlle d'un grand nombrede sulfates ( sulfates de fer, de cuivre, etc. ) , dans la fabricationdes bougies stéariques , des éthers , du phosphore
' des super-
phosphates.Bn réagissant sur le chlorure de sodium, I'acide sulfurique
donne, outre I'acide chlorhydrique ( no 80 ) , le sulfate de sodiumqu'on emploie pour la fabrication du carbonate de sodium. Celui-ci,à son tour, sert à la fa.brication du savon, du verre à vttre, etc.Etendu d'eau, I'acide sulfurique sert au montaSe des piles.
IV. ^Acide sulthYdrique, H2S : $&,
92. État naturel. H L'aei.de sulfhydrtque se dégage spontané-ment de certaines eaux minérales (eaux sulfureuses), Il se formedans la décomposition des matières végétales et animales qui ren-ferment du soufre (æufs, vase des marais, fosses d'aisances).
g$. Propriétés. - L'acide sulfhydrique est un gaz lncolore, d'uneodeur fétide rappelant celle tles æufs pourris, soluble dans 3 à 4 fors
son volume d'eau à la température ordinaire. Sa clensité est { ,lgl2,Il 5rûle avec une llamme bleue, en produisant de l'eau et de I'anhy-
dride sulfureux :
'oia",,*T,?r,"iquc
* "'tt;""
: TP +
.otva,iàlffrrureur
il forme, avec trois volumes d'oxygène ' un mélange qui détone à I'ap-proche d'une bougie allumée.
Si I'oxygène n'est pas en quantité sufflsante, il se produit de I'eau,et le soufre se dépose, comme il est facile de le constater, en enflarn-mant I'acide sulfhydrique contenu dans une éprouvette étroite (fig. 34) :
H2S+O:rcitlo sulfhytlrique orygèno
I{20 + seâu eoufrc
Le chlore le décompose en soufi'e et acide chlorhydrique selonl'équation :
HzS +ztl: 2HCI + Sroitte sulfbytlriquc ohlorc acicle chlorhytlriquc routrc
SOUFRE ET SES COMPOSÉS
n noircit I'argent et le Plomtr,métalliques, des précipités dont lamétal. C'est un gaz dangereuxrespirer.
Son odeur fétide avertit de sa Pré-sence, même quand il n'existe dansI'air qu'en très faible proportion I
)orsqu'il se dégage subitetnent et'enabondance (ouverture des fosses d'ai-sances), son action est instantanée,et il peut déterminer I'asphyxie enquelques minutes I I'intoxication estdésignée par les vidangeurs sous le nomatténués par la respiration de très petiteserl humectant avec du vinaigre un lingechaux.
d-e plom,b. Ses effets sontquantités de chlore obtenucontenant du chlorure de
I
f9,4. PréparatiOn. Far u,n sulfur"e et l'acide sulfuri'que oul.'acicle chlot"hyd,ri,que. - On fait agir à froid les acides sulfurique ouchlorhydrique sur le sulfure de fer I il se forme du sulfate ferreuxou du chlorure ferreux avec dégagement de gaz sulfhydrique :
FeS + SO4H2:SOaFe+ H2Ssulfure do fer aoido strlfuriquo rulfate tle fer aoitle sulfhyclriquc
FeS+zHCt:FeClg+H2Smlfure tle fer ecicle chlorhyctriquc oblorure ferreur ecicle aulfhytlriquc
Le gaz obtenu contient toujours un peu d'hydrogène provenant deI'action des acides employés sur le fer libre mêlé au sulfure.
Avec le sulfure d'antimoine (Sb:Sl; et I'acide chlorhydrique à ehaud,on obtient du chlorure d'antimoine (SbCla) et de I'acide sulfhydrique pur:
sb2s3+6I{Cl:zsbcl3+3H2Srulfure d'autimoine rcirlo ohlorhyttriquo ohlorure d'antimoino acitle sulfhytlriquo
95. Usages. L'acide sulfhydrique est employé à l'état gazeux,en dissoiution, dans l'analyse chimique. C'est à I'acide sulfhydrique quecertaines eaux rrrinérales (Barèges, Bonnes, ete. ) doivent les pro-priétés qui les font employer, soit en bains, soit à I'intérieur, pourles affections de la got'ge.
QussrroNNÀrRE. - Quelles sont les propriétés physiques du soufre? - 0ù lerencontre-t-on dans la nature? - Que donne-t-il en brùlant? - Comment leretire-t-on des terrains volcaniques qui le renferment? - Qu'est-ce que Ia fleurde soufre? - Comment I'obtient-on? - Quels sont les principaux usages dusoufre ?
Quelles sont les propriétés de I'anhydride sulfureux? - Comment peut-on lopréparer? - Qwel, est le rôte d,w ewi,vre et il,w carbone il,ans sa prëparationpar l,'acida sulfwri.que ? - Quels sont ses usages ?
Quetles sont les propriétés chimiques de I'acide sulfurique? - Comment lenommait-on autrefois ? - Indiquez les réactions qui se passent dans Ia prépara-tion par oxydation de I'acide sulfureux. - Donnez brièuement I,o descriptionil,et appareils qwi sertsent ù'l,e préparer d,ans l,'imdwstrie.
267
et donne, avec la plupant des selscoloration caractérise la nature du
l\
A lir'r'ji;y'/;;i
ە(i1t
F'ig. 34.Combustion de I'acide sulfhydrique.
268 NoTtoNs sun LEs $crENcES pnysleuns DT NaTURELLEs'
Qwel'l'e combinaison l,e sowfre forme-t-ir, aoec r,'hyir,rogème? _ ewer,r,es som,les proprôëtés il'e I'aniil,e swlfhgd,ri,que? - A*" d,onnâ-t-tien brtcl,ant? _ ewel,teest som ontion sur re pl,omb et r,'argent? --commemt re prépare_t_om?
ExsRqIcES' - {.. QueI volume d'anhydrido sulfureux produit la combustiond'un gramme de soufre ?2' Quels poids de cuiwe et d'acide sulfurigue faut-il employer pour obtenirl0 grammes d'anhydride sulfureux ?3' Quel poids de sulfure de fer faut-il traiter par l'acide chlorhydriq'e pourobtenir I gramme d'acide sulfhydrique ?
CHAPITRB VII
PRINCIPAUX COMPOSÉS DE L'AZOTE
96. Principales combinaisons. - I.,azote forme, avec l,oxygène,cinq composés principaux qui sont :
1" !* protoxyde d'azoté ou oxyde azoteux. . . . 1r2z1lo Le bioxyde d'azote,"oxyde azotique ou nitr.crsl rtr. azo3oL'anhydrideazoteux. . . . . . . . . . Azzor!'ry peroxyde d'azote. . . trtz1z5o L'anhydride. azotique Lzz1sAu contacf de l'eau-, ies arilri'tlridcs azotcux ct azotique donnentIes acides azoteux (AlgrtH-) et azôtique (rrorrij. -'
*'L'azote forme, avec I'hydrogène, on co*posé guruo* gui est l,ammo_niague AzH3.
I. Oxyde azoteux, AzzO:g,4.' 97 - Propriétés physiques. L'oxvnr azor'Ux r o* protoæycred'azote, est un gaz incolore, inodore, d'une saveur légèrement sucrée.Un litre d'eau en dissout un demi -litre à la tempei"ture ordinaire .I'alcool en dissout 4 fois son volume. sa densité ;;i-i,szl.
98. Propriétés chimiques. : I,e protoxyde d'azote est un composéneutre décomposable par Ia chareur en azote - et oxygène. u; .f,ô,en ignition, introduit dans un flacon rempli de ce Sir, y brùI, onâ,énergie r sous I'action de I'oxygène mis en iiberté pui i" chaleur.
LzzO -2lv + O
oxycle azoteux s,zots oryg:ène
La combustion est alors pl,us active que dans |air, parce que raproportion tl'oxygène y est-plus forte. Ûrr. allumette, encore incan-descente, se rallume dans lô protolyde d'a_zote; re cha*bon, r. ph;;-phore, le soufrer y brùlent avèc écrai. on re oiÉtinguË ou r;o*y[en.,
pRINCIpÀux coMposÉs DE L'.tzorE 269
en ce qu'il n'entretientdes animaux. L'oxyderouges de peroxyde.
99. Préparation. -On chauffe doucemerrtverre (fig. 35) ; le selazoteux et en eau:
AzOs.AzHrllotete d'ammonium oxycte rzoteur oln
LOO. Usages. - Le protoxyde d'azote est parfois employé commeanesthésiquen, mais il doit être exempt d'oxyde azotique. Son inha-lation produit une sorte d'ivresse gaie qui lui a fait donner le nomde gaz hilarant.
If. Oxyde azotiquo, A:zO:3O.
tot. Propriétés physiques. L'oxyon AzorreuE, ou bioæyded,'azote' est un gaz incolore dont ltodeur et la saveur sont incôn-nues ; car, en présence de ltair, il se transforme en peroxyded'azote. Sa densité égale {,3.
- lo9. Propriétés chimiques. Au contact de I'oxygène, ou
sinrplement de I'air atmosphérique, I'oxyde azotique- se trans-forme en peroxyde d'azote :
AzO + O: AzOzoryile ozotiquo orygènc peroxyde d'alotc
La chaleur ne le rlécompose qu'au rouge vif en azote et enorygène; c'est pourquoi un corps en ignition, plongé dans un
pas les combustions lentes, ni la respirationazotique ne s'y transforme pas en vapeurs
Pan" l'azol,ate d'antmoni,unt (AzOl.AzHa). -de I'azotate d'ammonium dans un ballon dese décompose au - dessous de 2tt0o en oxyde
Fig. 35. - Préparation du protoxyde d'azote.
' L'snesthësia eet la suppression mornentanée de la sensiLritit6.
ùrl0 NorroNs suh LDs sclnNcbs pgysreuËs Ef NATURELLEs
flacon rempli de ce gâ2, s'éteint, à moins qu'il n'ait été forte-ment enflammé ou qu'il ne soit, oomme le phosphore ou le car-bone, très avide d'oxygène.
Une dissolution de sulfate ferreux r oû vitriol vert ( FeSOa ) ,Itabsorbe très facilement, se colore en brun, se suroxyde et donnedu sulfate ferrique [Fe,(SO4)tj. Cette réaction permet de recon-naître la présence du bioxyde dans un mélange de gaz.
Un mélange d'oxyde azotique et de vapeurs de sulfure de car-bone brûle avec une flamme éblouissante.
{03. Préparation. - Par le cuiare et l'acide azotique.Dans un flacon identique à celui qui sert à la préparation deI'hydrogène (fig. 7) , on introduit de I'eau et de la tournure decuivre ; puis, pâr le tube à entonnoir, on verse peu à peu de I'acideazotique ; il se forme de ltoxyde azotique, de I'eau et de I'azotatede cuivre :
SAzOBH + 3Cu '- ZlmO + 4I{20+3 [(AzO3)'Cu]eciile azotique Guivr.e oryrle ozotique eau azotate de ouivre
On peut substituer au cuivre I'argent ou le mercure. Au com-mencement de I'expérience, d.es fumées rougeâtres , dues à latransformation des premières bulles de bioxyde au con[act deI'oxygène de I'air renferrné dans le flacon , apparaissent dansItappareil, puis se dissolvent dans lteau. Le bioxyde commenceà se dégager, quand tout I'oxygène a disparu. Les premièresbulles que I'on recueille contiennent un mélange de bioxyde td'azote et d'azote provenant de I'air du flacon. I
{04. Ûsages , - Le bioxyde d'azote joue un rôle important,quoique intermédiaire, dans la préparation de I'acide sulfurique.
dO5. Peroxyde d,'azote ( AzAz). - Il offre I'aspect de fumées rou-geâtres (vapeurs rutilantes) facilement condensables. II se forme toutesles fois que I'oxyde azotique se trouve au contact de I'air. C'est le com-posé le plus stable parmi les combinaisons gxygénées de I'azote. On leprépare en décomposant I'azotate de plomb bien sec par la chaleur :
(AzOa)zP5:2lrzOz + PbO + Oazotate tte plomb peroryde rl'azots protoryde tle plomb orygèno
On condense les vapeurs dans une allonge entourée d'un réfrigérant.L'oxygène s'échappe par I'ertrémité de cette allonge.
6
IlI. Acide azotiqu@, Az03II:63. .{ ** hif
106. Historique. - L'Arabe Geber (vuto siècle) I'obtint, pourla première fois, en chauffant un mélange d'argile et de nitre(salpêtre ) ; il lui donna le nom d'esprit de nitre. RaymondLulle (1224) I'appela ecnt,-forte, à cause de la propriété qu'il
a d,a*aqo,,,u,nï'JJ.;î:::Ï, î'ffiilnsr"i,, €tr'ii:premier I'analyse (1784), et Lavoisier le nomma acide nitriçfie.-On
I'appelle également, acide azotique.
lO7. État naturel. L'acide azotique existe dans la naturesous forme d'azotates de calcium, de sodium, de potassium (sal-pêtre). On en trouve des traces dans I'air atmosphérique.
l0B. Propriétés physiques. - L'acide azotique est un liquideincolore quand il est puî, de saveur extrêmement caustique. Sa
teinte jaunâtre est due au pero"y{e d'azote en dissolution. Con-
centré , il répand à l'air des fumées blanches (acide fumant). ilbout à 86o.
{09. Propriétés chimiques. - I'scide azotique est un oxydantrtes plus énergiques ; il oxyde le carbone, le soufre, le phosphore'
I'iode, mais il est sans action sur le chlore ; il attaque toutes les
matières organiques (liège, bois , peau ) et les détruit. Il détruitégalement les matières colorantes ( indigo ) , et jaunit la soie, lalaine, etc.
II est facilement décomposé par la chaleur et attaque tous les
métaux, à I'exception de I'or et du platine.
L'acide concentré (monohydraté) fumant, mis en contact avec le fer,le rend passr,f , c'est-à-dire que non seulement le métal n'est pas atta-
{ué, mais il perd la propriété d'être attaqué par I'acide étendu (acideazotique quadrihydraté). Le fer passif est _attaqué immédiatement parI'acidè étendu si on le touche avec un fil de cuivre. D'autres métaux,le nickel et le cobalt, Pâr exennple , se comportent comme le fer.
llO. Eau régale. - L'eau régale, ainsi nommée parce qutelledissout I'or, le roi des métaux, est un mélange de trois ou quatreparties d'acide chlorhydrique ( HCI ) avec une partie d'acide azo-tique. Elle doit ses propriétés surtout au chlore libre qu'elletient en dissolution.
l,t,l. Préparationchauffeo dans une cor-nue de verre, un mé-lange à poids égaux.d'acide sulfurique(.SOaHz ) et d'azotatede potassium ou sal-pêtre (AzO3I() : onrecueille dans un bal-lon refroidi les Ya-
\ peurs d'acide azo-
ln P'répuru,t'io'n des labot'cttait'es, - (ln
\lique qui se dégagent (fig. 36).
I
Fig. 36. - Préparation de I'acide azotiEro.
272 NoTIoNs suR LES scIENcEs pgysren'S ET NaTuRELLEs
_ Le potassium du sel se substitue^ atome_ pour atome à I'hy-drogène de I'acide sulfurique, et forme dù sulfate acide depotassium (.|O4KH) qui reste dans le ballon, I'acide azotiqueest mis en liberté :
AzOsK + SO4H2:AzOaH+ SO4KHezotate tle potassium acitle sulfurique aaide ozotiquo sulfat€ scide de potassium
2o Préparation industrielle. - Dans I'industrie, on remplaceI'azotate de potassium par I'azotate de sodium , qui est moinscoriteux. La réaction est la même, seulement on-obtient un sul-fate neutre au lieu d'un sulfate acide :
2(AzOsItu) + SO4Hzazotate tle soalium lcitle sulfuriquo acitle azotique culfate 6e sodium
Cette préparation exige ule température plus élevée que dansla
_ précédente , mais Ie rendement en aciùe est plus ïonsidé-
rable.
ll2, usages. - L'acide azotique est ernployé pour décaper lesmétaux_, pour graver sur g"iltg (gravure à I'eâu-forte ) et suracier. Pour graver' on enduit de cire ou cle vernis la surfacedu métal ; puis , avec un stylet, on enlève Ie vernis , suivant lestraits du dessin à' reproduire : on étend ensuite sur le métalune couche {'acide azotique, qui n'attaque que les régions misesà nu.par. le stylet. On lave à I'essence de térébenthine qui clis-sout la cire, on nettoie, et le dessin apparaît en creux.
01 emploie I'acide azotique pour eolorer en jaune certainesétoffes (soie, drap). Il_sert.encorg à préparer la nitro-glycérine,base de la dynamite, le coton - poudre, le collodion e[ ies ûrâ-tières colorantes ( couleurs d'aniline ).
IV. Gaz ammoniac , A:zlfs: lZ.
ll3. État naturel. On Ie rencontre en petites quantitésda1_s I'ut_l après
-les pluies d'orâse, ou dans le sôl uni à [uelques
acides. Il s'en forme beaucoup dans la décomposition àes -u-tières organiques azotées et dans la distillation de Ia houille.
_ ll4. Propriétés physique-s. _- Le gaz atnrnoniac est incolore Idoué d'une odeur forte, pénétrante, qui provoque les larmes,sa saveur est brûlante et caustique. un litre d'eàu à 0o peut endissoudre {000 litres, et à 15o pius de 700 litres. Sa diss'olutionest nommée alcali aolatil. Si on chauffe cette dissolution. elle
pRlNclpaux couposÉs DE r.'e.zorr ZïJabandonne tout le gaa qu'elle renferme , et comme sa densitén'est que 0,596, on peut le recueillir dans un flacon, disposécomme I'indique la figure 37. En sortant du ballon, le gaz[raverse un flacon contenant des matières desséchantes quiretiennent la vapeur d'eau dont il est chargé.
Le gaz ammoniac bleuit le papier de tournesol rougi. Refroidiet ggmprimé, il se liquéfie ; le liquide ainsi obtenu produit unfroid intense_ en s'évaporant. Cette propriété est utilisêe pour lafabrication de la glace dans I'appareil Carré à g,az ammoniac ,
(Physiguê , no 16{ ).Le gaz ammoniac est ab-
sorbé en grandes quant'itéspar le charbon de bois. Onmontre cette propriété enportant au rouge un frag-ment de charbon, pour ledébarrasser de la vapeurd'eau et de I'air enfermé dansses pores, puis on le plongesous le mercure, et on lefait passer sous une éprou-vette contenant du gaz am-moniac . Le gaz est absorbé,et le mercure remplit l'é-prouvette.
/L15. Propriétés chimiques.
- Le gaz ammoniac est incom-bustible dans I'airl mais unmélange de 3 volumes d]oxy-gène avec 4 volumes de ce gaz.
détone à la Ilamme d'une bougie,
Fig. 37. - Gaz amruoniacse dégageant de sa dissolution.
en donnant de l'eau et de I'azote :
ZLzHa + 30 :trnz +3H2Ogtr qrn"'onisc oxygène auoto oau
Le chlore et I'iod.e forment, dans leur action sur I'ammoniaque,. des composés explosifs (chlorure et iodure d'azote) dangereux à manier.
Sa dissolution aqueuse est basique; elle verdit le sirop de violettes,et ramène au bleu la teinture de tournesol rougie par un acide. Ellepeut être neutralisée par I'addition d'un acide. Lorsqu'on laisse éva-porer) ces dissolutions , les sels cristallisent, et ces sels ornmoniacq,u,fiont une analogie frappante avec ceux du potassium'.
' Les sels ammoniacaur ont des formules analogues à celles des sels depotassium. L'atome K y est remplacé par le radical AzHt. Ce corps n'a pu ut,qu'à présent être igolé, mais on connait son amalgame.
to
274 NoTroNs sun LEs scrpNcns puysreurs ET NaruRÉLLEs
- Le gaz ammoniae se combine très facilement avec les aeides I ainsilorsqu'of
- Place I'ut agnlès de I'autre deux vases contenant, I'un deI'acide chlorhydrique (HCl_) et I'autre de I'alcali (AzHa), il sé produitd'abondantes fumées de se[ ammoniac :
HCI+AzHa:AzHaClroiele chlorhyilrique rmmouiagur rel smmonieo
{f6. Préparation. - Pur la chauæ et le chlorure d,'urtLtïùe-niu,rn,- Qp .rlugffr légèrement dans un ballon un mélange de
, chaux vive . ( clo ) et_ de chlorure d'ammonium (Azl{aclj. Le
chlore se substitue à I'oxygène de la chaux; il se forme de I'eauet du chlorure de calcium ( CaClz ) qui reste dans le ballon ; legaz ammoniac se dégage :
2AzHaCl. + CaO : CaCl? + ZAzHs +HoOohlorure d'ammonlum ohaur vive chlorure do oeloiun grlù lmmoniac oill
Fig. 38. * préparation de la dissolution ammoniacale.B, ballon oùn'e produit t'rli;iffiffi,;1".h:H:: de srtreté; F,F,F, naconc
On le recueille sur le mercure, à cause de sa grande solubilitédans lteau.
Si I'on veut obtenir la dissolution ammoniacale, on fait passerle gaz dans des flacons renfermant de I'eau froide et reliés entreeux par des tubes disposés comme I'indique la figure 88, c'estce qu'on appelle un appareil de lVolf.
llv.-{Isages. L'ammoniaque est employée pour dégraisserles étoffes et nettoyer_ I'argenteiie. IJne dizaine dà gouftàs de ladissolution , prises dans un verre d.'eau, peuient dissiperI'ivresse. On I'emploie aussi comme caustique-contre la piqâredes bêtes venimeuses : vipères, guêpes , côusins * ; pour âis-
-' On lui préfère actuellpment, pour. cet usage, la disoolution Êqueuse d'acidechromigue.
PHOSPHORE ET SES PRINCIPÀUX COMPOSÉg 'I75siper le gonflement de I'estomac (météorisation) auquel cêr-
tains animaur domestiques sont sujets, et qui provient ordinai-rement de I'ingestion de trèfle ou de luzerne humides.
QunsnoNNArRE. - Donnez les noms et leg symboles dec composés oxygénésde I'azote. - Quel'l,es somt les proprôëtës physiquet et chimlques il,w protoægil,od,'azote? - Commemt l,e prépare-t-en? - A qwoi sert-il?
Comment se comporte le bioxyde d'azote en présence de I'air? - Expllqrez sapréparalion par I'acide azotique et un métal. - Quc sat)êz -oous il,u pcroæyikd,'azote ? - C ommpmt l,' obtient - on ?
Quel nom donnait-on autrefois à l'acldo azotique? - Quelles sont s6s pro-priétés? - Qu'est-ce que I'eau régalo? - Comment prépare-t-on I'aeide âzo-tique : ln dans les laboratoires I 2' dans I'industrie ? - Quels sont les principaurusages de I'acide azotigue ?
Quelles sont les propriétés du gaz ammoniac? - Est-il soluble dans I'eau? -Est-il combustible? - Comment le prépare-t-on? - Comment le recueille-t-on?- Quels sont ses principaux usages ?
Exnncrces. - l. On décompose 100 grammes d'azotate d'ammonlum par lachaleur. Quel sera le poids de l'eau qui so forme et aelui du protoxyde â'azotequi se dégage ?
_ 2. On mélange { litre d'air avec { litre de bioxyde d'azoto. Quel sera le poidsdu peroxyde d'azote formé ?
3. L'azotate de potassium corlte 75 fu. les {.00 kilogr., et I'azotate de sodiumooÛtte 38 fr. Quel bénéfice retire-t-on dans la préparation de i00 kilogr. d'acideazotique ' en employant I'azotate de sodium au Iieu de I'azotate de potàssium ?
4. Combien de chaux faut-il ajouter à 100 gr. do chloruro d'amrùonium, pourobtenir toute l'amrhoniaque que ce sel renferme ?
CHAPITRE VIII
PEOSPHORE ET SES PRINCIPAUX COMPOSÉS
f. Phosphore, P:81.
l{8. Historique et état naturel. Le phosphore fut décou-vert en {669 put Brandt, alchimiste de Hanbo"rg; q"i- r.retira de I'urine. Il existe, à l'état de combinaison, dais le foie,dans la laitance des poissons, dans le tissu neryeux, dansI'urine. on le trouve, dans la nature, à rrétat de phosphates defer et de calcium.
f 19. Propriétés physiques. - Le phosphore est un corps assezmou pour être facilement coupé avec un couteau, répandantune odeur d'ail , transparsnt quand il est récemment préparé,
276 NoTIoNs sUR LEs SCIDNcEs PHYSIQUES ET NATURELLES
mais devenant opaque à la surface quand -on I'expose à lalumière. Il est insotuute dans I'eau, mais très soluble dans la
benzine et le sulfure de carbone; sa densité est l'r84'
lgo. propriétés chimiques. - Le phosphore est-lumineux dans
I'obscurité ; cette propriété (phosplioresôence ) est le résultat de
i'àxydation au phbsphore, àtte ne se produit ni dans le vide
barômétrique niaani les gaz inertes, comme I'hydrogène, I'azote
ou le ga, câ*bonique. Le n!9sp\ore est très in{lammable et brûle
dans i'oxygène avec un'vif éclat, eD.prod.{:lll d'abondantes
fumées blanches d'anhydride phosphorique (P205 ). Il s'enflamme
*fà"tunément en présencu du brome, du chlore et de I'iode. Ses
brûlures sont dangereuses I c'est pourquoi il faut le manier avec
pre.r"tion, et sou-s I'eau, autant que possible. c'est un poison
violent. ,- Exposé à la lumière solaire, à I'abri de I'air, oû chauffé en vase
cr.rr^s o le phosphOre ordinaire se transforme en phosphole rouge,
chimiquômunt identique, mais doué de propriétés particulières'
PHOSPHORE ORDINAIRE
Odeur alliacée.Soluble d.ans le sulfure de
carbone.Phosphorescent.S'enflamme à 6(F.Vénéneux.Oxydable à I'air sec'
PHOSPHORE ROUGE
Inodore.Insoluble dans le sulfure de
carbone.Non phosphorescent.S'enflamme à 260c.Non vénéneux.Inoxydable à I'air sec'
lgl, Prfparati6n. {.r" MÉruoon. On calcine des os â
I'air libre,-on les pulvérise ensuite, of on y ajoute de I'acide
rotturiqoe. Les os renferment une assez forte p-roportion. de
ptrospnàte tribasique de calcium {PO4_)'?Caa- ^ou. phosphate tri-
àalcique, lequel, àn présence de i'acide sulfuriquo I donne du
sulfate de rutri,r* 1SôtCa 1 , qui est insoluble, et dg phosphate
acide de calcium oo pho*phate monocalcique (Po4)zHaca soluble :
(POo )z0ag + 2SO{H' : (f On )'Hnql + Z(SOaCa)
phospbate tricalciquc rcl<te sulfurlque pbosphate monoorloique sulfate tle odcium
On filtre; le liquide recueilli est évaporé jusqu'à consistance
sirupeuse I il ttt ensuite mélangé à du charbon de bois en
po",i"", puis calciné légèrement. Durant cette opération ' le
PHOSPHORE ET SES PRINCIPAI'X COUPOSÉS 277
phosphate monocalcique perd deur moléculos d'eau et devientmétaphosphate de calcium * :
(lOn )zHrCa - 2H2O + (PO.)tCapborphrte nonocaloique eru métaphosphate d,e oaloiun
La maBse ainsi desséchée est alors soumise à la distillationdans des cornues en grès (fig.39). Il se dégage de I'oxyde clecarbone, et il se forme du pyrophosphate àe calcium. Lephosphore distille :
.z(fO'):Ca.f5C: P2O?Car +2p+ BCqn6tephosphrtc ile ostolum crrbone pyrophospbete ilc odolum phorphorc ory6e ile oarbonr
On recueille le phosphore dans I'eau,2c MÉrnoDE. ^- Le procédé précédent est remplacé aujourd'hui par
la méthode Coignet, qui a I'avan-tage de ne pas détruire I'osséine desos (voyez Anatomie, no g7), et dedonner tout le phosphore qu'ilscontiennent. La méthode consistelo à traiter les os non calcinés parI'acide chlorhydrique, ce qui donnedu chlorure de calcium, CaCl2, et duphosphate monocalciqu e (POa;zg n Ca,tous deux solubles ; 2o la liqueurest additionnée de chaux quifournit du phosphate bicalciquepoa;zgzCaz insoluble; Bo ce phôs-ptrate séché est traité par I'acidè sul-furique étendu, qui le décomposeen sulfate de calcium insoluble etacide phosphorique, POaHa 1 4o onfiltre pour séparer le sulfate I bo leliquide est mélangé avec du char-bon, de la chaux et de la silice, cequi forme une pâte qu'on dessèche,puis on distille : le charbon réduit
Fig. 39. - Préparation du phosphore.
C, cornue dans laquelle s'opère laréduction du pbosphate acide de chaux;B, récipienti A, vase renfermant deIeau ftoide; s, tube ouvert pour ledégagement des gaz.
l'acide phosphorique et donne le phosphore.
-1,92, usages... -. Le phosphore sert à préparer une pâte €tn-
ployée pour détruire les animaux nuisiblès (mort aux rats ). Lephosphore rouge est utilisé pour la fabrication des allum'etteschimiques. Mélangé au bronze en faibles quantités, le phosphoredonne à ce métal une force de résistance irès grande.' '
Le principal usage du phosphore blanc est la fabrication desallumettes.
^ r Voyez plus loin (n' t23), c€ qu'on entend par acide p1'1o et nrétaphospbo-
rlque.
278 NorIoNs sUR LEs sclnncgs PHYSIQUES ET NÀTURELT,ES
Pour cela on divise de courtes bùches de bois de Pin, de
tremble ou de peuplier, en petits fragments quadrangulaires,à I'aide de coutôaui mécaniques. On trempe, dans un bain de
soufre fondu à {25o, une de ieurs extrémités sur une longueurde 5**; puis on les trempo dans une pâte {aite de phosphore,
de colle iorte, d'eau et de sable fin ; on y aioute souvent aussi
une matière colorante, comme le vermillon.On remplace quelquefois le soufre, dont la combustion dégage
une odeur désagréable, Pâf I'acide stéarique. En ce sas r on
ajoute à la pâte du chlôrate de potassium ' qui en brtlantaôtioe la combustion du phosphore et dètermine I'inflammationde I'acide stéarique, coips moins combustible que le soufre.
L'inconvénient de ces allumettes est I'usage du phosphore
blanc, dont I'inflammation spontanée peut occasionner des incen-dies ; en outre, la fabrication du phosphore est, pour les ouvriers,la cause d'une série de maladies presque toujours mortelles. On
obvie en partie à ce danger en utilisant des allumettes dites au
phosphorô rouge. Celles-ci sont enduiteg d'ol-t pâle non vénéneuse
iormée de chloiate de potassiltlrlr de sulfure d'antimoine et de colle
forte; elles ne peuvent stenflammer que sur un frottoir spécial
enduit de phosphore rouge, de sulfure d'antimoine et de colle forte.Bien que cel ailumettes soient préférables aux première-s ' !a
fabricatiôn du phosphore rouge présente des inconvénientstels, qu'on cherôhe éncore aujourd'hui le moyel de fabriquer,sanÉ danger pour I'ouvrier, des allumettes s'enflammant facile-ment.
II. Cornposés oxygénés et hydrogénésdu phosphore.
L23. Le phosphore forme, avecl'oxygène, deux anhydricles : \'lnhy-d,ride phosphoreuæ.' P2O3, et l'anhydride phosp\ortque; P2O5. Ce
derniei peut se combiner avec une, deux ou trois molécules d'eau
et donner trois acides :
to I'acid e mëtaphosphorique :PzOs + HzO - P2O6Hz:Z(POaH) i
2o I'acid e pyrophosphorique :P2Os + 2H2O -P2O7H4.
3o I'acid e orthophosphari,que ou acid e phosphon'que ordins'ire :PtOb + 3H2O: PzQego:2(POaHa)
Avec I'hydrogène, le phosphore donne 3 composés :
1o le phosphute solide: PaHz;2o le phosphurc liquide : PzHa;lo le phosphure gûzeuæ : PHt'
.'t/y
PHOSPHORE ET SES PRINCIPAUX COMPOSÉS 279
,12&. anhydrido phosplorique, Pzoô . -.L'q,nhydrode phosphoriques'obtient en brùlant du phosphore dans I'air ou I'oxygène secjqtg. 40; :2P + 50 :E P2O5.
phosphore oxygènc enhydrirlc phosphorique
Il se présente sous I'aspect de flocons blancs, soyeux, très avides d'eau.1125. Acide phospho-
rique. - L' acide phospho-ri.que ordinah'e (POaUa;est en cristaur incolorestrès déliquescents. On leprépare en distillant duphosphore rouge avec 15 foisson poids d'acide azotique.
L'acide phosphorique or-dinaire est un acide triba-sique. Les trois atomesd'hydrogène peuvent êtresimultarrément ou successi-vement remplacés par troisatomes d'un métal mono-valent. De là, trois séries de sels venant de cet acide. (V. no 24.)
En se combinant avec deux moléculçF d'eau,l'anhydride phosphorigue
æ
dsnnef 'a,ci,!,e pyrophosphori,quePso?H4, dont le sel de calcium pzozçatse produit dans la dernière phaie dela préparafion du phosphore (noIZI,io,1.Avec les métaux monovalents_, il donne deux séries d^e sels , les selsaeides P2O?II2NaI, par exemple', et les sels neutres plozNar.
Fig. rtg.
Préparation de I'anhydride phosphorique.
280 NOTI6NS sUR LES scIENcEs PHySIQUES $T NÀ'1gRELLES
Enfin,.l'anhydride phosphoriqge r.se combinant avec une molécule
d'ean, dïnne lla,crd,e rnAtapnosphorique_P03H , dont le sel de calcium
(pOsitC" apparait dans la-préparation du phosphore (n' t2t, to). Cet
acide est monobasique.
1126., Hydrogène phosphoré ou phosphure-d'hyd^rogène., PH1:.-L,hyd,rogen" piotpnoré 6* un gaz incolore, d'une forte odeur allia-
cee] n ést tès cômbustible et -s'enflamme spontanément à I'air, s'il
contient des traces de phosphure liquide (Pzga ). c'est à lui que sont
dus les feux follets que I'on observe quelque{ois - dans les cimetières
humides et les marais renfermant d.es débris d'animaux'un morceau de phosphure de calcium, projeté dans I'eau, donne.des
bulles de ce gaz, ioi s'en{lamment sponianément en arrivant à I'air,
et forment de belles couronnes de fumées blanches d'acide phospho-
rique.bn p.ot encore le préparer en chauffant dans un ballon un mélange
ùe phôsphore, de potasse et d'eau (frg' A).
CHAPITRE IX
Arsenic, A's : 76'
127. L'o,rveni,c est un corps solide, à texture grenuer se sublimant
n*tt 300 degrés, en répandant une forte odeur d'ail'On le ruo.orrire dani la nature, à l'état de sulfure rouge (réalgar)
ou jaun e (orpiment); on I'extrail d'un sulfo-arséniure de fer (nti$'pickel).
L'arsenic forme, avec I'oxygène, deux anhydrides, qui sont tous deux
de violents poisons ; ce son-t lei anhyd,rides arseinieuæ (Asrol ) et
âiraitque (lszou1. On emploie la magnésie calcinée, délayée dans I'eau,
comme contrepoison des sels arsenicaux'- iippareil â'e Marsh, qui sert à déceler la présence de traces d'ar-
senic-,-est un appareil à production d'hydrogene-dans lequel on_ intro-àuit lâ sqbst"*à à examiner. On enflamme I'hydrogène qui se dégage,
ô" o."rr. ru flamme avec une soucoupe, sur laguelle il se forme des
iaches noires d'arsenic si la substance suspecte en renferme'
QupsrroNNAIRE. - Quelles sont les propriétés phyliqugs du phosphore-? *eri produit-il en br6ant? - Comment ônti"nt-on tô pUosphore rouge? - Indi-
frre, "o*ment on retire le phosphore des.os. - A quoi sert le phosphore-?
Comrnemt pripare - t - oà : li A'anhyil,riite phosphoriqu! I 2o l,'oniil'e phospho-
rtqwe ord,inii,re] $' b phosphure iliiyitrrogène? - Le phosphwre dihydrogène
ast-il combwstibl'e ?
Qu'est-ca quc l,'arSenia? - Quelo somt tcs primcipatrc composéstnoturcls? -
caRBoNE ET sls couposÉs 28t
Quels anhyil'rid,cs forme-t-ll ofiea l'oæygène? - Décrioez l'o,pporeil ilp Morsh,
- â qwoi sert:ll,?
Expncrcss. - 1. Les os renferment 51. p. 0/o de phosphate tribasique; combienfaudra-t-il traiter de kilogr. d'os par l'acide sulfurique, ponr obtenir tkilogr.de phosphate acide? - Combien la réduction de cè phosphate acide par lecharbon donnera-t-elle de phosphore ?
2. Quel poids de phosphore faut-il brtler dans l'air, pour obtenir {.0 grammesd'anhydride phosphorique?
3. Quel poids d'anhydride arsénieux renferme autant d'arsenic Ere 100 granLuegd'anhydride arsénique ?
CHAPITRE X
GARBONE ET SES COMPOSÉS
f. Carbo[€, C:12.
_r?8. Propriétés physiques. - Le carbone est un corps simple,eolide, sans odeur ni saveur, gris ou noir quand il n'est butcristallisé, insoluble dans tous les liquides, excepté dans la fontede fer et dans I'argent en fusion.
199. Propriétés chimiques. - Le carbone est inaltérable àI'air à la température ordinaire ;mais il jouit, à une températureélevée, d'une très grande affi-nité pour I'oxygène, avec le-quel il forme deux combinai-sons : l'oæyde de carbone ( CO ),qui se forme quand le carboneest en excès, et l'anhydridecarbonique (CO,), {ui se pro-duit quand I'oxygène est enquantité suffisante (fig. 421. Ilse combine au soufre, pourdonner le wl,fure de carbone(CS') ; il forme avec lhydro-
îig. 42, - .h'ormation et décompositigadu gaz carboniEre dans un foyer.
gène de nombreux composés ( carburcs d,hydrogène).130. ftat naturel. Le carbone entre dans la composition
de presque toutes les substances organiques. Il existe dansI'air sous forme d'anhydride carbonique; on le trouve dans lesol à l'état libre ( houille, lignite, diamant ) , ou à l'état de coûr-binaisons (carbonates de chaur, de fer, etc.).
CO + O = C0'
o1 ol ol 01 o1
282 NorIoNS sUR [,Es scIDNcEg PHYSIQUES ET NÀTURELLES
l3l. Charbons naturels. - Les principalee variétés de char-bons naturels sont : le diamant , le graphite , I'anthracite, lahouille, le lignite et la tourbe.
Diamant. - Le diamant est le carbone pur cristallisé. Il estordinairement incolore et brille d'un viféclat particulier (éclat ad,amantin). Sadureté est telle, qu'on ne peut I'userqutavec sa propre poussière. Ctest uncorps très précieux. On a pu le repro-duire artificiellement (Moissan, 1896 ) ,mais en cristaux trop petits pour êtreutilisés. On le taille en rose ou en bril-lant (fig. 43 ). Son poids s'évalue en
carats (0 gr. 2025). On s'en sert pour couper le verre.
Graphite. Le graphite, nommé à tort plombagine oumine de plomb , est un charbon, {ui se présente ordinaire-ment en lames feuilletées, douces au toucher, laissant une tracegrise sur le papier. On en fabrique des crayons. Comme il estbon conducteur de l'électricité, il sert en galvanoplastie poufrendre conductrices les surfaces à métalliser. Délayé dans I'huile,on I'emploie pour préserver de ltoxydation les fourneaux, lestuyaux de poêle, etc.
Anthracite. - Ltanthracite r ou charbon de pierce, stallumediflicilement I mais, avec un bon tirage, il brûrle en produisantbeaucoup de chaleur.
Houille. - In houille, ou charbon deterce, est noire, luisante,brûle facilement en répandant d'abondantes fumées, dues auxmatières bitumineuses qu'elle renferme. Ce combustible, fré-quemment employé, résulte de la décomposition lente des végé-taux anciens. Elle sert à la fabrication du gaz d'éclairage(no {52).
Lignite. - Le lignite est un charbon noir, offrant la struc-ture du bois. Il en existe une variété compacte, appelée iayetou pieme de jais, {uê I'on taille pour en faire des ornementsnoirs (perles, boutons, etc.).
Tourbe. - La tourbe est une matière combustible, spongieuse,qui brûle assez facilement (Géologie, no {8).
139. Charbons artificiels. Les principaux charbons artili-ciels sont le coke, le charbon des cornues, le charbon de bois,le noir animal et le noir de fumée.
Fig. /13.
Diamant taillé en brillant.
caRBoNs ET SES COUPoSÉS 283
CohP. E Le coke est Ie résidu de la distillation de la houille.ll est t1ès poreux et brûle en donnant beaucoup de chaleur.Comme il a perdu par la distillation presque tous les produitsgazeux que renfermait la houille, sa combustion se fait pres{luesans flamme.
Charbon des cornue$. - Le charbon des cornues est du câr-bone presque pur, qui se dépose sur les parois des cornues quiservent à la distillation de la houille. On I'emploie Gornme coû-ducteur dans les piles électriques et pour la production de I'arcvoltaïque.
Charbon dc bois. - Le charbon de bois est le résidu de ladistillation du bois ou de sa combustion incomplète à I'abri deItair.
Pour le fabriquer, on dispose les bfiches comme I'indique lafigure 44 (procëdé des meules). On recouvre le tout de terie r oD
Fig. 44. - Carbonisation du bois (procédé des meules).
ménageant près du sol quelques ouvertures (éuents) donnantaccès à I'air ; puis on jette des matières embrasées dans la che-minée,
_ et quand la combustion r so propageant peu à pou r
est suffisamment avancée , on bouche les - évents et on làisse
refroidir.On peut aussi le préparer par distillation du bois dans des
cornues. On obtient alors des produits secondaires tels queles goudrons, I'esprit de bois, etc., gui sont perdus dans tanié-paration par le procédé des meules. Le bois est réduit en brrvrrosqu'on introduit dans une chaudière communiquant avec un ser-pentin. Tous les produits volatils se dégagent sous I'action dela chaleur et se condensent dans le serpentin. Le charbon quireste est très pur.
Le charbon est fréquemment employé comme réducteur en
i
2f.4 NorroNs suR Las scIENcEs pnysreugs ET NATURELLES
métallurgie. Le charbon de peuplier, de bourdaine, est uti-lisé pour la fabrication de la poudre. La facilité avec laquellele charbon de bois absorbe les gaz le fait employer dansla construction des filtres ( no 50 ). On I'utilise aussi comme den-tifrice.
Nair animaLr É Le noir animal est le résultat de Ia calcina-tion des os en vase clos. L'osséine, ou substance organique desos, est décomposée en oxygène et hydrogène qui se dégagent, eten charbon qui reste mêlé aux sels minéraux abondants dans les
os. Ce charbon ntest pas combu-stible. On I'emploie pour décolorerles liquides, surtout dans la fabri-cation et le raffinage du sucre. Ilsert aussi comme engrais.
Noir de fumée. E Le noir defumée provient de la combustionde matières grasses ou résineuses.Pour I'obtenir, on fait arriver lafumée dans une chambre cylindri-gu€, dont les parois sont tapisséespar une toile ; un cône en tôle,glissant de haut en bas, fait I'officede racloir et détache le noir defumée qui s'est déposé sur la toileFig. 45.
Fabrication du noir de fumée.
dans la peinture, et pourde I'encre d'imprimerie.
(fig. 45l'.Le noir de fumée est employé
la fabrication de I'encre de Chine et
If. Oxyde de carbonor CO: !f).,
l3S. Historique. L'oæyd,e de ea,rbone a été découvert parPriestley à la fin du siècle dernier, il se produit dans la combustiondu carbone ( no 13t ) I c'est lui qui donne naissance aux flammes bleuesque I'on observe dans la combustion du charbon de bois. Sa densitéest 0,967; il est peu soluble dans I'eau et très difficile à liquéfier.
lg4. Propriété!. - L'oryde de carbone est un gaz incoloretinodore, insipide, sans action sur la teinture de tournesol; if
CARBONE ET SES COMPOSÉS 2E5
brûle avec une flamme bleue r €D produisant do ltanhydridecarbonique (CO2 ) :
CO + O: CO2oryde de oarbone orygène grz crrbonique
L'oxyde de carbone est un poison violent ; respiré, même enpetite quantité , il peut occasionner des accidents très graves.C'est pourquoi it est indispensable de prendre toutes les pré-cautions possibles, pour bien assurer le tirage des poêles danslesquels on brûle du charbon I d'autre part, il a la propriété detraverser la fonte rougie par la chaleur, il faut donc éviter dechauffer les poêles jusqu'au rouge. On doit aussi prendre degrandes précautions en éteignant du charbon avec de I'eau, caril se produit de I'oxyde de carbone en même temps que de I'hy-drogène :
*,9"" + T9: ors.c9o-,ro. * or.*ln*
f35. Préparation. - I. Par l'acide oæalique et l'acide sulfu-rique. - On chauffe dans un ballon un mélange d'acide oxa-tique (C2H2O4) et d'acide sulfurique (SO4H'). L'acide oxaliqueperd de I'eau, la cède à I'acide sulfurique, et se dédouble enoryde de carbone (CO ) et anhydride carbonique ( CO2 ) :
crg2o4: co + coz +Hzoroiile ordique oryilc tte oarboae gu ca,rboniguc eer
On fait passer le mélange gazeux d'oxyde de carbone et d'anhy-dride carbonique dans une dissolution de potasse, {ui retientle gaz carbonique, et I'oryde de carbone se dégage.
IL Par le carbone et I'anhyd,ride carbont4ue. - On fait passer deI'anhydride carbonique ( COr ) sur du charbon chauffé au rouge dansun tube de porcelaine. L'anhydride carbonique s'empare d'un atomede caibone et forme de l'oxyde de carbone :
COr+C:2COgu oarbonlquc oarbone oryilc ile oarboar
lII. Po'r réd,,uction de Voæyd,e dp zinc. - On chauffe à haute tempé-rature, dans une cornue, de I'oxyde de zinc (ZnO ) et du charbon.Celui-ci réduit I'oryde; on obtient du zinc et de I'oxyde de carbone :
ZnO + C: CO +Znlryilc ile rlro oarbonc otyile ile oubonc dno
136. Usages. - Il se produit de I'oxyde de carbone, quand onprojette de I'eau sur des charbons ardents I ctest pourquoi lesforgerons activent le foyer de leur forge en y projetant de I'eau.C'est pour la même raison qu'il serait imprudent d'éteindre des
{0*
286 NoTIoNs suR LEs scrENcES pnysreurs Er NaTuRELLEs
charbons enflammés en jetant de lteau dessus, si on se trouvedans un lieu insuffisarnment aéré.
L'oxyde de carbone étant, à une haute température , trèsavide d'oxygène, est employé en métallurgie comme réducteurdes oxydes métalliques. Ô'eJt ainsi que I'on"peut réduirà f;oryO,de cuivre :
'rr'11?*",. *
"',u.Î,%,boo.: .,*. * r*.9r?.î,r".
IIf. Anhydride carboniquer CO2,
137. Ilistorique et 6tat, naturel. L,anhyd,ride carbonxq%ea été découvert en 1648-, par Van Helmonf , chimiste belge;gn 1776, Lavoisier établit
-sa composition, ei MM. Dumas et
Stas en firent I'analyse exacte en {b40.L'anhydride carbonique existe dans I'air atmosphérique. Ilse dégage_ abondamment des fours à chaux, des cuves ron-fermant des substances en fermentation, 'des
fissures dusol , etc. comme il est plus lourd que I'air, il s'accumule faci-lement dans les bas-fonds (grotte hu chien, près de Naples).il provient encore des décôhpositions, des ôombustionà, o*l. respiration des animaux, etc. On Ie trouve en dissolutiondans certaines eaux ( eaux acidulées ) et en combinaison dansunefoule de corps (coquilles des molluiques, marbre, craie, etc.).
l3B. - L'anhydride carbonique est ungaz incolore, dtuneodeur légèrement pi-quante, dtune sayeuraigrelette. L'eau endissout son volume àla température ordi-naire : chargée d'an-hydride carbonique,elle peut dissoudre du', carbonate de calcium,
Fig. 46. - Extllction, p&r I'anhydride carbonique, Ç[utelle laisse ensuite
dride,u*no,fl;i'iffi :iËï1. conr,acr de,,l''x?àii#,îl ""
n,,:L'anhydride carbonique se liquéfie et se soliàifie assez facile-
ment :- sa grande densité lr52g permet de le verser facilementd'une éprouvette dans une autre ing. 46).
Propriétés physiques.
CÀRBONE ET SES COMPOSÉS 2f,7
l3g. propriétés chimiques. - L'anhydride carbonique n'est
p", ,o-UuËtiUte; comme-l'arote, il éteint les corps en combus-
iion , et s'en distingue, en ce qu'il trouble I'eau de chaux par- la
forrnation de carbonate de calcium. Il est décomposé, par- les
végétaux, en oxygène et carbone. C'est un gaz impropre à larespiration.
Ûn chien, placé dans une atmosphère contenant {0 q9}r 100
d'anhydride cirbonique, est d'aborà violemment surexcité-, puis
devient peu à peu insensible; si la proportion atteint 30 pour
{.00, il succombe raPidement.On doit donc éviter de séjourner dans des endroits où I'anhy-
dride carbonique peut s'aicumuler. Pour reconnaître si I'air
d'une cave æi vicie par de I'anhydride carbonique, on { {9ttbrûler une bougie. si' la combustion s'accomplit, on peut être
sans crainte, àt la combustion d'une bougie _cesse dans une
atmosphère ôontenant beaucoup moins d'anhydride carbonique
qu'il n'.n faut pour la rendre dangereuse. Si la bougie stéieint,
ii t'aut assainir I'air, soit en aérant, soit en neutralisant le gaz
par de ltammoniaque.
1,40. Préparation. - Par un curbonate et un acide' - On
décompot.idans un flacon à deux tubulures (fig.7-), du TIlo-nate dô calcium (craie, marbre) par I'acide chlorhydrique (HCl)-
L'anhydride rurÈonique est mis -en
liberté, il se forme dc I'eau
et d1 chlorure de calcium (caclz), qui reste en dissolution :
COBCa + 2HCt : COz + Ca0lz +HoOorrbonote tte calcium tcirte chlorhyttrique gar carboulque chlorure tle calolum e&u
On poupait remplacer loacide chlorhydrique par I'acide sulfu-
rique i mais, dans ce cas, il se forme du sulfate de calcium
f"à*q"e insoiuble (plâtre), {ui_ recouvre les morceaux de car--bonale et s'oppose
-à I'action de I'acide sur le carbonate non
décomposé.En se combinant avec une molécule d'eau, I'anhydride carbo-
nique donne I'acide carboniqug (CgtH1l' qui n'a p-as- été isolé '
*uï* dont on connaît nombre de sels. C'est un acide bibasique.
/LILL. Composition. - Dans l'analyse des matières organiques, le
carbone étani toujours dosé à l'état dô gaz ca_rbonique , il ét_ait de la
plus haute importânce de connaître exactement la composition de ce gàz.
La méthode qui a donné les meilleurs résultats est celle de Drrmas
et Stas. Elle coirsiste essentiellement à faire passer un courant d'ory-gène pur et sec sur un poids connu de graphite pur ou de diamant t
itace durm un tube de pôrcelaine contenu dans un fourneau à réver-^bè.". L'anhydride carbonique produit est absorbé par de la potasse
renfermée dâns des tubes dbnt ie poids est connu. Après I'expérience,
\
288 NouoNs suR LEs scrENcES pnysreurs DT NaTuRELLEs
on .Pèse ces - tubes, €t leur augmentation de poids donne le poids p
{e I'anhydride for-qé i pelui p du carbone est connu, la différenceP---p donae !e_qgids de I'oxy$ène. On a trouvé ainsi, pôn" 100 partiesd'anhydlide , ?7,T de carbone et 72,79 d'oxygèn". 'c'"
,uppo*i s'ex-prime plus simplement par res nombres 12 à; carbone ei'æ d'oxy-gène.
. !49. Usages. - Lteau de Seltz ntest autre chose qu,une disso-lution dtanhydride carbonique dans I'eau. Pour faËriquer I'eaude Selt'z _en petites quantitéà, on mélange de I'acide tartrique etdu bicarbonate de sodium, dans les prop-ortions de {g gr. du pre-mi_er et' 2l' gr. du second corps, pour I titre dreau.
La mousse_, le pétillement, tr saveur aigrelette des boissonsgazeuses (bière, limonade, etc. ) , sonû dui au gax. carboniquequtelles renferment.
Dans I'industrie, I'anhydride carbonique est utilisé pour lapréparation de Ia céruse ( carbonate de piomb ).
C'est un des gaz constitutifs de I'air, qui en côntient 3 ou 4 dirmillièmes. Il est absolument nécessàire à la vie des plantesvertes, dont les feuilles et les autres organes verts décomposentle gaz carbonique, fixent le carbone dans leurs tissus et émettentde- I'oxyg-ène. Çe phénomène ne s,accomplit qu'à la lumièresolaire ; il est dû à I'existence dans les feuilles d'une matièrecomplex€, la -chlorophylle. Grâce à cette fonction chlorophyt-li,enne , I'air d'une cloche, assez chargé d'anhydride carboiri{uepour être impropre aux combustions, est rapidement purilié.
IV. Sullure de carbone, CSz :ZB.
-.1148. Propriétés physiques. Le sulfure d,e ca,rbone est unliquidq r,ncolore quand il .est purr trcs mobile, d.'une odeur fétide,soluble dans I'alcool et l'éther, mais insoluble dans I'eau. Il d.issoutfacilement le phosphore, I'iode, le soufre et le caoutchouc. Sa den-sité _est '1,293; il .bout à.[bo, se vaporise très rapidement à I'air enproduisant un froid intense. Il ne se solidifie qu'à-- {.{.6o.
1144. Propriétés chimiques. - Le sulfure de carbone est très combustible. Sa vapeur est délétère et peut former avec I'air un mélangedétonant, c'est pourquoi on ne doit le manier gu'avec précaution ànprésence_ d'une flamme. En brfilant, il donne âe I'an[ydride sulfu-reux (SO2) et de I'anhydride carbonique (COz) :
csr + 60_ 2SO2 + COrrullure ite cubonr erygàrc rnbydrtde mllurmr grr oubonlgr
cÀRBoNE ET SES COMPOSÉS 289
Ll*6, Préparation. - Par le ca,rbone et Le soufre, - On met ducharbon dans une cornue que I'on porte au rouge ( fig. &7 ) , puis on Y
introduit petit à petit des fragments de soufre. Le sulfure de carbonese condense dans un récipient refroidi, et les gaz se dégagent libre-ment.
L46. Usages. - Le sulfure de carbone sert à dissoudre le phos-phore blanc, pour le séparer du phosphore rouge insoluble, et à vul-caniser le caoutchouc.
Cette dernière opération consiste à tremper le caoutchouc dans dusulfure de carbone contenant en dissolution parties égales de soufreèt ae chlorure de soufre, êt à chauffer ensuite le tout. Le caout-
Fig. 47. - Préparation du sulftre de carbone.
chouc non vulcanisé, flexible à la température ordinaire, devient très
mou quand on le chauffe, et durcit quand on le refroidit. La vulca-nisation a pour résultat de lui donner de la flexibilité à toutes tempé-
ratures,Le sulfure de carbone sert encore à extraire le suint des laines, les
corps gras des résidus de la fonte des suifs, à I'extraction des huilesd'olive.
On I'emploie avec avantage pour combattre certaines maladies de
la vigne, surtout le phylloxéra.Il leut seryir à ôoÀstruire des thermomètres r €D raison de son
point très bas de congélation.
eursgoNNÀrnc. - Quelles sont les propriétés du carbone? - Quelles corl-binâisons forme-t-il avec I'oxygène et le soufre? - Nommez les principalês Y&-
riétés de carbone nahrrel, et dites à quoi on les emploie. - Quels sont les prin-cipaux charbons artiûciels, et à quoi servent-ils? - PourEroi la combustion duenlo ne donne-t-elle pa.s de flammes? - Comment fabriçre-t-on le charbon de
bois? le noir nnimal? le noir de fumée?Quelles sont les propriétés de I'oxyde de carbone? - Quand se produit-il? -
Cornrnent pewt-om le préparer? - Quel est son rôle en métallurgie?D'où provient Ïanhydride carboniguo qu'on trouve dans I'air? - Est-il soluble
dsns I'eeu? - Comnent le distingue-t-on de I'azote? - Connmont prdpare-t'on
f
- Préparation'du sulfure de carbone.
290 NorroNS suR LEs scrnNcas pnysreuns Eî NÀTURELLEs
I'anhydride carbonique? * Quel avantago y a-t-il, dans sa préparation par looarbonate de calcium, à ernployer de t'aciaâ ohlorhydrique et non de I'acidà eul-furique? - Queltes somt tes propriétés physiqwei d,u- swtfure d,e carbone? -Qwe domna-t-il' em brûl,anr? - comment te piépare-t-oni - e, qwoô sert-il?
ExpncrcEs. - {.. Un homme exhale 750 grammes d'anhydride carbonique parjour. Combien a-t-il pris d'oxygène à l'air? - Quel est lô volume d'aii utilisédans cette journée?
-2. Une plante, exposéo au soleil, a dégagé 60 centim. cubes d'oxygène. Com-bien de grammes de carbone a-t-elle fixés dans ses tissus?
3. Combien de grammes de earbone faut-il brrller dans un litre d'oxygène,pour obtenir de I'oxyde de earbone ?
4. Quel volume d'anhydride carbonique peut donner la décomposition d'un rrror-e€au de craie qui pèse 1.0 grammes ?
CHAPITRE XIB.ORE. SITICITIM
lU*7 , Boro, É Le bore est un corps solide, verdâtre , infusible ,presque aussi dur que le diamant I il jouit de la propriété d'absorberI'azote à la température du rouge , pour fonmer un corps particulier,I'azoture de bore, BAz. Le boresecombine aussi au chlore étau fluor;sa densité est 2,63 lonsqu'il est cristallisé. Sa principale combinaisonest I'acide borique, BOaI{I.
L'acide borique se rencontre en dissolution dans l'eau des lacs decertains terrains volcaniques communs en Toscane ( lagone). On I'ob-tien! en_ évaporant l'eau de ces lacs. Il présente I'aspect de petitesécailles blanches, nacrées. On en imprègne la mèche des bougies pourfaciliter son incinération dans la flamme. Le borate d,e sod,i,unt, ouboraæ ést employé pour souder les métaux, pour faire des imitationsde pierres précieuses; on s'en sert comme caustique dans les maurde gorge.
,
L'acid.e borigue est employé en médecine comme antiseptique.t'rLB. Silicium. - Le si,licium est un corps solide brun, fusible
au rouge vif" On le connalt à l'état amorphe et ù l'état cristallisé.Amorphe; c'est_une poudre brune plus dense que l'eau. Cristallisé,c'est un corps de densité 2149, soluble dans une dissolution bouil-lante de potasse , décomposant le carbonate de potassium et se com-binant au chlore pour donner le chlorure de silicium. Sa principalecombinaison est Ia sili,ce, SiOz.
La silice est l'une des substances les plus répandues sur le globe.Elle existe en quantité notable dans I'eau des geAsers d'Islandè; onen trouve aussi dans la tige des graminées. On désigne sous le nomde quartz hyalin' ott cristal, d,e rocher la silice en beaux cristaux lim-pides. Quelquefois ces cristaux sont colorés par des traces d'oxydesfnétalliques, et sont employés en joaill erie comme pierres cl'orne-
cannunns D'HvnnocÉus ffilment (dméthyste). Certaines variétés de silice non cristallisée, comnrele jasperl'agate, l'opale, sont très recherchées pour les mêmes usages.
Les grès dont on fait des pavés, la pierre meulaère qui sert pourles constructions et la fabrication des meules de rnoulin, sont r €ogrande partie, formés de silice. Le sable, formé de silice presgue puretentre dans la composition des poteries, des verres, du cristal.
Un grand nom6re de roches contiennent de la silice à l'état decombinaison :, feldspath , m,ica, argtle.
QunsrroNNArRE. - Qu'est-ce que le bore? - Quelle est sa principale combi-naison? - A guoi sert leborax?- Qwel,tes sont tes primcipal'es combinaisonsde la si,l,l,ce, ct à quoi, l,es empl,oi,e-t-on?
CHAPITRE XII
9ARBURES D'HTDRoGÈHE
Les combinaisons du carbone avoc I'hydrogène sont très Dorrl-
breuses ; elles appartiennent, à proprement parlerr à la chirnieorganique. Cependant nous étudierons ici le ronuùNu, CH{; l'Éttw-rÈxr: , CtHo, et ItacÉrYLÈNE, C'Hu *.
[. F'orrnène, CIilu :'L6.1,49. État naturel. Le roRMÈNE, ou méthane, orl gqz des
marais, prend naissance dans ladécomposition de certaines rûâ-tières organiques. Il se trouve enabondance dans la vase des ma-rais. Pour le recueillir, on remplitd'eau un flacon auquel est adaptéun entonnoir ( fig. 48 ) ; on ren-verse I'appareil, de façon à lemaintenir dans l'eau, €t , âsmoyen d'un bâton , otr agite lavase sous ltentonnoir : des bullesde gaz viennent se réunir dans leflacon.
fSO. Fropriétés. - Le formènt
::lJâfffi tril3i3'iJi3fffi';:Fig. 48. - Gaz des maraic'
Yoir au n" 229 comrnent ces carbures dérivent I'un de I'autro.
2gz NCTTIoNs sun LES sctrENcns PuvsIQuES ET NATuREtLEs
U brrlle, à I'approche d'un corps allumé , avec une flammepeu éclairante, en donnant de la vapeur dteau et du gaz carbo-nique. Un mélange de 2 volumes de formène et de 4 volunesd'oxygène détone au contact d'une bougie allumée.
Le formène forme Ia majeure partie du gaz qui se dégage dansles mines de houille (feu gri,sou'1.
If. Éttrytène , Czlil4.
l5l. Préparation. On obtient l'ÉrnvlÈNs en chauffant de
I'alcool dans un ballon, avec 5 ou 6 fois son poids d'acide sul-furique' concentré. L'addition d'un peu de sable rend Ia décom-position plus régulière. L'acide sulfurique retient énergiquement['eau provenant de la décomposition, mais n'intervient pas dansla réaction .'
C2H5.qH : H2O +rloool orrtinafue eau
C2H4éthylène
Un flacon laveur à potasse retient I'anhydride carbonique etle gaz sulfureux qui se forment vers la fin de I'opération.
f q9. Propriétés. L'éthylène est un gax. incolore, d'odeuréthérée, por soluble dans I'eau. Sa densité est 0,97.
n brûlè à I'air, à I'approche d'une' bougie, avec une flammeéclairante, en donnant de la vapeur d'eau et du gaz carbonique.Le mélange de 3 volumes d'oxygène et de I volume de bicarbured'hydrogène détone avec une grande violence, au contact d'unebougie allumée.
La propriété caractéristique de l'éthylène est de se combineravec le chlore, pour former un chlonure d'éthylène ( C2H4CI2 )
nommé LTQUEuR ops HoLLANDATq, de consistance huileuse ; de là'le nom de cez olÉru.xr donné à l'éthylène.
- III. Acétylène , C'H'-28lS3, Préparation. L'acétylène s'obtient en décomposant
le carbure de calcium, CaCz, par I'eau :
CaC2 + 2H2O :çrH, * Ca(OH),.or,rbure ile oalolum etu acétylène obaux
L'appareil employé est semblable à celui qui sert à la prépa-ration de I'hydrogène I mais le tube de sûreté ordinaire est rem-placé par un tube de plus grande section, qui_ permet d'intro-duire de temps en temps le carbure de calcium. Ce sel, au contactde I'eau, forme de la chaux, Ga(OH)2, avec dégagement d'acéty-lène.
eur, fi'ÉcurlRacE - TLAMME 293
Le carbure de calcium se prépare en chauffant au four élec-trique un mélange de charbon et de chaux vive.
184. Propriétés. L'acétylène est un gaz incolore, d'odeurdésagréable; il est peu soluble dans I'eau.
Il brûle avec une flamme très éclairante, bien supérieure à
celle du gaz d'éclairage; les produits de combustion sont du gaz
carbonique et de la vapeur d'eau. Un mélange de 2 volumesd'acétylène et de 5 volumes d'orygène détone violemment à
I'approche d'un corps allumé.
CHAPITRE XIII
GAZ D'ÉCLAIRAGE. FTAMME
I. Gaz d'éclairage.
155. Préparation. Les premières notions relatives au gaz
d'éclairage datent de {795; elles sont dues à un ingénieur fran-çais, f'hilippe Lebon; qui constata la formation de ce gaz dansla distillation de la houille.
Fig. 49. - Four à sept cornues pour la distillation du gaz.
A, coupe verticale; B, élévationl C, cornuesl F, foyer.
La fabrication du gaz d'éclairage comporte trois opérations :
{.o Distillation de la houille;lo Epuration physique ( élimination des goudrons, des sels
ammoniacaur... )1
294 NorIoNs suR t.Es scIBNcEs p'ysreu's ET NÀTURELLE'
$o Épuration chimi.que (élimination de I'ammoniaque, deI'acide sulfhydrique... ).
On distille la houille dàns des cornues demi-cylindriques enterre réfractaire; disposée.s par batteries de 6, 7 ou"g po"tif,ïq",foygr-(ts.
!9'u):__Le gan rézultant passe dans un rytind.e hori-zont-al B (balillet) à moitié re*pli d'eau, et y abândonne desgoudrons et des produits ammoniacau". Il se rénd ensuite dansune série de tubes verticaux (jeu d,,orgue) disposés au-dessusd'une caisse contenant de I'eau, où il AOpos'e OeÀ sels ammonia-caux et des goudrons. L'épuration physique s'achève tlans unecolonne à coke divisée en deu" co-purti-rnts (fig. b0).
Le gaz, pénètre ensuite danq des ôaisses en ionte, ol il tra-verse des claies recouvertes d'un mélange de sesquioxyde de fer,de chaux éteinte , -{e
plâtre et, de sciuré de bois i t'un -oniaquedevient du sulfate d'ammo_nium, SOa(Az lln)o; I'acide sulfhydriqueoep présence de I'oxyde de fer, produit de I'eau et du su*ïrede fer.
.. Ainsi épuré t-!9 gaz est recueilli dans le garomètre, pour être
distribué aux différents becs de consommafion.Le gle d'éclairlge répand, une odeur forte qui trahit sa pré-
sence dans I'air. Outre sol emploi dans l'éclairage et le chàuf-f?Sg, le _gaz est encore utilisé pour le gonflu**it des ballons,et dans le chalumeau pour la lumière oxlydrique.
Les produits secondaires de la. distillation d'e la houille : selsammoniacaux et goudroos , convenablement traités , four-nissent divers produits très recherchés dans I'industrie : ben-zine, naphtaline, couleurs cltaniline r etc.
. ff. Flamme.
156. w*torr. - La flamme est un gaz ou une vapeur en con0-bustion. Sa température varie suivaÀt la nature du combustibleet_l'énetgie de la combinaison; son éclat dépend des particulêssolides qu'elle renferme et qui sont portées à I'incandescence.Ainsi, la flamme__de I'hydrogène est très chaude et peu éclai-rante_, parce qu'elle ne contient pas de particules solid'es ; tandisgue la flamme d'une bougie est moins chaude, *ui, plusbrillante , parce qu'elle renferme des poussières de carbone,ooûrme on peut s'en convaincre en Pécrasant ayec une sou-coupe,
La coloration de la flamme dépend de la nature des substancesportées à ltincandescence; les sèls de sodium colorent la flamme
GÀz D'Écr,rIRAoE - FI,ÀMI\{Ë 295
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II
Iêâfrr
296 NorroNs sun LES scrnNcns pHysrQuES ET NATuRETLEs
en jaune, les sels de cuivre et de baryum en vert, et les sels dostrontium en rouge.
187. Constltution. - Si I'on examine attentivement la flammed'une bougie, or y remarque3 régions ( Iig. 5l ) :
lo Un cône central obscur A,presque froid, renfermant des gazqui ne brûlent pâs, faute d'air ;
2o Une zone brillante B, for-mée de g,ax, en combustion quiportent à I'incandescence lesparticules de carbone qu'ils ror-ferment ; son extrémité est lapartie réductrice de la flamme(feu d,e réd,uction) ;
$o Une enveloppe extrême-ment chaude c, peu.éclairante,où les particules solides sontbrûlées; la pointe de cette ré.gion est la partie la plus chaudede Ia flamme; elle possède ungrand pouvoir d'oæyd,ation (feud,'oæydation).
Fig. 51.
Constitution de la flamme d'une bougie.A, zone obscure; B, enveloppe bril-
lante ; c, feu d'oxydation b, feu deréduction.
QunsrroNNaIRE. - Où se produit le formène? - Quel danger présente-t-illorsqu'on l'enflamme mélangé à I'oxygène ou à I'air? - Comment obtient-onl'éthylène? -'D'où lui vient le nom de gaz otéft,amt? - Comment prépare-t-onI'acétylène? - Citez quelques-unes de ses propriétés. - Quelles opérationscomprend la fabrication du gaz d'éclairage ? - Donnez quelques détails sur lesépurations physique et chimique. - Qu'est-ce qu'une flamme? - De.quoi dé-pendent sa température et son éclat ? - Nommez les g régions de la flammcd'une bougie et les propriétés dont elles jouissent.
,fr''Fi '*!
DEUXIEME PARTIË
MÉTÀUX
CHAPITRB I
GÉNÉnlllrÉs su R tus uÉraux
I. Notions générales'
l5B. Nature des métaux . - Les uÉreux sont des corps
simples, bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité, ot
gén^éralôment doués d'un éclat particulier appelé_ éclat métalliqle.
Combinés à ùoxygène, ils donnent des seiEs et quelquefois 9.tacrDEs ou des conps NEurREs. Ils sont tous solides, à ltexception
du mercure, qui est liquide.
r5g. État naturer. - Quelques métaux se rencontrent à l'état
natif : tels sont I'or, ttargent, le mercure ; 19 plus souvent on
les trouve à I'état d'ôxydeÉ, de sulfures, de chlorures ou de car-
bonates. La métalturgiu æt I'industrie qui s'occripe d'ertraire les
métaux de leurs combinaisons naturelles.
160. Propriétés physiques. - Les principales propriétés phy-
siques des métaux sont :
lo La mallëabilitë .' pr de se réduire en feuilles minces
I'ig. 52. - Laminoir.
sous I'action du marteau ou du laminoir (fig. 52). L'argentr lecuivre, I'or surtoUt, sont les métaul les plus malléables.
mallë abilitë .' Propriété
298 NorroNs sun LEs scrsNcgs pHysreugs DT NÀTURErr.rs
2o La ductilitë, qui permet de les étirer en fils..Àr.r moyen defilière, avec un gramme d'or, on peut obt,enir un {il cte B kilo-
mètres de longueur.$o La ténacité est la résis-
tance qu'ils opposent à larupture. Un fil de fer de2 millim. carrés de sectionsupporte, sans se rompre r [npoids de 250 kilos ( fig. 58 ).
8o Fusibil,ifd. Tous les mé-taux sont fusibles : les uns,comme l'étain, Ie plomb, le
i sont assez facilement ; lesautnes, comme ltor, le platine,ne le sont qu'à des tempéra-tures très élevées.
(rouille ) ; le plornb. le zinc, se ternissent par la formation d'hydro-carbonate de plomb ou d.e zincà leur surface; les statues debronze sont bientôt recouvertesd'hydrocarbonate de cuivre.
Pour garantir les métaux deI'oxydation, oD les enduit depeinture, de vernis ; on protègeIe fer en le recouvran[ d'unecouche d'étain (ft, - blanc) oude zinc (ft, galuanisé).
1,89. Décomposition des selspar la pile. - Si I'on fait passerun courant électrique à traversune dissolution d'un sel métal-lique, celui-ci est décomposé; lemétalloïde et I'oxygène de la base
. l6t. Propriét'és chiniques. - Le potassium est le seul métalqui-s'oxyde à la température orclinaire en présence de I'air oude- I'oxygène sec. L'air humide, surtout s'ii est chargé d'anhy-dride carboniq,re, attaque la plupart des métaux. Le fer serecouvre à la longue d'une couche dthydrate de sesqlioxyde de fàr
la
Fig.bL.Décomposition d'un ser par ra p'e. ;iJi:ti:rli'::tiiii:tt:J'i$i:
négatif (fig. 6+). C'est sur cette décomposition des sels par lapile su'est basée la galuanoplastie ( phyiique , no àô, f-.-" t-' I
Fig. 53. - Ténacité clu fer.
eÉxÉnlr,mÉs suR LES rrlÉreux 290
163. A,lliages. On appelle alliage la combinaison de deuxou plusieurs métaux. Les alliages possèdent des propriétésparticulières qui les font souvent employer dans loindustrie.
Les principaux alliages sont : le laiton (cuivre et zinc ) , lemaillechort (cuivre, zinc et nickel ) , le bronze (cuivre et étain ),et les alliages monétaires.
Quand le mercure est I'un des composants de I'alliage r 0Bdonne à celui-ci le nom d'amalga,me.
Les alliages les plus ernployés sont les suivants :
Monnaie d'or (française) . . . .
Vaisselle d'or et bijouterie .
Monnaie dtargent . . . . . t . r
Vaisselledtargent.. ! r,,, c
Bronze de rnonnaie .,, e ? o c
Bronzedesclochgs.,, o 6e o.
Laiton.
Or......Cuivre....Or......Cuivre . .
Argent .
Cuivre . .
Argent .
CuivreCuivreÉtain .
Zinc. , .
Cuivre....Étain. . .
Cuivre . .
Zinc, . .
Cuivre
900100
750 à 020250 à 80835{65950
50
93,5 à 956à 40,5à |7822
6535
5025?.5
8020
Maillechort. r r I i o r r e I r .
Caractères d'imprimerle. ., .
Zinc. . .
Nickel. .
Plomb . .
Antimoine . .
Les alliages sont, en général , plus fusibles que le moins fusible desmétaux composânts. Il peut rnême amiver que leur fusibilité soit plusgrande que celle de l'élérnent le plus fusible. Ainsi I'alliage de Darcet,composé de bisrrruth, d'étain et de plomb, fond à 94051 celui de \Mood,lbrmé de cadmium, de plomb, de bismuth et d'étain , fond à 65o.
Si on laisse refroidir lentement un alliage fondu, on constate que latempérature s'abaisse , puis reste stationnaire, et qu'en même tempsune partie du liquide donne un alliage cristallisé. Si on enlève cettepremière partie, la température continue à baisser, puis s'arrête denouveau, et un second alliage se sépare. Il y a donc dans un alliage,homogène en apparence, plusieurs alliages différents et définis. Cephénomène de séparation successive des alliages est connu sous lenom de l,iquation; il oblige à des précautions spéciales pour la couléedes alliages en métallurgre.
rl6lt. Procédés d'extraction des métaux. - Les procédés d'extrac-tiqn des métaur varient évldemment suivant la nature du rninerai.
300 NorIoNs suR LEs scIENcEs PHTslouEs ET NÀlunELLEs
Si le métal est à l'ëtat na,tif ,les moyens mécaniques suffisent le plussouvent pour I'obtenir Pur.
Si le minerai est un oæyde ou un earbonate, on le traite par lecharbon à une température élevée I il se dégage de I'anhydride carbo-nique (fer, cuiure),
Si le minerai est un sulfure ou un q,rséniure, on le grille d'aborddans un courant d'air; il se forme de I'anhydride sulfureux ou arsé-nieux, et il reste un oxyde que I'on traite par le charbon.
Si enfin le métal est à l'état de sel indécomposable par la chaleur,un silicate, par exemple , or le calcine avec une base, qui est gé1é-
ralement la chaux; il se forme un silicate de calcium et un oxyde,que I'on réduit par le charbon.-
Rernarqu,e, E It existe aujourd'hui de nouveaux procédés basés
sur la décomposition des sels métalliques par la pile. C'est ainsi que
I'on extrait le cuivre, I'aluminium dans certaines usines I c'est même
le seul bon progédé d'extraction de ce dernier métal.
If. Lols de Berthollet.
165. Qbiet de ces lois. - Ces lois, appelées du nom du chimistefrançais qui les énonga le premier au commencernent de ce siècle,régissent les actions que les acides, les bases et les sels exercent entre eux.
Action des acides sur les sels. lo Un acide quelconrlued,ëcompose cornplètement um sel dont l'acide est plus aolatil que l'acideemployë :
azogK+so4H!:ÀzorH+so4KHtwtsle rle poterrium mlrte rulfurigue roiile azotique rulfrte rciile ils potasrium
lo [Jm acid,e solubl,e décompose complèterncnt un sel dont l'acideest insoluble :
SiOsNaz + SOIH2 : SiOsHz+ SOaNazgilloate cle sottium rcltle rulfurique aciile sllioique rulfate tle rorlium
go TJn acide décompose touj ours un sel, quo,nd' il pant for"mer ûuccsa base un autre sel insoluble :
(AzOa;zgu + SO4H2 :2AzOgH+ SOaBaazottte de barynrn aoirlo rullurique ocide ezotique rulflte do baryrrn
Action des bases sur les sels. lo Une base fræe décomposetoujours un sel dont la base est aolatile :
ZLzHaCl + CaO : 2AzHs + CaClz +H2Oohlorure d'smmonium ohsur vive gez omnouiao chlorure tls colcium eeD
c)o [Jne base soluble décompose complètement un sel dont la base
est insoluble :SOaCu + 2KOII: SO4K2 + Cu(OH)z
rulfste rle ouivre potasse rulfste cle potosrium hytllato cte cuivrc
3o [Jne base décornpose toujours un sel, quand' elle peut former ûuec
son s,cide un sel insoluble :SO4K2 +Ba(OH;z: SOaBa + 2KOH
rdfrtc ile potagiun bry-lc rulfs,te ile blryun potossc
POTÀSSIUM SODIUU CÀLCIUM 3OT
Action des sels sur les sèls. - Si on mélange d,eu,æ àissolu-tions sali,nes, la d,écompositi,on réci,proque est totale :
1o Quand de lanr a,ctxon rnutuelle peut résulter un sel, insoluble :SOeNar + (Azoa;2p": SOaBa +2(AzOrNa)
ruUrte tle rcd,ium ezotote d.e beryum rulfrto ile beryun azotate rle soalium
)o Quand il peut se forrntr un sel aolatil dans lcs conditions del,'æpérience.
Bxemple: en chauffant le mélange de sel marin (NaCl)et le sulfatemercurique (HgSOa ) , le sublimé corrosif ou chlorure mercurique(HgClz) se volatilise:
2NaCl+HgSOa:SOaNar+HgClrohlorurc cle rodiun rulfate ncrouriquo lulfotc tle rodiun ohlorure merouriquo
QursrroNNNRE. - Que sont les métaux? - Quelles sont leurs combinaisonsnaturelles? - Nommez et déûnissez les principales propriétés physiques desmétaux. - Les métaux peuvent-ils cristalliser? - Donnez-en un exemple. -Quelle est I'action de I'air sur les métaux? - Comment peut-on garantir lesmétaux de I'oxydation? - Qu'arrive-t-il quand on fait passer un cournnt élec-trique dans un sel métalliqre en dissolution? - Qu'est-ce qu'un alliage? - Quelssont les principaux alliages? - Quels procédés emploie-t-on généralement pourextraire le métal d'un oxyde? d'un carbonate? d'un sulfure? d'un arséniure?d'un sel indécomposable par la chaleur?
Enomcez tes l,oi,s de Berthol,let, et il,onmæ utt eæetnple cotwne application ibchacwna d,'el,l,es.
CHAPITRE II.
POTASSIUM. _ SODIUM. - CATCIUM
I. Potassium, K:89.16B. Eistorique et éûat naturel. - Le potassium fut découvert
en 1807 par Davy, {ui I'obtint endécomposant l'hydrate de po-tassium ou potûsse ca,ustique(KOH ) par la pile (û9. 55 ). nn'existe dans la nature qu'àl'état de combinaisons (chlo- Fig'
rure de potassium, KCI; carbo-nate de potassium, CO3K2, etc.).
LB7 . Propriétés. - Le potas-sium est un métal mou à latempérature ordin aire , ayantfraîchement coupé. Il fond à 62
55. - Décomposition de la potassopar la pile.
A-B, plaque conductrice; P, potassecaustique présentant une cavité M rem-plie de mercure communiguant avec lopôle négatif de la pile par le lil N.
l'éclat de I'argent qua nd il estdegrés ; sa densité est 0,86.
n2Le
Fig. 56.
Décomposition de I'eaupar le potassium.
de la masse. La réacLion est Ia suivante :
C0BI(2 + ZC :
(" "";ÏY,l*
.l.:',1-----: i-': -.':Ji- \:i:r --;
Fig. 57. - Préparation du potassium.
A, cylindre en fer dans lequel s'opère lardduction. Les vapeurs de potassium se rendent,par le tube r, dans le récipient Y, renfermantde I'huile de naphte. Les gaz se dégagent parls tube B.
fait bouillir ri, partie de carbonate de
très oxydable à I'air; il flotte sur I'eau etla décompose à la température ordinaire;I'hydrogène dégagé s'enflamme par la cha-leur qui résulte de la combinaison (fig. 56).Ce métal est si avide d'oxygène , qu'on nepeut le oonserver que dans I'huile denaphte , Iiquide qui n'en renferme pas.
A87. Préparation. On le prépare endécomposant, à une haute température,un mélange de carbonate de potassium( COsKz ) , de charbon et de craie. La craien'intervient que pour empêcher la fusion
NOTIONS SUR IES SCIDI\{CES PHYSIQUES ET NÀTUREttEg
potassium eet
2K + 3COLes vapeurs de potas-
nium qui se dé6agent, secondensent dans un réci-pient, refroidi, et le potas-sium est recueilli sousI'huile de naphte, pendantque le gaz oxyde de car-bone se dégage.
{68. Potasse caustique(KOH). - La potasse ccr,lts-tique est un corps solideblanc, déliquescent , trèssohrble dans lteau. Ctestun caustique énergiquequi corrode les tissus.EIle colore en bleu la tein-ture de tournesol rougiepar un acide. Les anciensalchimistes lui donnaientle nom d'alcali, et ctestde là qu'est venu le nomde métaux alcal;ins ( ca-pables de former des alca-lis), donné aux métaux,comme le potassium et Iesoclium.
Pour la préparen, onpotassium (COsKr) dans
POTÀSSIUM $ODIUM - CATCIUM 803
{0 parties d'eau, et on y ajoute petit à petit un lait de chaux ; ilse formo du carbonate de calcium insoluble, et la potasse reste endissolution. On ûltre et on évapore à siccité (potasse ùlachauæ\.On la purifie par dissolution dans I'alcool (potasse ôt l'alcooll.
Elle est employée comme réactif en chimie et comme piemeù cautère.
{69. Garbonate de potassiurn ou Potasse du commerce (COsKn1.
- Dans le commerce, on désigne sous le nom de potasse le car-bonate de potassium impur qui provient de I'incinération desvégétaux. Pour I'obtenir, on lave les cendres et on évapore leseaux de lavage. On la retire également des lies de vin et dessalins de betteraves.
. Le carbonate de potassium est employé dans la fabrication du.savon mou, du verre, de ltazotate de potassium ou salpêtre, dubleu de Prusse , de I'eau de Javel , du chlorate de potassiurn;pour le dégraissage des laines, le lessivago du linge (usage descendres de bois ).
\7O. Azotate de potasriium (A.zO3K). L'azotate de potas-sium, appelé aussi sel de nitre ou sulpêtre, est un sel anhydreoblanc, dtune saveur piquante, très soluble dans I'eau.
Fig. 5E. - Extraction du salpêtre des vieux plâtras.
D, cuve où s'évaporent les eaux tiJî:ff;Jf salpêtro cristallisé mis à égoutter
Il est abondant dans les Indes et en Egypte, où il forme desef{lorescenc.es à la surface du sol. Il se produit sur les murs desendroits humides , caves, écuries , et partout où se trouvent à lafois du carbonate de potassium et des matières animales aaotéesen décomposition.
304 NorroNs suR LEs scIENCss pnvsteugs ET NATURELLDs
On ltextrait.des vieux plâtrasr on les soumettant à des lavagesméthodiques et en évaporant les eaux de lavage .
( {ig. 58 ).Ltazotate de potassium abandonne facilement son oxygène; c'est
donc un oxydant énergigile. Projeté sur des charbons ardents, ilen at:tive énergiqu.ement la combustion. Des fragments de soufre,
projetès dans de I'azotate de potassiumen fusion (fig. Sg ) , s'enflamment etbrûlent avec une flamme éblouissante.
On I'emploie surtout dans la fabrica-tion de la poudre et pour la préparationtle I'acide azotique (no {{d ).
Poud,re. - La poudre est un mélangeintime de 75 parties d'azotate de potas-sium, de 72 parties et demie de soufreet de {2 parties et demie de charbon. Cesproportions varient peu avec les di-verses espèces de poudre. Elles corres-pondent à peu près à la formule sui-vante :
3C+S+2AzOsKF'ig. 59. -- Cornbustion
du soufre sur le salpêtre.
3c+Carbone
Les produits de la combustion sont donnés par l'équation :
S +2A2203K:3COt + ?.Lz+ K2Sroufro rolpêtre o""uTïiqo.
ecote u" iil*ltL.
Le mélange, réduit en poudre très fine et placé dans des mor-tiers, est soumis à I'action de pilons en bois, pendanltl,4 heuresl0n I'arrose de temps en temps avec de I'eau pour prévenir I'in-flammation. On fait ensuite passer la pâte à travers un cribleappelé guillauffiê , qui détermine la grosseur des grains; lapoudre est ensuite portée à l'étuve pour être séchée.
171,. Chlorate de potassium (ClOsK). - Le chlorate de potas-sium est un sel blanc , cristallisé en lamelles rhomboTdales, inalté-rables à l'air. Mélangé avec du soufre, il détone violemment sous lechoc.
Dans les laboratoires r oû le prépare en faisant passer un courantde chlore dans une dissolution concentrée de potasse caustique chauffée :
6Cl+6KOH- CIO3K + SKCI +3H2Oohlore potaase ohlorste ile potassium ohlorure de potessium eau
Dans I'industrie, on chauffe ensemble de I'eau, de la chaux éteinte,du chlorure de potassium, et on fait passer un courant de chlore. Ilse forme du chlorure et du chlorate de calcium; ee dernier, pardouble décomposition avec le chlorure de potassium, se convertit en
POTASSIUM SODIUM - CÀLCIUM 305
chlorure de calcium très soluble et en chlorate de potassium qui se
dépose :
KCI + SCaO +6Cl- CIOaK + SCaCXz
chlorure rto potaaaium ohsur vive chlore chlorote tle potorsium chlorure de oslcium
Le chlorate de potassium sert à préparer I'oxygène , les _amor.cesfulminantes , les allumettes sans soufre. On I'emploie dans le traite-ment des maux de gorge. On I'utilise aussi en pyrotechnie.
II. Sodium, N&:29.
179. Eistorique et état naturel. - Le sodium fut découverten 1807 par Davy, qui I'obtint en décomposant l'hydrate.desod,ium ou soud,e caustique (NaOH ) pur la pile. Il existe à l'étatde chlorure dans les eaux de la mer (sel mari,n) et dans certainsterrains ( set gernrne). Beaucoup de plantes marines renfermentdes sels de sodium.
173. Propriétés. Bien que le sodium soit un peu moinsoxydable que le potassiurn, ses propriétés sont à peu près les
mêmes. On obtient le sodium par la décomposition du carbonatede sodium au moyen du charbon en présence de la craie icomme pour I'extraction du potassiurn.
174. $oude caustique (NaOH). 4 La soude caustique s'ob-tient en traitanl, le carbonate de sodium par la chaux. Le pro-cédé employé est le même que pour la potasse caustique. Lasoude possède toutes ses propriétés et sert aux mêmes usages.
178. Carbonate de sodium ou soude du commerce (COsNaz).
Le carbonate de sodium est un sel blanc, efflorescent, Co
qui le distingue du carbonate de potassium, qui est déliques-cent *.
Les soud,es naturelles sont celles qui proviennent de I'inci-nération des végétaux marins ( varechs ). On les obtient parlessivage des cendres et évaporation des eaur de lavage.
Les saudes artifi,cielles s'obtiennent en chauffant, à une hautetempérature, du sulfate de sodium ( SOaNaz ) ' du charbon et de
la craie ( COsCa ) (procédé Leblanc, fig. 60 ). Ce procédé exigedu sulfate de sodiùD, qu'on obtient à I'aide du sel marin (NaCl)
et de I'acide sulfurique; il faut donc des fours à pyrites et des
' Un corps est dit d,ëtiquescent lorcqu'il absorbe la vapenr d eau de I'atmo-sphère et se dissout dans I'eau absorbée.
Il est dit eff,oresceæt lorsqu'il abandonne dès la température ordinaire unepartie de I'eau qu'il renfermait. Sa surface devient alors opaque, en même tempsqu'elle se recouvre d'une fine poussière ou f,ewr, d'où le nom de corps eff,ores'cemt.
T4,
306 NorIoNg suR tns sclnNcss pgysleugs ET NATURrLTDS
chambres de plomb, cê qui nécessite une asseu grande compli-cation d'appareils; aussi a-t-on cherché à le remplacer.
Au procédé Leblanc on substitue généralement le procéd,é,
Solaay. Le chlorure de sodiumr etr solution concentrée, décom-
It5. Lrv. Cr..lrllt/oLrutl (lE 14 ËUu.l.tlf, tPr(,ûlj(,!,|i Lrtiutallll;r.
pose le bicarbonate d'ammonium * en chlorure d'ammonium etbicarbonate de sodir,rm ; une calcination légère tran sforme cedernier sel en carbonate neutre. Les réact ions suivantes in*diquent la marche des opérations :
i.{aCl + COt(AzFIa)H: AzHaCl + COSNaHohlorurc tle sodium bicarbonote il'snmonium chlorure d,'ommonium bicrrbsnate de sodlun
ZCO3NaH : COsfr'aB + COz +HzObicrrbonete de sodium carbonetc de sotlium grz carboniquo €aE
Le chlorure d'ammonium, traité par Ia chaux, régénère I'am-moniaque, qutun courant de gar. carbonique transforme enbicarbonate d'ammonium.
Le carbonate de sodium sert à la fabrication des savons dursodu verre à bouteille r âû lessivage des laines et du linge.
176. Bicarbonate de sodium (COsNaH). - Le bi,carbonate de sa^dtum est un sel blanc, d'une saveur alcaline , pêo soluble dans I'eaufroide. La chaleur lui fait perdre une molécule d'anhydride carboniqueet le transforrne en carbonate neutre de sodium ( COlNaz;. I existeen dissolution dans les eaux de Vals (Ardèche) et de Vichy (Allier).
On Ie prépare en faisant passer un courant d'anhydride carboniquesur du carbonate de sodium pulvérisé. On I'emploie en médecinecontre les ma ux d'estomacr et pour préparer I'eau de Seltz artificielle.
Les bicarbomatas sont des carbonates acides provenant de la substitutiondans le formule de I'acide carbonique d'un atome de métal à un atome d'hydro-gène. CO3H2 (acide carbonique) donne, par exemple, COSHNa (bicarbonate d,o
oodium) ; le carbonate neutre serait CO3Naz'
Fig. 60. - Fabrication de la soude (procédé Leblanc).
POîASSIUM ...r.i' SODIUM CALCIUM 307
177. Sulfate de sodium (SOaNar).- Le sutfate de sodiuna est unsel blanc d'une saveur amère, très soluble dans I'eau. il existe dansles eauK - mères des marais salants , desquelles il précipite pen-dant I'hiver et pendant les nuits. On le prépare artificiellement, €Dtraitant le chlorure de sodium par I'acide sulfurique. On I'employaitjadis en médecine comme purgatif , sous le nom de sel de Glauber Iil sert dans la fabrication du carbonate de sodium par le procédë,Leblanc , et dans la préparation du verre o-rdinaire.
{78. Chlorure de sodiunn ou sel marind,e sodiurn esL un corps solide, inodore,blanc, doué d'une saveur particuliène ;il cristallise en cubes dont le groupe-ment forme des pyramides quadrangu-laires creuses (trémies, fig. 61 ). Il estsoluble dans I'eau, et sa solubilité varie
(NaCl ). - Le chloru,re
peu avec la température.Le chlorure de sodium est très répandu dans la nature. On
le trouYe :
lo A l'état solide, dans le sein de la terre (sel gemme). Ilexiste des mines de sel en Pologne (Wieliczka), otr Souaber orlBavière, dans le Wurtembergr €n Espagne (mines de Cordoue),en France ( Lons-le-Saunier).
Quand les amas de sel sont considérables r otr les exploite directe-rrrent I guand ils le sont moins r oû envoie , par des trous de sondage,de I'eau qui se charge de sel et que I'on évapore ensuite.
2o Dans les eaux de la mer, qui en contiennentenviron 2 p.ol,(marais salants, fig. 62). On évapore I'eau de mer dans unes€rie de bassins peu profonds. Le sel obtenu contient, outre le
Fig. Bl. - Trémie de gel.
Fig. 62. - Maraig salantg.
308 NorIoNS suR LES scIENcEs PIITSrQUES Er NÀTUnELLËs
chlorure de sodium, du chlorure de magnésium, tles sulfates de
calcium et de magnésium en assez faibles proportions.Le chlorure de sodium sert à préparer I'acide chlorhydrique
(no 80), le sulfate et le carbonate de sodium. On I'emploiepourvernisser les poteries grossières : le sel projeté dans les foursoù se fait la cuisson se décompose, sous I'action de la vapeurd'eau, de la silice et du silicate de potassium des poteries, en
acide chlorhydrique et silicate double d'aluminium et de potas-sium. Ce dernier corps forme le vernis. On utilise aussi le sel
pour conserver les viandes et pour assaisonner les aliments.
III. Calcium' Ca: &O.
,17b. Histori{ue. - Le calciumfal découvert en {808 par D_avy,_g,ti
I'obtinten décomposant la chaux éteinte ou hydratede calcium, Ca(OH)z'par la pile. Aujouid'hui on décompose I'iodure de calcium par le sodium.
{.80. Propriétés.- Le calcium est un métal blanc d'ar_gent, très brillant,très altérablê à I'air humide. Il brfrle dans I'air avec une flamme éclatante.
lB{. Chaux ou oxyde de calcium (CaO). - La chauæ ttirse est'
une matière blanche, caustique, infusible.Au contact de I'eau, elle se gonfle et se délite en dégageant
beaucoup de chaleur ; on obtient ainsi la chauæ étei'nte ou hydratede calcium, Ca(OH)t.
:,,f CaO + HzOchaur vlve eau
: Ca(OH)zohour 6teinte
.F'tg. titt. - four. a L:ral.lx.
ou dtautres substances; elle
On prépare la chaux en chauffant au rouge vif , dans des foursappelés fours à, chauæ (fig. 63 ),dv calcuire ott, pierce ù chauæ(carbonate de calcium ) ; le gazcarbonique se dégage, et ilreste de la chaux vive. Sui-vant Ia nature du calcaire em-ployé r oû obtient de la chauæaérienne ou de la chauæ hy-draulique.
La chaux aérienne est gra,sse,quand elle provient de calcairepresque pur; elle est alorsbtanirre ei donne avec I'eairune pâte liante et onctueuse.Elle esi maigre, quand le cal-caire renferme un peu d'argile
donne alors une pâte peu liante.
POTASSIUM SODTUM CALCTUM 309
La chauæ hydraulique, ainsi appelée parce qu'elle durcit sousI'eau, provient de calcaires renfermant de l0 à 30 p.% d'argile.Lorsqu'elle renferme de 30 à 60 olo d'argile, oD lui donne lenom de ciment.
Le mortier est un mélange de sable, de chaux éteinte etdteau, destiné à unir les matériaux de construction. Les rrlor-tiers hydrauliques durcissent rapidement, parce que I'argile ,
privée d'eau par calcination, tend à s'hydrater pour formerdes composés durs et insolubles (silicate de calcium et d'alu-minium).
Le béton esl, un mélange de chaux hydraulique, de cailloux etde sable. On I'emploie dans les fondations des bâtiments et dansla construction des piles de pont.
'189. Carbonate de calcium (COBCa ). -cium est très répandu dans la nature.Cristallisé, il constitue le spath d'Is-lande x et l'aragonite *x. Amorphe, ilconstitue le calcaire grossier (pierre detaille, pieme à bâtir) ,lacraie,lemarbre,la pierre à, chauæ, la pieme lithogra-phique ***. Il fait effervescence avec lesacides; il est, insoluble dans I'eau pure,mais soluble dans I'eau chargée d'an-hydride carbonique.
lB3. Sulfate de calcium ou plâtre( SOaCa ). - Le sulfate d,e calcium eslabondant dans la nature. C'esi le gypseou pierre à, pldtre : corps blanc, insi-pide, très peu soluble dans I'eau. On letrouve parfois en grands cristaux ayant
Le carbonate de cal-
Fig. 64.
Gypse en fer de lanco.
la forme de fer de lance (fig. 64).On prépare le pld,tre en chauffant le gypse vers l20o pour le
déshydrater ( fig. 65 ). Il est ensuite pulvérisé et tamisé. Il fautle conserver à I'abri de I'humidité. Mélangé à son volume d'eau,le plâtre s'hydrate, augmente de volume, et se prend en massecompacte très dure.
'Le spath il"fslamil'e, en cristaux rhomboïdriques (c'est-à-dire à six faceslosange), est transparent et biréfringemt, c'est-à-dire qu'un objet placé der-rière est vu double.
, " L'aragoni,te cristallise en longues aiguilles prismatiques."' La pieme lithogrophiqwe est un calcaire à grain très fln susceptible d'un
beau poli.
3{0 NoTIoNs suR Lns scrFiNCES prlysretrrs ET NATUR,ELLES
ll est employé pour recouvrir les murs, por.,r.r le moulag€rI'amendement des terres. Gâché avec de la côlle forte, il doÀnele stuc, plus dur que le plâtre ordinaire et suscepl,ible d'ê[re poli.
lISt*, Chlorure do calciuni, (Ca0ll;. - Le chlorwre d,e calciunr. estHn corps solide très avide d'eah., souvent employé pour dessécher lesgaz.
QunstroNNÀIRE. - Par qui e_l comiUent le potassium fut-il isolé pour Ia pre-rnière fois? - Que se passe-t-il quanQ ot projette du potassium sur l,eau? *Comment prépare-t-on le potassium, et\dans quel liquide le conserve-t-on ? -Comment prépare-t-on la potasse caustfoue? - Qu'est-ce que la potasse ducommerce? - D'où la retire-t-on? - A {rpoi sert-elle? - Où trouve-t-on I'azo-tate de potassium? - A quoi est-il surtor{ emptoyé? - Quelle est la composi-tion de la poudre? - Cornmemt prépare-'t-on l,e chl,orate d,e potassitni,? *A qwoi l,'empl,oôe-t-on? \
Quelle est la principale combinaison naturehe du sodium? - euelles sont sasprincipales propriétés? - Comment obtient-onrla soude caustique? - Commentle carbonate de sodium peut-il se distinguer du'lcarbonate de potassium? - D'oùproviennent les soudes naturelles? - Comment dptient-on les soudes artificielles?
- Quelles somt les propriëtés d,w binarbonate fu sodium? - Où trowae-t-omle swl,fate de potassiwm? - Le chlorure de sodiilm existe-t-il dans la nature?- D'où I'extrait-on ? i
_ Qu'est-ce que la chaux? - Comment appelle-t-onïa chaux anhydre? - eu'ob-tlent-on quand on verse de l'eau dessus? - CommQnt prépare-i-on la chaux?- Quelle différence y a-t-il entre la chaux grasse et lh chaux maigre ? - eu,est-sB que le ciment? le mortier? le béton? - Comment fgbrique-t-on le plâtre? -A quoi sert le chlorure de calcium?
\ExnncrcEs. - {. Quel poids de potasslum peut-on ret\er de 100 kilogr. d'uno
potasse du commerce qui renferme 60 p. o7o de potasse c{ustique?t. Quel poids de chlorate de potassium pourrait-on prépà,rer avec le potassiuun
contenu d,ans 100 grammes d'azotate de potassium? \3. Quel est le volume de chlore que renferme :[ gramme de sel marin?
-&. L'analyse d'un calcaire donne 0,520 de calcium et O,400id'anhydride carbo-nique. Y a-t-il ercèg de I'un de ces corps pour constituer w\, carbônate de cal-dum ordinaire ?
Four à plâtre.
}IAGNÉSIUM E ATUUINIUX 31t
CHAPITRE III
UAGNÉSIUM ^- A.LUMINIUM
f. Magnésium, Mg -fu,{85. Fropriétés. - Le rna,gnéstam est un métal blanc d'argent,
très léger, brùlant dans I'air avec une flamme éblouissante , parce gueles particules de magnésie produite sont portées à I'incandescence(fig.67). Cette lurnière est très riche en rayons chimiques, c'est-à-direcapable d'influencer les sels d'argent I aussi s'en sert-on pour photo-graphier dans I'obscurité.
On prépare le magnésium, en décomposant le chlorure de magné-sium, produit naturel, par le sodium r etr présence du chlorure depotassium et du chlorure de calciunr.
{86. Magnésie (MgO). - La rnngnësi,e estpulvérulente, sans saveur ni odeur, insolubledans I'eau. On I'ernploie contre les aigreursd'estomac et comme purgatif léger I c'est lecontrepoison des sels d'arsenic.
Pour obtenir la magnésie, on calcineI'hydrocarbonate de magnésium ( magnésiedes pharmaciens ).
187. Sulfate do magnésium (SO+Mg). -Le sulfate de magnésium est un sel blancsoluble dans I'eau, d'une saveur amère.C'est un purgatif souvent employé sous lenom de sel de Sedli'tz ou sel d'Epson't,. Ilexiste dans certaines eaux minérales { eau de
Sedlitz ).
Itr. Aluminium, Al :28. i
{.88. Fnopriétés. - L'alumint'urn est unmétal blanc, très léger, sa densité n'étant
une substance blanche
que 2,5; il est inaltérable à I'air. C'est unmétal précieux par sa malléabilité, sa ducti-lité, égale à ceile de I'argent, €t sa résistance aux acides I I'acide
chlorhydrique seul le dissout. Les dissolutions alcalines I'attaquent
âussi. bnfin il est peu fusible (son point de fusion est verrs 625"). Sec
Fig. 67.
.)
312 NorroNs sun LES ScIENcES pHysIeuES ET NATURELLES
usages tendent à se répandre cle plus en plus, car il est peu oxydable;cependant I'eau de mer l'attaque , ce qui empêche de I'appliquer audoublage des navires. Un alliage de 10 oio d'aluminium , 90 0/o decuivre, constitue le bronze d'alunûniunr, employé dans I'orfèvrerie.
Il n'existe pas dans la nature à l'état libre ; mais , combiné à lasilice, il est très abondant (argile).
L'extraction de I'aluminium s'est faite pendant longtemps d'aprèsle procédé de H. Sainte-Claire Deville. On réduisait par le sodiumle chlorure double d'aluminium et de sodium.
Le chlorure double d'aluminium et de sodium n'est pas un produitnaturel I on l'obtient en traitant par le chlore un mélangè de chârbon,d'oxyde d'aluminium (alumone) et de chlorure de sodium.
Aujourd'hui on décompose par un courant intense, dans un fourélectrique, un mélange d'alumine et de fluorure d'aluminium dt desodium.
{89. Atumine (Alsoa). - L'alumine ou oæyde d,'aluminiumest, très répandue dans la nature ; cristallisée, elle const,itue lespierres précieuses telles que lerubis orientaZ (rouge), le saphiroriental (bleu) , la topaze orien,tale (jaune) ; combinée à lasilice, elle forme les argiles. I"émeri, employé dans le polis-sage des glaces et des métaux, est de I'alumine ôolorée en noirpar I'oxyde de fer.
{90. Aluns. - Les aluns sont cles sulfates doubles isomorphesdu sulfate double d'aluminium de potassium ou alun ordinaire(SO4)3Alel + SO4l(2 +24H2O. - Leur fbrmule générale est(SO4)3M2 + SO4Mrz +24H2O dans laquelle IVI représente Al,Fe, IVIn, Cr, et Mr représente I(, Na, AzIIa,, Ag'
Le plus impor[ant est I'alun de potassium ou alun ordinaire.Il provient de I'action de I'acide sulfurique sur I'alumine natu-relle hyclratée. Il se produit aussi dans le mélange des solu-tions de sulfate de potassium et de sulfate d'aluminium; c'estun sel blanc, cristallisé, d'une saveur d'abord sucrée et ensuiteamère, soluble dans I'eau, très employé dans la teinture etpour le tannage des Peaux.
{9{. Argites. - Les argiles sont constituées essentiellementpar du silioate d'aluminium. Elles sont plastiques, c'est-à-direqu'elles se laissent facilement pétrir avec les doigts, de là leuremploi dans la sculpture et le moulaqe ; elles sont sayonneuses
au toucher et se laissent rayer facilement avec I'ongle.Elles font pâte avec I'eau et deviennent alors imperméables.
IJn morceau d'argile placé sur la langue absorbe la salive etproduit une impression de sécheresse : on dit qu'il happe à lalangue.
uÀcNÉsruM aLUMrNruu 313
Les argiles durcissent par la cuisson, d'où leur emploi dansla fabrication des poteries.
On distingue plusieurs variétés d'argile;{o Le haolin I c'est du silicate d'aluminium pur, hydraté, de
couleur blanche; il est infusible aux hautes températures. Itprovient de la décomposition des feldspaths, silicates doublesd'aluminium et de potassium. Ces sels, très abondants dans lanature r so dédoublent sous ltaction de lteau en silicate de potas-sium soluble et en silicate d'aluminium insoluble. Le kaolin estabondant en France près de Saint-Yrieix, en Saxe et en Chine.
le La teme glaise des sculpteurs; c'est une argile impure,elle contient de la chaux et de ltoxyde de fer qui la colore enjaune rougeâtre ; elle fond aux températures élevées.
$o La terce à, foulon ou urgile smeeti,que ; c'est une argileplus impure que la précédente I elle forme avec I'eau une pâtepeu liante; elle possède la propriété d'absorber les corps gras,aussi sert-elle dans le dégraissage des étoffes.
lo La mawte est un mélange de calcaire ( au moins 20 0/o ) etd'argile. Elle est employée en agriculture pour I'amendementdes terres.
1192, Poteries, La grande plasticité de I'argile la rend trèspropre à la fabrication des poteries. Mais r pâr la cuisson, elle se con-tracte et se fendille, ce qui est un grave inconvénient. Pour y remé-dier, on la mélange avec dilférentes matières, le sable, le plâtre, guidiminuent la contraction due à la dessiccation, mais rend.ent I'argileplus difficile à travailler. Les principales poteries sont :
À. - La porcelanne. On en fait de la vaisselle, des creusets, descapsules employées dans les laboratoires, des objets d'ornementation(porcelaine de Sèvres, de Saxe),
La pâte à porcelaine se compose de kaolin, de quartz et de feld-spath I c'est cette dernière substance qui fond durant la cuisson etremplit les pores de la pâte. On broie très ûnement le quartz et lefeldspath, on les lave. Ils sont ensuite mélangés au kaolin humide etmalaxés très longtemps ensemble de manière à former une pâte homo-gène. Celle-ci esi ensuite soumise à I'action de i'air, {ui améliore sesqualités. Cette exposition à I'air doit durer plusieurs années.
Avant la cuissonr oD fait subir à la pâte I'une des trois opérationssuivantes : le tourfia,ssq,ge, le coula,ge et le rnoulage.
lo , Tournqssq,ge. Un tour de potier se compose d'un âxê v€r-tical supporùant à son extrémité inférieure un large disque, ot, à I'ex-trémité supérieure, un disque plus petit. L'ouwier imprime au tourle mouvement de rotation r €D agissant avec les pieds sur le disqueinférieur; en rtrême temps, avee les mains, il donne à la pâte, placéeau ccntrc du disque supérieur, la forme voulue. Quand l'ébauche de
314 NSTI6NS SUR [.ns scIENcËS PHTSIQUES ET NÀTURELLES
l'objet est assez lvancée, on dessèche, puis un second ouvrier donne
à I'ouvrage son fini'2o Moulage. - Les moules dont On se sert en Céramique sont e.n
plâtre oo .i terre cuite. On appliquesur le moule des plaques.de pàte
i,lot ou moins épaisses , et ôn lès presse avec une éponser de façon
(u'elles s'appliquent eractement sur le modèle.
$o Coulagu - On verse dans un moule en plâ-[e la pâte très
délayée d'eiu. Le plâtre absorbe I'eau, et lq pâte se solidifiel quand.on
a séparé I'excès dï Hquide r oD retire I'objet, {ui est plus ou moins
épais, suivant la durée de I'opération.
Cuisson - Ces préparations terminées , on fait subir aur objets de
porcelaine une première cuisson ou dégourdi.A cet eIfet, ils sont placés dans le compartiment supérieur d'un four
à porcelaine, où ils ie dessèchent et acquièrent une certaine consis-tance, tout en restant très Poreux.
On plonge ensuite un instant la porcelaine dégourdie dans une
bouiiliè clàire de quartz et de feldspath appelée barbotine. La pâte
absorbe I'eau, {ui iuise à la surface une mince couche vitrifiable qui,après la deurième cuisson, formera l'émail ou glaçure.
Ensuite on fait la deuxième cuisson. Pour cela , otr place les objets
dans des cylindres en terre réfractaire ( eazettes) , qu'on empile les
uns au-dessus des autres. Les cazettes protègent la surface de la por-celaine contre la fumée et les poussières. Au sortir du four, la porce-
laine a subi un corrrr^r€rrcement de fusion ; elle est devenue trans-lucide : elle appartient à la classe des poteries demi-uttrifiées.
Four à, porcela,ine. - Un four à porcelaine comprend trois étages.
Au plus élôvé sont placés les objets à degourdir, aux autres s'effectue laseconde cuisson ; chaque four est chauffé par quatre foyers extérieurs.
Au bout de douze jôurs environ, oû laisse le four se refroidir lente-ment avant de défourner.
On couvre souvent la surface de la porcelaine de couleurs mêlées à
des matières vitrifiables assez fusibles. Les matières colorantes sontdes oxydes métâlliques. On les délaye dans I'essence de térébenthinetet on l-es applique âu pinceau On chauffe ensuite dans des fours dis-posés de tôite laçon, qu'un ouvrier peut suivre du dehors I'action dela cuisson sur la matière colorante.
B. - Grès cërames. Ils sont demi - vitrifiés , durs , irnper'méables t
mais non translueides. La pâte est moins pure que la pâte à porce-laine aussi les objets sont-ils souvent colorés par de I'oxyde de fer.On les cuit à très haute température. Pour les vernir on projette dansle four du chlorure de sodium, gui se vaporise, se décompose au con-tact du grès et forme un vernis fusible (V. no {78.).
C. - Fuîences et poterues cornrnunes, On fabrique les faiences avesde I'argile plastique et du quartz finement pulvérisé. On soumet lespièces à dcur cuissons. La première leur donne de la dureté; puis onlcs recouvre d'un vernis fusible fornné de quartz, de carbonate de
MÀGNÉSIUM * ÀLUMINIUM 3t5potassium et d'oxyde de plomb. Ce vernis fond pendant la deuxièmecuisson, et recouvie Ia suifuce d'une couche vitrËuse et imperméablede silicate d9 potassium et de plomb.
Les poteries communes sont faites .?vec {-rr argiles ferrugineusesrnêlées de sable . La couverte est un silicate d'alurninium et de plomb.tes couvertes à base de plomb devraient être euitoe, : elles céd.enttrop facilement leur métaf aux acides des proparations culinaires.D. - Les poteries grossières :_ tuil.r, r."r.aux, pots à fleurs, etc., sontf aits avec des marnes mêrées de sabrL. La pâtÉ i iuçorrrrée à la main,est soumise, à.une température rerativement peu érevée.E' - Les briq.res sont façonnées au moule, sàcnees a,abordàl,air, puisau four; Ies briques réfractaires sont faites âo", aes argiles très pui.es.193' Veme' Le aeme est un mélange de divers silicatesde potassium, de sodium, de calcium, d'aiuminium, de plomb,de fer, etc. Les verres sont transparents, cassants , doués d,unéclat particulier dit aitreuæ. La chaleur les amène à l,étatpâteux, ce qui permet de les façonner. Les g_1aces sont coulées ,les vitres et les bouteilles sont en verre soufflé.
.. Employé seul, le silicate alcalin donnerait un verre soluble dansI'eau et fusible I le silicate de calcium seul a une tendance marquée àcristalliser' par conséquent à se dévitrifier. Le siiic;l; de plomb rendle verre plus fusible ét t.ti aonne ;ï;"voir réfringent plus considé-rable' on fait donc varier les p"oportiôo, des diverË sihcates suivantle but à atteind.re.
Les verres peuvent se diviser en verres ordinaires et en verresà base de plomb.A. - Les pri-ncinales variétés de verre ordinaire sont :1o Le uerye ù, aitre, silicate double de sodium et de calcium ;obtenu en fondant du sable fin, ae ta craie ri ao carbonate desodium' Le a|ffe ù glaces contiônt moins de chaux que le verreà v_itre, aussi est-il moins dévitrifiabre.2o Le uerce ù bouteilles, silicate àouble de calcium et d,alu-minium, auquel se trouvent associés ou pol.rrio- et du ferqui lui donne sa coloration ;$o Le ae*e d,e Bohême s'obtient en fondant du quartz,de la chaux vive et du carbonate de potassium. ce verre est[ransparent, très
Jéq*T, peu fusible et inaltérabie Il sert à fabri-qJuer la verrerie de tabrô et des appareirs de laboratoire.\o crown-glass. - c'est un oerie plus riche en chaux et enpotasse- que lq verre de Bohême. Il -est
employé dans la fabri-cation des instruments d'optique.B. - Les vemes à base Oe ptomb sont :lo Le eristul, silicate doubtà ae potassium et de plomb. c,estlo nom générique de tous les verru a base ae ito*n. Il est €rD-
g,16 NorroNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES
proyé dans la verrerie de ruxe. Le plomb lui donne de la trans'-
patïnce et augmente sa réfringence'lo Ftint-;ù;r. - on I'obtiént en fondant du sable tn, du
minium et du carbonate de potassium ; il est dense, limpide et
tros réfringent. on I'emploie d.ans les instruments dooptique. ,
$o Strass. - Il contiènt encore plus de plomb que.le flint;c,est le plus dense et le plus réfringent des ve$es ; il sert à
imiter les Piemes Précieuses''*'ïo"^Éiio,Li. - C'est un r:ristal rendu opaque Par du bioryde
d'étain ou du phosphate de calcium. En introduisant dans la
pâte des orydes méfdliques' on a.des émaur colorés'
Les verres colorés s;obtiônnent en ajoutant à la pâte diffé-
rents oxYdes métalliques'
Trauail d,r,t, uerre. Les matières premières employées pour
la fabrication du verre sont : le sable, {ui fournit la silice ; le
carbonate ou le sulfate de sodium, of la craie ou I'argile. ces
matières sont d'abord broyées, puis frittées, c'est-à-dire cal-
Fig. 67. - Travail du verre'
cinées tégèrement ; enfin chauffées dans des creusets en terre
réfractaiie appelés' pots d,e oerm.er, ouon les maintient en fusion
punà"nt { 0 a lz hetres. Le vgrre est alors à I'état pâteux, -ce
i"i permet de le travailler avec facilité. Aussitôt façonnés-, les
objets en verre sont placés dans des fours spéciaux, où ils se
refroidissent très lentement.Les fours de verreries sont chauffés au gaz et pournqs de
récupérateurs de chaleur. (voir plus loin, à Ia- métallurgie .du
f;;;-i- prin.ipc de ces récupérateurs.) La température y atteint
de {000 à 1200 degrés.
UAGNÉSIUM ALUMINIUU 3r7
Trempe. - Le verre fortement chauffé et brusquement refroidise trempe , devient très cassant, Pour éviter cet inconvénient,on recuit le verre trempé. Le veme trempé r orr se brisant r soréduit en poudre fine. C'est ce qu'on mon[re à I'aide des larrnesbatauiqTr,es. Ce sont des globules de verre quton obtient enfaisant tomber des gouttes de verre fondu dans de I'eau froide.Si I'on casse leur pointe, tout le globule se réduit en poussière.
En trempant lentement le verre r oû diminue sa fràgi[té. Leverre dit incassable est du verre trempé par immersion dansI'huile.
QunsrroNNArRE. - Que il'orw,e l,o combwstion iht mogmésiwm? - Qu'esl-ccqwe I,a magnésie?
Quelles sont les propriétés de I'aluminium? - Quelles sont les principalesvariétés d'alumine gu'on trouve dans la nature? - Que sont les alunl? - euelest le plus important? - A quoi sert-il? - eu'est-ce que I'argile? - euellessont les principales poteries ? - Avec quoi sont-elles fabriquées ? - Qu'est-ce quele verre? - Quelles sont ses principales variétés? - Comment le travaille-t-ôn?
CHAPITRE IVFER - ZINC _ ÉTEIN - ANTIMOINE - NICKET
f. F'er, F'e:56.lg4. Propriétés. - Le fer est un métal blanc grisâtre, duc-
tile ' malléable et très tenace, fusible vers I 500 degrés. ChauffélP rouge_ blanc, il se soude à lui-même. Le martelage le rendIibreux ; les vibrations, les chocs répétés rendent sa structurecristalline; il devient alors cassant I c'est ce qui occasionne par-fois la rupture des essieux de wagons.
Il se combine à tous les métalloides, excepté à I'azote. Inalté-rable dans I'air sec, il s'oxyde dans I'air humide et se convertiton sesquioxyde de fer hydraté (rouilte). on prévient son oxyda-tiol par la galvanisation, l'étamage ou la peinture.
Le fer se rencontre rarement à l'état natil dans la nature, maissouvent, à l'état, d'oæyde magnétique, de sesquioxyde (ft, oligiste,hématite rouge ou brune), de carbon ate (fôr tpàtntque), dé sul-fure (pyrite). Ce d'ernier n'est pas employé en métâlurgie.
195. Métatlurgie du fer. - La réduction du minerai de ferpeut se faire par la méthode catalane ou par celle des hautsfourneau,æ.
,!,I*
${8 NoîroNg sun rns gcIENcEs pnyslouns ET NaTURELLES
Méthode co,tala(ùê, - Le fourneau catalan se compose d'un creuseÊen briques réfractaires, dans lequel on fait arriver un courant d'air.On remplit le creuset de charbon de bois qu'on allume, et on le re-couvre de minerai. L'oxyde de carbone qui se forrne réduit le minerai,et le fer en fusion tombe au fond du creuset en une masse spongieuse,que I'on soumet ensuite au martelage pour la rendre compacte. Cetteméthode ne donne que le tiers du fer contenu dans le minerai, parcequ'une partie de I'oxyde de fer échappe à la réduction, se combine à lasilice du minerai pour former un silicate de fer et d'aluminium, qui estla scorie. Le four catalan n'est employé que pour des minerais richesdans des pays où le combustible est abondant et les transports difficiles.
Méthod,e des hau,t,s fourneaufr. - Un haut fourneau présenteintérieurement laforme de deuxtroncs de cône réu-nis par leur grandebase. Le cône sll-périeur ou cu,ae setermine par une em-bouchure, le gu,ez[-la,rd. Le cône infé-rieur constitue lesétalages et se ter-mine par un cy-lindre , l'ottar&ge ,où débouchent lestuyères; le fond dece cylindre est lecreuset , fermé etavant par une pierreappelée da,rne.
Le haut fourneauest revêtu intérieu-rement de briquesréfractaires ; on luidonne une hauteurde vingt mètres en-viron. On introduitd'abord (fig. 68 ) ducombustible qu'onallume , puis onachève de Ie rêrn-plir avec cles cou-
Fig. 68. - Haut fourneau.
En À, les matières introduites dans le haut fourneause dessèchent; en B , le charbon réduit le minerai etdonne du fer, lequel descend en G, où, sous I'influence dela hriute température qui y règne, il se combine avec ducarbone et du silicium pour former de la fonte, tandis quela gangue donne, avec le fondant, Le l,aitier, qui surnageet s'écoule par I'orilice qui est en H ; la fonte s'aceumuledans le creuset K. - Les gaz chauds et combustibles quisedégagent du haut fourneau sont aspirés par le tuyau Ttet seryent à chaulfer l'air lancé en S par la tuyère.
ches alternatives do minerai, de fondant et de charbon. Le fondant
FER zrNc Érrnr ÀNTrMorNE - NrcKEr. 319
est calcaire (castine) , si le minerai est siliceux, €t siliceur(erbuel , si le minerai est calcaire.
Des machines soufflantes envoient par les tuyères de I'air à lapartie inférieure de lrou,urage.
Les réactions sont identiques à celle de la méthode préce-dente. A la partie supérieure de la cuve, le minerai se aOsny-drate, s'échauffe et arrive au rouge sombre (400o), dans la régioninférieure de la cuve. Lâ il est réduit par I'oxyde de carbonequi monte du foyer de combustion; celùi-ci donne d'abord deI'anhydride carbonique I mais, en présence d'un excès de char-bon t cc gaz devient de I'oxyde de cârbone. Le fer réduit descenddans les étalages, où la température est de 1000o à 12ggo ; lagangue passe à l'état de silicate d'aluminium et de calcium(laitier), et le fer se combine au charbon (fonte).La fonte et lelaitier se liquéfient dans I'ouvrage, où la température est de{200o à 2000o, et tombent dans le creuset ; le laitier, plus léger,surnage. Dès qu'il déborde la dame, il s'écoule sui un ptanincliné, d'où on I'enlève à mesure qu'il se solidifie. euand, lecreuset est rempli r otl fait écouler la fonte et on la coule endemi-cylindres, qu'on appelle glreuses ou guelcsets.
_ Les gaz chauds qui sortent du gueulard sont composés principa-lement d'oxyde de carbone ; on les fait brûler danÀ des Chambiesen tôle garnies intérieunement de briques réfractairds ( récupé-rateuns witwell ). Les nésidus s'échappent par une cheminéed'appel. Quand la masse des briques réfractairès est suffisammentéchauffée r on ferme toutes les issues et on ouvre une tubulurepar où amive I'air d'une machine soufflante ; cet air s'échauffeen parcourant les chambres et arrive à la température du rougeaux tuyères du haut fourneau.
196. Fonte, - La fonte est rtn cq,rbure de fer contenant de3 à 9 .q.
o/o de carbone. La fonte blanche, obhenue par brusquenefroidissement, est cassante I on I'emploie pour iabriquer lefer doux et I'acier. La fonte grise se foime quantl le refroidis-sement est lent ; il se forme alors des paillettes de graphitenoyées dans le métal et qui lui donnent sa couleur. nUô estrnoins dure et moins cassante que la fonte blanche, et on I'em-ploie pour fabriquer des colonnes , des marmites , des roues, despoêles, etc.
197. Fer doux. - Le fer douæ est du fer pur. on I'obtienten décarburant la fonte (affinage). Pour cela on chauffe la fonteblanche dans un fort courant d'air ; le charbon de la fonte setransforme en anhydride carbonigu€, et I'on obtient le fer dout.
320 NoTroNS sun tns scfsNcns prrïsrQuns ET NATUnETLEs
L'affinage de la fonte s9 .fait par deux méthodes : le procédécomtois et le procédé anglais (puiliilege).
Dans le premier, on se sert- d'un fôur analogue aux forgesordinaires.. Le. foJut est une cavité carrée q,r;on remplit -de
charbon allumé, dont la combustion est activée par une tuyère.La fonte, placée sur Ie combustible r so liquéhe, le ,u."bon,qu'elle contient brfrle eJl passant devant la tuyère. Lu *ursb quitombe au fond est reprise, €t on la sdumet plusieurs fois à laPêryt opération. On obtient finalement une masse unique defer à peu près pur.
__Le puddlage s'effectue dans un four à réverbère (four ù, puil-dler). On chauffe ce four au rouge blanc, puis on introauit tafonte avec le quart de son poids de battituràs de fer ( on nommeainsi I'oxyde gui se détaclie quand on martèle Ie fer incandes-cent ). Le métal fond , I'oxygène des battitures convertit lecarbone en oxyde de carbone, q"i brfile en flammes bleues. Lamasse devient de plus en plus pâteuse, on la réunit en boulesou loupes, qu'on retire et qu'ôn martèle pour en extraire lascorie.
. Ce procédé ftxlrêPgrytnt pénible pour I'ouvrier chargé debrasser la maÇet obligé de rest*r piurieurs heures les"yeuxfixés sur une mâsse chauffée au rouge blanc. On y substitnâ onpuddlage mécanique, en plaçant la fonte dans un ïylindre à arehorizontal tournant sur lui-même.
l9B. Acier. - L'acier est du fercarburé qui contient moins de2p- % de carbone. It est plus ductile, plus élastique que le ferpur.
L'acï,er de forge ou acicr pud,,d,té s'obtient en décarburantpartiellement la fonte.
L'acier de cëmentation provient, de la carburation du fer doux.- A cet effet on_chauffe, dans des caisses en briques réfractaires,'
des couches alternatives de fer doux et d'un cément, formé d.'unmélange intime de charbon de bois , de cendre et de sel marin.L'ac'i,er fondu s'obtient par la fusion, dans des creusets ou dansdes cornues, de I'un ou lhutre des deux aciers précédents. L'acierfondu est très homogène.
L'acier de Besserner (fig. 69) s'obtient en décarburant Ia fonteet en recarburant un peu le fer pur. Pour cela on introduit, dansune cornue mobile ou conaertisseu,rn vingt à trente tonnes defonte. Quand la masse est fonduer oû y lance un violent courantd'air qui brrlle toutes les matières oxydables , carbone, silieium,phosphore. On incline ensuite Ia cornue, et on y introduit de la
TIER ZINC ÉIATX ANTIMOINE NICKEL 32Ifonte en proportion convenable. Le charbon de cette fonte serépartit dans toute la masse et donne de I'acier.
Le procédn Martin consiste à ajouter à Ia fonte en fusion unecertaine quantité de fer pour la tiansformer en acier.
L'acier, chauffé au rouge et plongé brusquement dans I'eauou dans I'huile, donne l'acier tyempé, très dùr et très élastique;on I'emploie dans la fabrication des fusils, des canons, desmachines, des instruments de chirurgie, des ressorts de montre,des laminoirs. des coins des monnàies , etc. Pour les rails de
A gauche on introduit dans une cornue mobile ou conl)erttssewr de 20 à 30 tonnesde fonte en fusion. A droite, le convertisseur est relevé; un courant d'air,lancé par un tube qui débouche par cent ouverturer pt"iigoées au fond ducreuset, traverse la fonte et brrlle son carbone. De nouveau incliné, co creusetregoit assez de fonte pour convertir le fer pur en acier. Au centre, ies ouwiersfont couler, dans des moules engagés dans ie sol, l'acier fondu qu'on a recueillidans une poche mobile.
chemin de fer, on emploie ltacier de Bessemer, et pour les ban-dages et les ressorts de wagons, des aciers où lé fer est alliéà des métaux durs comme le chrome ou le tungstène. Ltacierpuddlé sert pour la fabrication des armes : sabtes] épées I I'acierde cémentation est employé pour fabriquer des outils t limer,rabots, couteaux de poche.
199. Oxydes de fer. - It y a deux oxydes principaux : {.o I'o-xyde salin ou oxyde magnétique, Feaoar ou aimant naturel, quiest très abondant en Suède : c'est le meilleur minerai de frr .
2o le sesquioryde de fer, FesOB, qui,-rnhydre, constitue à l'étai
Fig. 69. - Fabrication de I'acier Bessemer.
322 NoTroNs sun LEs sqrgNcns pHrsIQUEs Er NÀTURELT.ES
naturel l'oligùste,l'hématite rouge. A l'état hydraté, le sesqui-oxyde forme la rouille et existe à l'état naturel sous le nom delimonite ou hëmatite brune.' ctest un bon minerai,
9,00. Sulfures de fer. - Il existe deux sulfures de fer ; le plusimportant est le bisulfure, FeSz, ou pyrite d,e fer, qui est trèsrépandue. Elle est utilisée de deux manières : grillée, la pyrite .
donne de I'anhydride sulfureux, et, à ce titre, est employée dansla fabrication de I'acide sulfurique ; chauffée en vase clos, elledonne du soufre. Elle n'est pas utilisée comme minerai de fer.
2O|-. Sulfate de fer (SOaFe). - Le sulfate de fer, salfate ferreux,appelé aussi couperose aerte ou uitriol uert*, est un sel qui se pré-sente en grands cristaux verts solubles dans I'eau" Chauffé vers 3000,il perd son eau de cristallisation et devient blanc. Sa dissolution doitêtre conservée à I'abri de I'air, sans guoi elle se suroxyde et jaunit endonnant du sulfate ferrique [Fez(SO4)3].
On obtient le sulfate ferreux en traitant directement le fer par I'acidesulfurique, ou mieux en grillant le sulfure de fer et le laissant ensuites'oxyder à I'air;4,p lessive la masse et on fait cristalliser. Il est em-ployé dans la tion de I'encre ordinaire et du bleu de Prusse;en teinture,Il sert pour.
la base d'un grand nornbre de couleurs noires.les fosses d'aisances, et on l'utilise en agricul-
ture pour parasites.
2Oz^. Chlo (Fezf,lo). - Le chloru,re de fer, produit par!'action directe du chlffi sur le fer, est un solide noir trOs solubledans I'eau et formant un liquide romge brun qui a la propniété decoaguler le sang, ce qui fait employer sa dissolution aqueuse pouraruêter les hémorragies. Comme I'eau le décompose assez vité etlacide chlorhydrique et oxyde de fer, il est bon de n'employer à cetusage que du chlorure récemment préparé.
Il" Z'iyr e , V,ut: GFr,2.
?fiS. Fropriét'és. -- Le rinc est un rnétal blanc blouâtre, cris-tallin, cassant I sa clensité esl, T,tg.
Il se ternit à I'air et se rerouvre dtune couche dthydroûarbo-nate de zinc qui protège la partie non attaquée. Il se combine
a facilement aux acides et forme aveo eux des cômposés vénériellx;aussi ne I'emploie-t- on pas dans la fabricalion des usten-siles decuisine. Il fond vers 500 degrés et se volatilise vers {000degrés, en répan,:lant d'abondants ilocons blancs,d'oxyde de zincllaine phil o s o phic1u e) .
9O4- Extraction. - On extrait le zinc en calcinant la blend,e* On appelle de même le sulfate de zinc t:i,[ri,ol blcanc et le sulfirte de cuivre
uitriol, bl,eu,
;
F'ER ZINC ÉTAIN -
ANTII\IOINE NICKEL 323
(sulfure de zinc) ou la calq,mine (carbonate de zinc), âû contactde I'air ; on obtient ain si de I'oxyde de zinc, que I'on réduit parle charbon dans des cylindres en terre réfrâctaire ; le *êtatdistille, et I'oxyde de carbone s'échappe.
905. Usages On emploie le zinc en feuilles pour construiredes gouttières, des baignoires ; réduit en feuillôs plus minces,il sert à la couverture des toit,s. On I'utilise aussi dâns plusieurspiles électriques (Daniell, Bunsen, Leclanché, pile au bichro-mate) , et pour recouvrir le fer d'une couche qui le protègecontre I'oxydation (fer galuan'isé). Allié au ctrrivie, il fôrme lelaiton ou cuiure iaune. Il entre dans la composition du bronzedes monnaies et du maillechort.
. L'oæyde de zinc ou blanc de zinc est employé en peinture;il ne noircit pas comme ra céruse (carbonatè dè plomL) par lesémanations sulfureuses, mais il est moins tenace et couure moinsbien. Le chlorlr!,e et le sulfate de zinc, Qui se ,forment dans la
Hi t*Ëlllïj
: I' h y d r o g è n e, s o n t,e m p I o y é s. e llillu t i o n c o m m e
II[. Étain, S%:11q06. Propriétés. - L,étain est un mé 'argent, très
malléable ( feuilles d'étain ) , mais peu tenquand on le ploier un bruit particulier (crià 230 degrés ; sa densité est f,2.
, faisant entendre,de l'étain ). Il fond
L'étain ne s'altère pas à I'air à la température ordinairemais s'oxyde facilem*nt qnund on le chauffe à 200o. Il est atta]g9é par I'acide chlorhydrique, qui le transforme en chlorured'étain (SnCl2). L'acide azotique i'attaque aussi à froid. L'acideq;rlfurique ne I'attaque qu'à chaud el concentré. L'étain estattaqué par I'eau salée. Il se combine facilement au soufre, auphosphore, au chlore.
Avec le soufre, il donne un bisulfure d'étain jaune, connu sousle nom d'or mussif, employé autrefois pour enâuire les frottoirsde la machine de Ramsdèn, et encor-e aujourd'hui pour *ù-placer la poudre d'or dans la dorure commùne. Les sôts d'étainsont inoffensifs à petite dose.
On extrait l'étain de la cassitérite ou bioxyde d'étain naturel,gu'on réduit, par le charbon.
W7 . _ Usages. - L'étain sert à fabriquer des ustensiles de
table, des mesures pour les liquides ; on I'emploie pour étamenlo cuivre et le fer ( fer - blanc) ; en feuilles r|incei r il sert à
324 NorroNs suR LEs scrENcES puysreugs ET NATURELLEs,
envelopper le chocolat, ; il entre dans la composition du bronze,de la monnaie de cuivre, de la soudure des plombiers; on I'as-socie au mercure pour I'étamage des glaces.
IV. Nickel, Nl : 59.
908, Propriétés. C'est un métal presque aussi blanc queI'argent,_ de densité 9, moins fusible que le fer, ductite, lami-nable, très tenace, inaltérable à I'air. Il donne des sels qui sontverts en dissolution , et jaunes lorsqu'ils sont anhydres.
On trouve souvent du nickel dans les minerais de fer. Lenickel s'extrait' généralement de son sulfure. Il est alors presquetoujours associé à un autre métal, le cobalt.
909. llsages. € On I'emploie pour recouvrir les objets métal-l-iques_ qu'on veut préserver de I'oxydation (nicltetag;). Il entredans la compogition d'alliages utilisés dans la fabrication decentaines rr1flgs, des cânons, €t pour le d.oublage des na-.1Nrri r. .' c,
z'lo. *rtrË#om.* - Le manganèse et re chrome sontdesmét1o*trEchetduferetduîi't.tparleurpoidsato.ryiqu-e(9*_nI,55),leurspropriétésphysiqueset[eurden-sité.Lechro*"Çsdurdesmétàux;ilest-inittaquableparlesacides, lauf par I'acidffilorhydrique I le manganèse est atfaqué, "i
cort-traire'. Tous deux se eombinent avec I'oxygène. Le manganèse formeplusieurs oxydes, dont les plus importants sont: le bioxyde (employé
.à la p!épqation de I'oxygène et du chlore), et l'acid,à perminga-nnique {InOt_H. (Le permànganate de potassiurn est un antiseptiq-ue;
sa solution dans I'eau est rouge violet.)
-- L9t principaux oxydes de chrome sont le sesquioxyde Crzos et
l'anhydride_chromique C.rO3. Ce métal, comrne l'àluminium, formeun sulfate double avec le sulfate de potassium: c'est l'alundec:hrome,violet en cristaux et vert en dissolution. L'anhydride chromiquedonne r avec I'eau r uû acide dont on connait deux iéries de sels : leschromates neutres et les chromates aci&s oa bi,chromates. Le bichro-mate de potassium est rouge, soluble dans I'eau et vénéneux. OnI'utilise dans certaines piles électriques ; il sert à produire le chro-m?!e de plomô jaune, utilisé en peinture (jaune d,à chrome) et inso-luble dans I'eau. On ajoute souvent de petites quantités de chrome oude manganèse aux aciers pour les rendre plus durs.
QunstroNNÀrRE. - Quelles sont les principales propriétés du rer? - euellessont ses combinaisons naturelles les plus communes? - Comment traite-t-on leminerai de fer dans"la méthode catalane? - Décrivez un haut fourneau. - euyintroduit-on? -. Qu'est-ce çre la fonte? le fer dour? I'acier? - A quoi les àm-ploie-t-on? - Comment obtient-on I'acier? - Commwt prépara-t-in l,a sutfatect le chlorurc de fer? - A qwoî, sensnt-ilg?
CUIVRE PLOMB MERCURE. ÀRCENT. OR. PLÀTINE 325
Quelles sont les propriétés du zinc? - Quels sont les principaux minerais? -À quels usages
"*itoi*t-on le zinc? - Qu'est-ce que le laiton? - Qu'est'ce quo
le blanc de zinc? A quoi sert-il?Que savez-vous de I'étain? - Quels sont ses nsages? - Parlez du nickel' -
Ses usages. - eu'est-ce que le hanganèsef - Quôl est son principal sell -À quoi
-Bert le bioxyde de manganèËe ? - Que savez'voust du chrome ? -Qu'est-ce que le iaune de chrome?
Exuncrcns. - {.. on a employé 500 grammes de sulfate de fer pour faire
2 litres d'encre. Quel poids de ier renferme I' titre do cette encre?
Z. Larouille du-fer jpour formule : 2Fe2O3.3H2O. Un Iîl de fer pesant l'0 grammes
g'est eomplètement trarsformé en rouille, combien pèse-t-il alors?
CHAPITRE V
CUIVRE - PTOMB _ MERCURE. ARGENT. OR. PLATINE
I. Cuivre, Cu: 6.7o,1*.
91,1,. Propriétés physiques. - Le cuiarefl,ilgq métal rougÔ'
briltant, ttùueable etirèË ductile, fusiblg Ë.1098 degrés et brû-lant avec une flamme verte. Après le fer'rStest le plus important
des métaux; sa densité est 8'8.
Eætraction. - On le trouve quelquefois à l'état natif' mais
on I'extrait surtout des pyrites cuivreuses dans lesquelles le Cu
est mélangé au fer.On grilie la pyrite afin de transformer les sulfures en oxydes,
puis oil chauffô fortement, en présence de matières siliceuses I
àelles-ci se combinent au fer d; la pyrite pour donner un sili-cate de fer, qui est la scorie. Il reste une masse (matte) riche
en cuivre.'On la fond. dans un four à réverbère aYec du char-
bon, et on brasse avec du bois vert poul accélérer la réduction
de I'oxyde I on coule ensuite le métal fondu'Lorsque le minerai est du carbonate de cuivre ' on le réduit
par le cïarbon, ce qui donne presque immédiatement le métal
bor. Un procédé récent consiste à transformer Ie sulfure en
sulfate pai oxydatiorr r puis à retirer le cuivre par électrolyse
de Ia solution
919. Propriétés chimiques. - Le cuivre ne s'oryde p-ls àI'air sec, mâis à I'air humide it se couvre d'une couche verdâtre
d'hydroéarbonate de cuivre appelé aert-de-gri:. Les acides orga-
niqles I'attaquent aisément, en donnant der sels vénéneur.
326 NorroNs sun LEs scrENcES pnrsreuns ET NÀTURmLLns
C'est pour cela qu'on étame les ustensiles en cuivre ( casse-roles , bassines ) qui servent à Ia cuisson des aliments.
L'acide sulfurique attaque vivement le cuivre r 01 donnant dusulfate et du gaz sulfureux. L'acitle azotique I'attaque r 0p don-nant de I'azotate de cuivre et de I'oxyde azotique. L'acide chlo-rhydrique I'attaque lentement.
Si I'on verse de ltammoniaque sur de la tournure de cuivre, onobtient une liqueur bleue (liqueur dc Schweitzer), qui diss'outla cellulose.
- 9lT. Usages. E Le cuivre sert à fabriquer des chaudières,des alambics, des ustensiles de cuisine, des fils conducteurs del'électricité. Avec le zinc, il constitue le laiton ov cu,iare jaune,employé à une foule d'usages. Avec l'étain, il forme le brsnzedes canons , des cloches, etc. Allié au zinc et au nickel, il donne.\e mai'llechort., presque inaltérable à I'air, et avec iequel onfabrique des timbales, des couverts de table.
2ll.r*, sulfate de cuivro ( soa$u ). - Le sutfate d.e cui,are, appeléaussi ui'triol bleu oa couperose bleue, est un sel d'une saveur astiin-gente r assez soluble dans I'eau, rougissant la teinture de tournesol.
9-" l. prépare en traitant à chaud les rognures de cuivre par I'acid"esulfurique ; par évaporation lente, il se dépôse en beaux cristàux bleus.
Le sulfate de cuivre est employé pour le chaulage des blés, 6ans lateinture des laines et la conservation des bois, pour piése*uer la iigne dublack-rot et du mt'ld'i,our' il entre, avec la chaux, dans la composit"ion dela boui'llie bord,elaise, qui sert à combattre les maladies Aà ta vig.ue.
If. Flomb, Pb :2O7.g[5. Propriétés et extraction. Le ptomb est un métal
gris bleuâtre , malléable , peu tenace, pouvant être rayé parI'ongle ; il fond à 335 degrés; sa densité est I 1,4.
on le retire surtout de la galène (sulfure de plomb , pbs ) ,
laquelle renferme assez souvent un peu d'argen t (-ptomb argen-tifère, V. no 221).
On grille à I'air le sulfure o llui se transforme en sulfate etoxyde de plomb avec dé-gagement d'anhydride sulfureux; puison ferme les issues du four pour interdire l'accès de I'air. Lesoufre du sulfure, non encore transformé, stempare de lroxygènedu sulfate et de I'oxyde. Il_y a encore un abonâant dégagèùentde gaz sulfureux; il reste du plomb métallique :
zPbO + Pbso4rcle cl.e plomb
Pbso{ +rulfurc rle plomb
: 3Pbplomb
+ so'gaz sulfureur
+ zSOsg.ir'/: mllnrosr
PbS : zPb;rUrtô ile plonb rslfure de pl,onb Dlmb
CUTVRE Ë PLOMB - MUhCURE, ÀRGENT. OR' FT,ÀTINE 3'?
Le plomb s'oxyde rapidement à I'air humide I mais el - prg-
sence du gur r.rbonique et des sels minéraux à dose faible, le
plomb se "recouvre d'une couche insoluble de carbonate et de
iulfate. Les acides étend,us n'att,aquent pas le plomb, mais les
acides concentrés I'attaquent à chaud.
916. Usages Le plornb est employé pour la fabrication des
balles de fusil, des plombs de chasse, des conduites de gaz
et d'eau. Allié â I'antimoine, il constitue I'alliage avec lequel on
fabrique les caractères d'imprimerie.21-Z. titharge (pbO). - Le plonrb chauflé au contact de I'air fond et se
transforme en ùtt" matière jaune amorphe, le massicot. Ce corps peut se
combiner à Ia silice des poteries poorr donner un vernis brillant. Nous avons
vu que ces poteries ne sont pas sans da-ng9l pouT les usages--culinaires'
Le massicot fondu cristaliise par refrÀidissement en paillettes-, qui
constituent la titharge, oxyde de plornb de couleur rouge brique t
soluble dans I'acide àzotiqub. ce corps sert aux pharmaciens à pré-
parer le sel de Saturne ou acétate de plomb'' L" litharge et le massicot sont deux formes d'un même oxyde de
plomb, {ui réPond à la formule PbO.
Zf B. Minium (PUagt;. - Le rntnr.um est une poudre d'une belle cou-
leur rouge obtenue en chauffant le massicot à I'air, à une température
qoi ou d"oit pah dépasser 300 dggrés. On I'emploie en_peinture pourpré-
*ruer les niétaux de I'oxydation; il sert à colorer les papiers peints,
la cire à cacheter. Il entrè dans la composition du cristal. Le minium,traité par cle l'acide azotique, donne le bioxyde de plomb Pbosr appelé
parfoiJ oxyde puce à cause de sa eouleur'
21.g. carbonat,e de plomb (co3Pb). - Le can"bonate de plonlb ou
céruse est un sel blans, insoluble dans I'eau, très
vénéneux. Pour I'obtenirr on place des lames de plomb
enroulées en spirale dans des pots en gfès au. fond
desquels on u mit un peu de vinaigre ( acide acétique)
(fis. ?0). ces pots sont disposés les uns au-dessus des
à"it.t, et le tout est recouvent d'une couche de fu-mier, qui fournit I'anhydride carbonique nécessaire pouT Fig. 70.
transformer en carbonate I'acétate de plomb résultant
de I'action des vapeurs d'acide a.cétique sur les lames de plorrrb'
La céruse est employée en peinture ; elle fournit une belle couleur
blanche très solide i mais qoi * I'inconvénient de noircir sous I'in-
fluence des émanations sulfùreuses r par suite de la formation de sul-
fure de plomb qui est noir.
III. Mercure. Argent. Or' Platine'
22O, Mercuro, HS:200' - Le mercu're est un métal blanc bril-lant., liquide, de â"ttîite 13,60, _se
solidifiant à - 4Û degrés, eJ bouil-
iuot'à BbO degrés en répandânt des vapeurs incolores très vénénbuses
328 NoTroNs suR LEs s,craNcns pnysreuns ET NATURI:LLEs
On Ie trouve-quelquefois à l'état natif; le plus souvent on l,extraitùa ctnabre (sulfure de mercure ), pa" grillagô.
Le mercqle s'oxyde lentement â I'air à la hrnpérature ordinaire.Le chlore, I'acide azotique , I'attaquent à froid, I'acide supuriq"u'a f.température de l'ébullition. Les composés avec le chlore sont le chlo-r1't're rnercureLhæ, calomel 9y protochlorure de mercure insoluble,c'est un purgatif et un vermifu$e, et le chlorure rnercurique, subtli,mécorrosif ou bichl,orare de rnercure. Ce dernierr utr peu ioluble dansI'eau, est un-antiseptique_très puissantl c'est un- poison très vi,olent;le contre-poison est le blanc â'æuf; on I'emploie pour préserver desinsectes .nuisibles les collections d'histoire naturellL.
Le sulfure de mercure artificiel eçt noir ou rouge, suivant les pro-:.|dét de préparation. Rouge, c'est le uermi,llon erùplbyé
"" p"i"tlre.
C'est un poison violent.
- 221'. Argent' {g='108. -L'argent est un métal blanc très brillant,ductile et très malléable, sonore f très bon conducteur de la chaleuret de l'électrici!é I sa densité est {0r5; il fond vers I 000 degrés.
--
Il se trouve à l'état natif, mais le-plus souvent à l'état ie sulfure(argy\ose) , surtout au qlili r âu Mexique et au Pérori ; o; Ibxiraitaussi des galènes cr,rgentifères.
L'extraction de_ I'argent repose sur le principe suivant. On convertitle minerai en chlorure d'argent à I'aide du sei marin. On aecàÀposeensuite ce chlorure par le fer, qui met I'argent en liberté. O" ire"-cure ajouté à la masse donne.un amalgame â'argent. Cet amatgame,distillé, laisse I'argent métallique.
- t]-u"q9nt est inaltérable à I'air ; il noircit en présence du soufre oude I'acide sulfhydriq_ue I I'acide azotique I'attaquà à iroid en dànnantl'azotffie d,'argent. ce corps, fondu èt coulé étr crayons (pierye in-fernale\, est employé pour la cautérisation des plaies.
Parmi les .autres 99mpo.sés dg I'argent on peoi citer : le chloru,re ,qui -noircit à la lumière et se disso,rî darm I'annmoniaque. Une goutted'acide chlorhydrique versée dans une solution d'un sèl soluble"d'ar-gent en détermine la formation. Le bromure etl'iod,ure d,,argent sontemployés en photographie.
L'alliage d'a-rgent et de cuivre est utilisé pour la fabrication des mon-naies et des bijour.
-222. 0r, Au:197, - l,'6y. est un métal jaune, brillant, le plusductile et le plu! malléable de tous les métu,r". Il est mou, inaltOrâbleà I'air à toutes les tempé1at3rgs, et n'est attaqué que p." i'.uu rofaleQ" yA); sa densité est {.9,5. On le trouve à liétatïatii(paillett"r,ie-pitgs) et en combinaison avec les surfures de plomb, d^,""g*oi-&'d"cuivre.
L'or natif existe el paillettes dans des sables provenant de Iadésagrégation de roches. On broie ces roches, od lave les débrispour enlever les matières _terreuses, €t on traite les parties lesPlSt denses par le mercure. Il se forme un arnalgame d'or'gu'on dis-tille,
CUIVRE h PLOMB _ MERCURE. ARGENT. OR. PLÀTINE 329
lli*rl des bijoux; on s,en ,."îil;ffii"J;;*,pour la dorure r €o fils ténus aans Ë prlr.-.n-terie.
7!), étoile métallique '
alliages d'or d'un titre i
l3?;,ilî1t::,,11,.î-1el,. Le ptatine est un métal blanc, rrèsTi:tlui:1,:"* ^I:' ll:11r., ir op r;f ;;"i"* lî''"ËËJJlï;,iiifiÏi_i:::u, 1,: qmétaux; ;;;'*il Ë"= rri iiîï,Ii'i;ii;,ii
i.' i"ur# alir,iiiJJJ r bil'iiSibénipl Il ocr mxla--r r r - ..
ii ii".à, 1,,, ::: *er " s?r a d.s ;éi" "Ë "*, Ëilà t#i fiii,Hi"iii :dium, rhuténiu*, o'ii'rn; on l'isor" pu""T.5i;"::iâi ïi!ïrLi:-f,vv^qsco
*,,ltT:i j: ,s,-oxVde.à auc,une température. Comme l,or, il n,est
--..!:r alliages -d'or peuvent être essayés à lap?erre de touche, piérre noire y, Irqielle onmargue un trait avec I'alhage a essayer I cettetrace, traitée par I'acide "rôtiqoÀl"p'"""0 uneteinte qui vari-e avec le ritre à; i.iù.à. ; oncompare alors cette coloration avec celËs queI'on obtient en répétant la mêms experiencesur les dilférentes branches du totrciîu ( fig.
19"t les rayons portent à leur extrémité desconnu.
atta.qué^^que par l'eau régare. '
est-irJ5'po".ox ets'échauffe en cond.nrurri 1., gaz; une spirale deplatine, portée au rouge et pîacée dans un verreau .foqd duquel se trouvË on pbu d,éther (fig. iZ)-,reste incandescente (lqmpe {ans flamme).
" ,,Le platine sert à fabriluer des creusets et descornues pour les laborat6ires, des arambics pou,la concentration des asid.es.
3YH3**11.^, !yle1 sonr tes_ propri étés physi ques Fig. 72.
â'Hiî:l;3ffiin"T"':i"",,î:*-.'::-:'.:J::ï,iffii"".nJlT;,i;*".étame-t-on les ustenônel a" .oi*i".-"""rîi*r riii:mez ses principaux alliages. - commtrt giiiore4-on re sur,fate ir,e cwitsre? -A quoi est-il, cmpl,oyé?
?;i:;;:::;;;::",'"j'* L:.g:,: ::nr ses usages? - ew'est-ee que ta*'3#Y:.!Tnx::,:,t:yy::,!?'e,te;;;;:";;;";'oÂnK":;;i:r:;:#?#'rr",*,,:?::n::.ry^,yrtQrirr";;rï:'A;r:r-i;i*i'riTlli:tr;-:#:iill j^;!':':-^:,0::_:",::t:y:r,,.;;i;',,;*iri,ii:ff o'i,"i*!iiÏÏui::;
;?x'';i;:;,#,i.";"::y::-;c"x;,':ii; j;;';;;;':"aii,::'::ff ",ii{;;,i
':,,:i:.:::!-,':::n:,9|!'tt2et7wi2i:';-';;;';;";;;^':T:;i;:,#i":t;:qwai se cotnpose la lampe sans f,amme?
Fig. 71, - Touchau.
TRoISlÈntn PARTIE
CHIMIB Ofr.GAITIQUE
Notions préliminalres.
994. 0biet de la chineio organique. La chimie organiqrrcest la partie de la chimie qui étudie les matières d'origine végé-
tale ou animale, c'est-à-dire les nombreux composés que I'onrencontre dans les organes des végétaux et des animaux. Comme
[outes res matières renferment du carbone, on peut dire que lachimie organique est la chimie du carbone.
995. Principes immédiats. - On appelle pri'ncipes tmrnëdi,ats,des composés dont les propriétés sont bien défirries et qui pré-sentent toujours, quelle glre soit leur origine, les mêmes carac-
tères (forme cristalline, point de fusion , point d'ébullition ) ;ce sOnt, pâf exemple, le sucre, I'amidon , la benzine, la cellu-loge.
996. Analyses - {.o L'analyse immédiate consiste à déter-miner la nature des principes immédiats renfermés dans unesubstance organique ; c'est ainsi que I'analyse immédiate d'e
la farine montre qu'elle renferme de I'amidon , de I'albumine,du sucre, etc.
2o L'analyse éIémentar,re consiste à déterminer la nature et
les proportions relatrves des corps simples qui la constituent;coesf aiÀsi que loarnidon se tompose de 6 atornes de carbone com-
binés à l0 àtomes d'hydrogène et à 5 atomes d'oxygène: sa for-mule est C6H{0O5.
Les principales sukrstances à doser en chinoie organique sontI'hydrogène, le carbonen I'oxygène et I'azote. Pour doser I'hy-drôgènè et le carbone, 'ln s'appuie sur le principe suivant :
quand on chauffe avec de I'oxyde de cuivre une suhrsLance ren-fèrmant ces cleux éléments, I'hydrogène passe tout entier à l'ètatd'eau, le carbone à l'état d'anhydride carbonique. La composi-
tion de ces torps étant ûonnue, oD pourra en déduire le poids
de I'hydrogène èt celui du, carbone, après avoir pesé -l'eau et legar carbonlque formés dans la décomposition de la substance.v
Si la substance contient on outre de I'orygène , le poiris de
NOTICINS PRELIMINAIRES 33t'
celui-ci s'obtient en retranchant du poids de la substance lasomme des poids de I'hydrogène et du carbone.
Pour doser ltazote r otr calcine les matières organiques avecde I'oxyde de cuivre. L'azote se dégage, on le recueille dans untube gradué. On ajoute un rouleau de toile de c,uivre à la partieantérieure du tube, afin de décomposer les vapeurs nitreusesqui se forment presque toujours dans la combustion des ma-tières azotées.
_ Remarqu,e. - Toutes les substanees chirniques, simples ou com-billées, peuvent entrer dans la composition des corps inôrganiques ety sont ordinairement associ.ées dans des rapports simples, tantiis queles corps organisés ne renferment que trois ou quatre éléments , qoisont I'oxygène, I'hydrogène, le carbone et I'azote, ordinairement com-binés dans des rapports très complexes. Quelques autres substancesminérales qu'on rencontre ne s'y trouvent que rarement.
Conséquence. - Une substance organique compiètement brûlée nePeu! donc donner que des produits volatils, qui sont I'anhydride car-bonique, la vapeur d'eau et I'ammoniaque ; tandis qu'en général lessubstances minérales donnent un résidu après leur calcination. Ainsi,en calcinant de I'amidon à I'air, en brùlant de I'alcool , oD n'obtientaucun résidu ; au contraire , la calcination dir chlorate de potassium,de I'azotate de sodium , donne des résidus fixes.
297,. Fonetions chimigues. On peut définin les corps parItensemble de leuns propriétés, qui dérivent du mode de groupe-ment des atomes. Ltensemble des propriétés d'un corps consti-tue sa fonction chimique. Par exemple, la f onction acide estcaractérisée par la propriété d'échanger un ou plusieurs atomesd'hvclrogène contre un ou plusieurs autres atomes pour donnercies sels ou des ét,hers. IIn chimie orq.aniclue, ou le mocle degrottpenient' des atomes clans la rnoléculc est très variable, onclasse les corps dtapr'ès leur foncl,ion.228. Radieallx. - Ce sont des groupements moléculaires capables
de_ passer, par double décomp_osition , dlun composé dans un àuhe,à la façon des ggrp:.simples, L. composé Lzlra (ammonr.um), dontnous avons parlé déià, peut être considéré comme un type de radicalrnonovalent.
229. Nomenclature des principales fonctions organigues. - -Lep_oint de départ de la nomenclature en chimie orgarrique est le mé-thay'e ou gaz des marais, dont la formule est CHa, qu'où peut encoreécrire :
HI
H-C-HI!
H
(.
332 Norlor{s suR LEs scrnNcns pnysrougs ET NÀTURnLLEs
Dans ce composé, le carbone quadrivalent est saturé, c'est-à-direqu'on ne peut plus ajouter d'autres atomes à la molécule. En d'autrestermes, le méthane ne peut pas donner de produits d'addition; maisil peut donner des produits de substitution r pâr exemple , CHaI ouméthane monoiodé. Si on traite le méthane monoîodé par le sodium,on obtient de l'iodure de sodium NaI et un gà2, l'éthane, dont la for-mule brute serait CH3, mais auquel sa densité de vapeur assigne uneformule double CzH6. La réaction peut alors être représentée de la ma-nière suivante : H
I
H_C-H Hll
@....,r..rr..r...i I i H_C_H!.
! +2Nai:2NaI* |
L. l.." .. i H-c-HtlH_C_H H
I
FIDe même, en traitant un mélange de méthane iodé et d'éthane iodé
par le, sodium r or obtient, entre autres produits r ûr gaz appelé pro-pane et dont la formule est C3H8.
Cette formule développée peut s'écrire :IIHHlll
H_C-C_C_HlllHITH
Un procédé analogue aux précédents permet d'obtenir le butane C4Ht0HHH}IIIII
H-C-C-C-C-HlltlHHHTT
On connaît également les carbures C5Hl2, C6III4, etc. Ces corps, quine diffèrent entre eux que par un certain nombre de fois le radi-cal CHr, sont appelés corps homologues et forment des familles decorps dont les propriétés offrent la plus grande analogie.
Nous avons donc une famille de carbures dits saturés, parce qu'ilsne peuvent donner de produits d'addition I ces carbures peuvent, àpartir du second, perdre deux atomes d'hydrogène et donner des car-bures non saturés ou éthyléniques, du nom de leur premier terme.
HHll T{'
C2H6 ou H-C-C-H donnedonc ii>C:C(fi ou CzHlllHHJthnnc étibylàrc
NOTIONS PRÉLIMINAIRES 3i}3
Dans ce dernier corps on admet que les deux atomes de carboneéchangent entre eur deux liaisons I cette particularité explique la faci-lité avéc laquelle les carbures éthyléniques donnent des produits d'ad-dition ; par exemple :
bichlorure tl'éthylèneou liquour tles Eollandais
Enfin l'éthylène peut perdre encore deux atomes d'hydrogène etrlonner naissance à une troisième série de carbures, dits acétylé-niquqs, du nom de leur premier terme :
tle ClH4 ou II -C - (t,t rrt H--(-:t -.-ii dérive H-C:C-H ou C2Hl
6thylène acétylène
Ces carbures comportent une triple liaison entre les deux atomesde carbone et forment des composés d'addition avec la plus grandefacilité. De plus, ils peuvent se polymériser, c'est-à-dire que plusieursmolécules s'unissent de façon à donner une molécule plus complexe.
Ainsi trois molécules d'acétylène donnent une molécule de benzine :
3C2H2 i== C6H6aoétylène benziuc
Iæs chimistes développent ainsi la formule de la benzine :
CH
La benzine est le point de départ d'une seconde série de corps orga-niques , dite série aromatique."La molécule de ces corps renfenme une série d'atomes de carbone
formant une chalne fermée I tandis que dans les dérivés directs du mé-thane (série grasse), les atomes de carbone forment une chaine ouverte.
Dans chaque carbure r otr peut remplacer un atome d'hydrogènepar le radical monovalent OH (oxhydrile); on obtient alors les.alcools :
CrHr6thylènc
+ cl2chlore
/\CH CHll
CH CH\/
CH
CH4 (méthane) donne CHa - OH alcoolC2H6 (éthane) , C2H5 - OH )
méthylique (esprit de bois)éthylique ( esprit de vin )
CaHE ( propane )C4Hro ( butane )CsHtz ( pentane )
)) C3H7 - OH) C4He - OH) csHu - oH
) propyliqueD butylique) amylique.
Les radicaux CH., C2Hb, etc., sont appelés radicaux alcooliques.Nous ne dirons rien ici des alcools dérivés des carbures non laturés.Le dérivé pbtenu en remplaçant H par OH dans la benzine C6H6
s'appell e phënol.Les propridtes des phénols sont distinctes de celles des alcools,
334 NOTIONS SUR LES SCTI'NCES PHYSIQUES ET NÀTURELLES
quoique le mode de dérivation par rapport aux carbures soit lemême.
Oxydés, les alcools donnent les acides :
CHr-OH ou H-CH2OH donne H-COOHalcool méthyliqoo acide formiquo
C2Hb - OH ou CHa - CHzOItr donne CH3 - COOHoloool 6thYlique acide acétique
CBH? - OH ou CzHb - CHzOII donne C2H5 - COOHalcool propytique acitle propioniquo
C4He - OH ou CsH? - CH2OH donne C8HT - COO[{aloool butylique acide butyriquo'
Csfltr - OH ou C4He - CHzOII d,onne C4He - COOITaloool nmylique ocide valérioniqua
Les phénols résistent mieux à I'oxydation' I
Les âcides organiques peuvent s'unir aux bases minérales et donner
des sels. Bxemple : H - CÔOt<, forn'liate de potassium.
Deux molécules d'alcool peuvent, dans ce!'taines conditions , perdre
une molécule d'eau et donner des é,thers-onydes,
8ifi::3H : H'o + SiHl >oalcool 6thyliquo ea,u 6ther ortlineirc
Les acides organiques peuvent s'unir aux alcools avec élimination
d'une molécule â'eaù : on obtient alors les éthers-sels'
H - COOH + c2H5 - oH : HzO + H: COO - C2H'5
acicle formique oloool 6thyliquo eeu formiate tl'éthylo
Enfin certains corps ont une constitution très eomplexe , encore
insuffisamment étabiie; ce sont les camphres , les alcaloldes et les
matières albuminoides.
CHAPITRE I
CaRBURES - Atc00tsatcat0lnns
- acIôES - ÉrHnnsvÉcÉrtux
I. Carbures.
gBO. Définition. - Les carbures sont uniquement formès
tl'hydrogène et de carbone; ils brfilent facilement en donnantde i'eariet de I'anhydride carbonique. Il en existe un très grandnombre. Les uns sont gazeux (gaz des marais), les autres
liquides ( pétroles ) , les autres solides ( vaseline ' paraffine ).
cTRBURTB - Àr.coot s - ÀcIDEs Érnnns 335
93{. CarburoE gazeur. - Parmi les carbures gazeux, les plusimportants sont : le formène n CHa ; l'éthylène , C?I'14, et I'acéty-lène, C2H2. Ces composés ont été étudiés précédemment (no' L49,{54 et 229).
932. Carbures liquides eû solides. * Ces carbures sont trèsnombreux, les principaux sont : to lespétroles et les bitumes avec leurs déri-vés , et 2o les goudrons, d'où lton ex-[rait Ia benzine, {ui est le point dedépart d'une série de composés ditesérie aromatigue.
Nature des bitumes. - Les bitumessont des matières hydrocarburées na-turelles, solides ou liquidesr provonantcle la décomposition, à une époque re-culée, des végétaux résineur enfouisdans le sol. Tous brûrlent avec uneflamme jaune en produisant une épaisse
Pé.trole bru,t. ^- ï.,e pët,role hç"tr,t esl, un liqLride visqueux, de
fumée Àoire (fig. 73). !9r plus_ impor- Noir u. ,"lr'f; Ji;urn parla
*_.tants sOnt le pëtrole et, I'asphalte. combusrion dès bitumes.
Fig. 74. - Puits de pétrole lArucrrquc,.
couleur brune, brûrlant facilement en répandant d'abondantesfumées. Il forme dans le sol des nappes souterraines que I'onexploite au moyen de puits (flg. 74 ). Il est abondant clans IeCaucase ( Bakou ) et aux Htats - unis.
336 NorroNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NATURELLSS
Le pétrole brut est soumis au rafft,nage, c'est-à-dire à ladistillation fractionnée, qui donne, entre autres produits,l'huilede naphte ou huï,le ile pétrole, of des essences minéralesemployées pour l'éclairage.
Parmi les produits secondaires que I'on retire de cette distil-lation, or peut citer la uaseline, substance grasse, minérale,ressemblant au saindoux, sans saveur ni odeur, ne rancissantpas à I'air. La médecine et la parfumerie I'utilisent depuisquelques années.
Un autre produit solide , provenant de la distillation despétroles, est la paraffi,ne, substance blanche ayant la consis-tance de la cire, et servant, colnme la stéarino , à la fabricationdes bougies.
Asphalte oabitume de fudée. - L'asphalte est solide, d'unnoir brillant, fusible vers L00o. Mêlé à du sable, I'asphalte sertà faire des enduits dont on recouvre les terrasses, les trottoirs,les places publiques.
Essence de térëbenthine. C'est un mélange de carburesd'hydrogène qu'on retire des résines de pins et de sapins. Quandon distille ces résines avec de la vapeur d'eau, il passe un mé-lange de carbures volatils,et il reste une substance solide, la colo-phane. L'essence de térébenthine est un liquide incolore trèsréfringent, d'odeur forte, brtlant avec une flamme fuligineuse.Elle forme, avec I'acide chlorhydrique r UII composé solide, lecamphre arfficiel.
L'essence de térébenthine dissout les corps gras, Ie soufre, lephosphore, le caoutchouc, les résines. On I'emploie à préparerles vernis et les couleurs à I'huile. Ctest un stimulant r utr exci-tant et un contrepoison du phosphore.
Gutdron. - Le goudron est un liquide noir très épais, {u€I'on recueille dans la distillation de la houille.
Chauffé graduellement, il donne, par distillation, des huilesvolatiles de densités variables. Les premières qui passent, moins
. denses que I'eau, sont des huiles légères ; les autres, plus densesque lteau , sont les huiles lourdes.
On revêt d'une couche de goudron I'extrémité des pieux quidoivent être enfoncés dans le sol, a{in de les empêcher depourrir. On en enduit I'extérieur des bateaux pour la même rai-son. ?
Aujourd'hui le goudron est devenu un produit précieux parles nombreur dérivés qu'on en retire, et dont les principauxsont la benzine, les phénols , les couleurs dtaniline.
cÀRBUREs aLcooLS ÀcIDES t':rtrnns 337
Benzine, C0H6. - La benzine** s'extrait des huiles légères degoudron, par distillation, à une température inférieure à 86 de-grés. C'est un liquide incolore très mobile, très inflammable,dtune odeur forte, insoluble dans I'eau, mais soluble dansI'alcool et l'éther.
Elle dissout le soufre, le phosphore, les graisses ; d'où son em-ploi pour dégraisser les étoffes. En versant doucernent de I'acicleazotique dans la benzine, oû obtient un liquide huileux , jau-nâtre, dtune odeur dtamandes amères; ctest la nitrobenzine,employée en parfumerie, sous le nom d'essence de mirbane.
En réduisartt la nitrobenzine par un mélange de limaille de fer etd'acide acétique concentré, on obtient l'aniline, liquide incoloretrès odorant qui donne naissance, sous I'influence de divers oxy-dants, à de magnifiques matières tinctoriales (couleurs d'anilinex).
Naphtaline, Ct0H8. - La naphtaline" est un carbure d'hydrogène,solide r €D paillettes d'un blanc nacré, d'une odeir forte. Elle se dé-pose quelquefois dans les conduites du gaz d'éclairage. On l'emploiepour écarter les mites et les insectes nuisibles qui peuvent ronger lalaine ou les fourrures. Elle sert aussi dans I'industrie des matièrescolorantes.
Anthracène, Cr4Hro. - L'anth.racène ** se retire des produits quipassent après la naphtaline, dans la distillation du goudron de houille.n cristallise en paillettes blanches douées d'une belle fluorescencebleue, mais d'une odeur désagréable.
On I'emploie dans la fabrication artificielle de I'alizarine, principecolorant de la racine de garance. L'alizarine est très employée pourla teinture en rouge ou en rose ; sa couleur est beaucoup moinsfugace que celle que I'on obtient par l'emploi des rouges d'aniline.
Phënol ou acide phéniguat C6H6O ou CoHs(OH). - f,s phénol s'ex-trait des huiles lourdes de goudron , en les traitant par une disso-lution de soude caustique. Il se présente sous la forme de longuesaiguilles peu solubles dans I'eau , mais très solubles dans I'alcool etl'éther, et douées d'une forte odeur de goudron.
Le phénol est souvent employé comme désinfectant et dans le pan-sement des plaies.
' Sur la constitution et les propriétés de" Formules développées
de la benzine, de la naphtaline,
CH CH
/ \/ \CH C CTTrttCHCCH
\ /\ /CH CH
I'aniline , voir n' 257.
de I'anthracène,
CH CH CH
/ \ / \/ \cHcccHllll
CHCCCH\ / \ /\ /CH CH CIT
T2
CH
/\CH CHrlCH CH
\/CH
338 NorroNs sun LEs scrnNcns pnysreuns ar NÀTURELLEs
Les phénols dérivent des earbures benzéniques de la même manièreque les alcools dérivent des carbures méthanlques I mais leur carac-tère chimique les place entre les alcools et les âcides,
fI. A,lcools.
2S3. Définiti61t. - Les alcools dérivent des carbures méthaniquespar substitution du radical oxhydrile (OH) à I'hyclrôgène. Ce sont leshydrates des radicaux alcooliques (C2i{5.OH), comnàe la potasse estI'hydrate du potassium ( K.Ott).
- 2s.4-. Propriétés. - Les alcools s'unissent aur acides pour donnerûes éthers-sels..
Slil::$fi + so{H' _ zrrto + so,. 9:ll:J \ C2H5elcool .rhvriquc eorcre rulfirriquo 'u
"iT"",";#iïiîîî".9s5" alcool méthyligue, CHt.oH. - L'alcool méthylique ou
esprit de bois dérive du frrrmène CHa, pâr substitution du iadical(OH) à un atome d'hydrogène.
Cette opération a pu se faire directement en combinant le formèneau chlore, ce-qui a donné CH3CI, le chlorure de méthyte, puis entraitant ce chlorure par la potasse caustique :
CHsCl +KOH: KCI + CHS.OHohlorure do méthylc pottaEs ohlorure clc potasslun eloool mdthylique
On I'obtient en grand par distillation du bois. C'est un liquideincolore, d'odeur spiritueuse, dissolvant les huiles, les résfnes,les corps gras. Il brrile avec une flamme peu éclairante. On I'uti-lise pour la préparation des vernis à I'alcool. Il donne, avecle chlore et I'iode, des composés importants, Ie chloroforme etI'iodoforme, CHCIs et CHIs.
936. Alcool éthylique, C2II5.OH. - Q'sst I'alcool ordinaire; il dé-rive dre l'éthane C2Hô, comme I'alcool méthylique dérive du formène.
Les réactions qui ont permis de I'obtenir par synthèse sont lesmêtnes. C2II6, traité par le chlore, donne le chlorure d,'éthyle, CsHbCl"
c2H66thanc
+ 2Cl : HCI + C2HsC1ohlore rolclc chlorhydrlquc ohlorun d,éthylc
Le chlorure, traité par la potasse , donne I'alcool :
ClIlsCl+KOH:KCl+CaHË.OHoblorure d'éthyle potc;s€ ohlorure de potasslum rlaool
C'es[ un liquide incolore, dont la densité est 0,80. Il bout à 78oet se solidifle à très basse température. trl dissout un grandnornbre de corps et est très inflammable.
Nous aurons de nouveau à parler de I'alcool au chapitre desfermentations (voyez chap. rv).
CARBURES É ÀLCOOtg : ACIDES - ÉtHrnS 3:19
TEl?. Glycérino , C3H5(OtI)3 ou CIIT.OII - CH.OH - CII2.OH.æ La glycérine, qui existe dans tous les corps gras, est unliquide incolore, sucré, soluble dans I'eau et I'alcool, et, dissol-vant un grand nombre de corps.
Comme I'indique sa formule, ce corps possède trois fonctions alcoollles éthers-sels de la glycérine avec les acides oléique et stéariquecortstituent les corps gras : huiles, suifs, etc.
On I'obtient en traitant les corps gras par la vapeur d'eau surchau{fée,ou encore en traitant un corps gras par I'oxyde de plomb.
La glycérine est un produit secondaire (voir plus loin ) de lafabrication des bougies stéariques. La glycérine sert dans le pan-sement des plaies. Les médicaments liquides contenant de laglycérine sont appelés glycérés ou glycérokis.
La glycérine sert encore à la préparation de la dynamite.En versant goutte à goutte de la glycérine dans un mélange
d'acides azotique et sulfurique, on obtient la nitroglycérine,éther de la glycérine
( CH'.O.AzO2 - CH.O.AzO! - CH2.O.AzO2).C'est un liquide jaune très dangereux à manier, car il détone
avec une extrême violence. On atténue cette force explosive enajoutant à la nitroglycérine du sable fin ou de la brique pilée;on obtient' ainsi la dynami[e, tr'ès employée dans les travaur demine, où elle remplace avantageusement la poudre ordinaire.
III. Acides.
288, Définition. - On appelle acides organiques des composésqui peuvent échanger leurs atornes d'hydrogène contre des atomès demétal pogr former des sels, ou contre des radicaux alcooliques pourdonner d,es étlrcrs-sel;. Leurs propriétés sont identiques à ôellei desacides minéraux. Ils renferment tous de I'oxygène. Aucun d'eux necontient d'azote.
Ils sont caractérisés par la présence du radical CO.OH (carboxyle)dans leur molécuie.
939. acide acétigue , cHs ( coOH ) ou czH4or. - Lracid,eacétique est un corps solide, blanc, d'une saveur et d'une ocleurcaractéristiques, très soluble dans I'eau. On I'obtient par distilla-t'ion du bois, ou par oxydation à I'air des liquides àlcooliques.
C'est un acide monoatomique, c'est-à-dire qu'il n'a qu'une forrctionacide ( Clte. COO tT ) ; il ne peut donc donner qu'une espèce cle sels.Exemple : Ctla.COOK, acétate de potassiurn.
L'}acétate de plomb ser[ à la préparation de l,eætrwit, tleSaturne r. aveç lequel on fatt, r'eau blanche, employée en com-
gN NoTIoNs suR LEs scIDNcEs pHySIQUES ET NATURELIÆs
presses pour les foulures, les contusions, etc. ; il sert à lafabrication de la céruse. L'acétate de cuînre, appelé aussi aert-de - gris ou aerdet, poison violent , est utilisé en peinture etdans la teinture. L'acétate d'alumine et l'acétate de fer sewentde mordants pour la teinture des étoffes en rouge ou en noir.
L'acide acétique a des propriétés antiseptiques qui le fontemployer en inhalations dans la syncope. Etendu d'eau, ilconstitue le vinaigre.
i Vinaigre. - Le vinaigre est de I'acide acétique étendu d'eauen proportion convenable. Le bon vinaigre en renferme de5 à 8 p.o/o.On le falsifie parfois, otr y ajoutant de I'acide sul-furique, {ui lui donne du mordant. On peut reconnaltre la pré-sence de cet acide r oD ajoutant au vinaigre une dissolution de
chlorure de calcium ; il doit rester limpide, s'il est de bonne qualité.
Fabrication, du ainaigre. On prépare le vinaigre par leprocéd,é d'Orléans, par le procédé Pasteur ou par Ie procédéallemand (voyez plus loin).
24O. A,cide oxalique, C2H2Oa ou (COOH)'. - L'acide oæaliqueest un corps solide , blanc, vénéneux. Il existe dans un grand
nombre de végétaux, notammentdans I'oseille (Rumeæ acetosa) et lesoæalis, gui le renferment à l'étatd'oxalate de potassium. On peut lepréparer en oxydant I'amidon, lesucre, la sciure de bois, âû moyende I'acide azotique (fig. 75 ).
C'est un acide biatomigue, c'est-à-dire qu'il contient deux fonctions acide,COOH| : il peut donc donner deux sortesCOOH
*l, I'ig. ?5. - Oxydation COOKde I'amidon par I'acide azotique. d'oxalates : les oxalates neutres,
àOOf t
et les oxalates acides ou bioxalat.r. loon .' cooKil est employé en teinture pour dissoudre le bleu de Prusse;
sa dissolution dans I'eau , appelée eau de cuùsre, sert pour lenettoyage des ustensiles en cuivre. Dans les laboratoires, il
sert à préparer l'oxycle de carbone Î::Ï : Co * Coo + H'0.COOH
Une dissolution bouillante d'acide oralique , dans laquelle on
cARBuREs ÀLcoor..s - AcIDEs Érspns 341
a introduit un morceaudtencre sur le linge.
ZILL. Acide tartrique,
de feuille d'étain, enlève les taches
CHOH - COOHI ou CaIIoO6. - L'acitle tx,r"-CHOH - COOH
tr"r,que est solide , blanc, d'une saveur acide agréable , soluble dansl'eau. Comme l'indique sa formuler ce corps renferme deux fonctionsalcool et deux fonctions acide; il y a donc deux espèces de sels : lestartrates acides ou bitartrates'
ÇIIOH - COOH| (bitartrate de potassiurn ou crème de tartre)CHOH - COOK
CHOH - COOet les tartrates neutres
bn'" _ COO ) Ca, tartrate de calciuffir
insoluble dans I'eau.L'acide tartrique ex.iste dans beaucoup de plantes, surtout dans
le raisin. On l'extrait du bitartrate de potassium, qui se dépose aufond des tonneaux qui contiennent du vin (lie, tartre). On I'emploiedans I'argenture du verre et dans la préparation de I'eau de seltz.
Il forme, avec I'antimoine et le potassium, un tartrate double em-ployé comme vomitif , sous le nom d'énÉtiÇlue.
249. Acide tannique, C14H10O9. L'acicJe tantûque outann'i,n est un corp$ solide, blanc jaunâtre, sans odeur, trèssoluble dans I'eau. On I'extrait particulièrement, de l'écorce de
chêne et de la noix de galle. En médecine, on I'emploie commeastringent ; il raffermit les tissus et coagule le sang et I'albumine.
L'encre ordinaire résulte du mélange d'une infusion de noixde galle avec une dissolution de sulfate de fer ; il se produit dutannate de fer, qui noircit à I'air.
Le tannin forme, avec les matières animales, des combinai-sons imputrescibles lcuirs); c'est ce qui le fait employer dansle tannage des peaux.
Tannage des peauæ. Le tannage comprend dtabord ledébaurcdge ou épilage, Qui consiste à enlever les poils dontltépiderme est recouvert I on y arrive, en faisant macérer lespeaux soit dans de I'eau de chaux, qui relâche les tissus etper-met de détacher facilement les poils, soit dans des liquides sul-.furés, Qui attaquent la substance même du poil, à tel pointqu'un simple racloir de bois suffit pour le faire tomber.
Les peaux sont ensuite lavées et soumises au gonflementdansle but ct'en relâcher les fibres. Pour cela, otr les entasse dansdes cuves pleines de jusée, c'est-à-dire d'eau qui est restée long-temps en contact avec la tannée; cette opération, très délicatetdoit être conduite avec précaution.
3t3 NorIoNÊ sUR LEs solnttcus pHrsIQuEs ET HATURETLDS
Le tannage proprement dit a pour but de rendre la peau
imputrescible, et de lui conserver sa souplesse en même tempsque sa ténacité.
Dans des fosses en bois ou en maçonnerie, on disposer au fond,une couche de tan ou écorce de chêne pulvérisée, sur laquelleon étend une peau que I'on recouvre ensuite d'une seconde
couche de tan. On continue ainsi , otr diçposant alternativementune peau et une couche de tan, jusqu'à ce que la cuve soit rolrl-plie I' I'eau, arrivant ensuite par le fond, baigne le tan et lespeaux, et facilite I'opération.-
Le tannage dure souvent plus d'une année. Certains procédéspermettent cependant de le réduire à trois ou quatre semaines I
mais les cuirs ainsi obtenus sont de moins bonne qualité.
243. Acide lactique, CHs-CHOH-COOH ou C3H6O3. - L'acideIactiqueest un liquide incolore, incristallisable, soluble dans I'eau etdans I'alcool. Comme I'indique sa formule, il dérive du propane tCIIg - CHz - CHa, dans lequel deux atomes d'hydrogène ont été rem-placés , I'un par la fonction alcool, I'autre par la fonction acide. Unegoutte de cet acide suffit pour cailler le lait. Exposé à I'air, le laits'aigrit, et le lactose, qui lui donne sa saveur sucrée, se transformeen acide lactigue qui détermine la coagulation.
IV. Ëthers.
Z&&, Définitions. On clistingue les étlws-sels et les éthers'
oxyctres. Les étlters-sels sont des composés neutres résultant de la
coirtbinaison d'utt acitle et tl'un alcool' avec élirnination d'eau'Les étlrcrs-oæyd,es résultent de I'union cle deux molécules d'alcool
avec élirnination d'une molécule d'cau.
Zt*6. Ét,hens de l'alcool rnéthylique. - Le plus important est le
chlolure de rnéthyle, CH3CI, {ui résulte de I'action du c}rlore sur le
lbrrnène. Il est gâruu* à la ternpérature oi'diuaire, nrais se licluéfie
fi.icilement, et à fétat lieluicle s'évapore en produis:.tnt un grand froid"
Zt*8. Chtorotorrne , CIICI3 C'est un ttérivé du chlorure de
rnétlryle. Le chloroforme est un liquide iucolnre d'o'leur agréable,cle deïsftet,/*9; insoluble dans l'eau, il bout vers 60o, eb jouit de
propriétés anesthésiques utilisées par les chirurgicns.
ZttZ. Iodoforme, CIII3. - L'iodoforrne esI un dérivé de l'ioduretle rnéthyle, clui est aussi un éther de I'alcool méih1'liq-ue.C'est unsolide jairne, soluble dans I'alcool eI l'éther, insolu]tle dans I'eau. Ilest utilisé dans le pansernent des plaies, comtne antiseptique et
antiparasitaire.
Z&.8. tlther or,rlinaire. C'est ull éther- oxycle , tle formuleC2Ht;- O -C2H5. On l'appelle souvent éther" sulf'wric1ue, parce qu'on le
caRBURES - al,cooLs ÀcrDns Éruuns 3#lprépare par I'action de I'acide sulfurique sur I'alcool I I'acide sulfu.q;*rique ne fait que s'emparer de I'eau abandonnée par I'alcool. Ce com-posé ne contient point d'acide sulfurique I le nom d'éther sulfuriqueest donc un terme impropre.
C'est un liquide incolore, très volatil , doué d'une odeur forte. Sesvapeurs sont très denses et forment avec I'air un mélange détonant.ll faut donc éviter de laisser un flacon d'éther débouché au voisinaged'une flamme.
L'éther est employé par les chinristes, comme dissolvant du soufre,du phosphore, des résines, et par les chirurgiens, comme anesthésique.
24 9 . Éthers-sels des acides organiques. ces composés ontpresque tous une odeur très agréable rappelant celle de certains fruitset servent à fabriquer des liqueurs artificielles. Ainsi I'acétate d'amvlea une odeur de poires , le formiate d'éthyle une odeur de rhum, .i.,
25O. Éthersde la glycérino. - Ils sont connus sous le nom d,e corpsg16, et nous leur consacrons un chapitre spécial (voyez chap. rrr).
V. Alcaloides végétaux.
95f . Nature. É Les alcaloîdes oégétauæ sont des composésorganiques qui peuvent, comme les oxydes métalliques, so cor1-biner avec les acides pour former des sels. On les trouve dansun grand nombre de plantes.
959. Alcaloïdes de I'opium. --- L'opiumstéchappe des incisions que I'on pra-tique autour de la capsule du paaotsomnifère (fig. 76). C'est un narcotiquepuissant I administré à petite dose, ilagit comme calmant. La médecine em-ploie très fréquemment I'opium, ou lesalcaloïdes qu'on en retire , et dont lesprincipaux sont la morphine et la co-déine. Ltopium est la base du lauda,nu,rn.
La morphiræ est solide; on emploie
est le suc épaissi qui
principalement son chlorhydrate à l'étatd'injections sous-cutanées pour provo-quer le sommeil. Son usage, comme celuidu tabac, devient rapidement une passion dont les effets sontdes plus redoutables.
25$. Nicotin€. - La ni,eoti,ne est un alcaloide retiré des feuillesdu tabac I c'est un liquide incolore, sirupeux, d'une odeur âcre. Quel-ques gouttes suffisent pour tuer un chien. C'est à la nicotine que letabac doit son action pernicieuse sur ceux qui en abusent.
264, Strychnine. - La strychni,ne est un poison très violent, em-
Fig. ?6. - Capsule de pavot.
34{ NoTIoNs sUR tES SCttrNCES PHISIQUES ET NÀTURELLES
ployé pour détruire les carnassiers goi rôdent autour des fermes
(loups,".o"rdr,ut..;.Onl'extraitdelanoixvomique'255, Quinine. - La qui,nine se retire de l'écorce des quinquinas'
Eue est excessivement amère et possède des propriétés toniques et
fébrifug"s t*0, ïeÀ"rq""ures. on ,imploie surtott en médecinere sul'
fate d,e quinin", Le vin ae quinquina'est du vin ordinaire, dans lequel'o" f"it rËacérer de l'écorce de quinquina'
VI. Alcatis organflques'
2r,6, Alcalis organiques. - Les alcalis or-ganiques sont des corps
azotés .o*qoàI, ot' doùe tà oo* d'arninesi LtI^ dèrivent des alcools
ou des phénJJ, p"* t"nstit"tùn du radical ÂzHz' au radical OH' Les
alcalis orgurriq;.iË .à*uinàoi "ot acides pour donner des sels'
Zr,,Z. Anilino. - L'aniline est une amine résultant de la combi-
naison au pnËnof et de t'"**ooiâç[u-e. Elle a pour-formule C6Hl'AzH2'
on l'a longù;p, e*traid d; go;dtot de houille' Aujourd'hol on
l,obtient en réduisant la nitroben-zine au moyg." 99 I'hydrogène résul-
tant de l,action de l,acide "rrro"nydrique
ou tle I'acide acétique sur le.fer.
L,aniline *rt "" liquid,e incoiore- huileux, très 1éfringent,-.$lunesaveur brtrtantl , o'ooËor desagréable, solublé d"o. I'alcool et' l'éther,
mais non dans l'eau. c'est un poison. Elte donne toute une série de
dérivés colorés , entre ""i*.t--li fuchsr,ne, {qi- 9s1 rguge:; .*'autres
sont bleus , verts , viorets , noirs *i b"otts. ôes dérivés font de I'aniline
une substance extrêmement précieuse pour I'industrie'
258. urée. - f,'spée est un corps solide eristallisé en prismes ou
en aiguilles irrcotores, dérivé de I'ammoniaque et de I'anhydride car-
bonique ; elle a pour formoù CO $.Ht)'' nh9 .afP.artient à une série
homologue de corps nommés oùd,tt, caractériiés par la .présencedans leur molécule du gto"t - CO ' AzHz; ta-ndis que les amines cor-
tiennent seurement le gro"'pà azHr. c'est un des principes constituants
de rurine de l'homme. au^contact de l'air, elle se décompose et donne
le carbonate d'ammonium'
QunsuONNArRE. - Qu'est-ce qdgn alcool? - Qu',entend-on par éther? -comment obtient-on I'alcool ùet'Ëùiçte? - A çroi-sert-il? - Qu'est'ce que
I,alcool éthyliçre? - Comment I'obtient'on dans ies laboratoires? - Parlez de
Ia glycérine. - comment no**u-t-on les etners de la glycérine? - Quels
sont res usages de la grycérine? - comment obtient-on la nitroglycérine? -no qooi f" d'n"mite difière-t-elle de la nitroglycérine?
eu,appell"-i - on acides ot**ry".f -.Conilent peq!-o1-préparer racide oxa-
liEre ? - euets sont ses "*is""î = o'o,r r;lir;:î:on l'acidô aôeuque ? - Quels
sont les principaux acétates? î çrot s.o5ryn1-G? - Qu'est-ce que le vtnaigre? -euiest-ce qwel,acid,, tartrl,qi;î - D'où l,e-rettlro''t'ot4? - Qu'est-ce que le
tanin? Quels sont ses or"grr? - Quelles sont les principales opérations du
. Le radical AzH2, appelé amônogème, n'est autre gu'une molécule d'anûmo'
niaq,là çri aurait perdu un etonae d'hydrogène'
HYDRATES DE CARBONE _ MATIÈRES COLORANTAS 3{5t_alnage des peaux? - Qwe sor)ez-oows ile lacôil,e taatique? - Quels sont lpréthers de I'alcool méthyliEre? - A quoi sert le chlomre ae méthyle? - et le .l'cbloroforme? - Qu'est-ce que I'iodoforme? - Comment I'emploie-tron?-+r_,;i.Qu'est-ce gue l'éther ordinaire? - Ses usages. r\
Qu'appelle-t-on alcaloides végétaux? - D'où retire-t-on I'opium? euels sontees principaux alcaloïdes? - D'où aætrait-on l,o micotime? ia strychnime? taqwlmine? Qwels ynt lpursuso,ges? - Qu'est-co qu'un alcali organiqte? - D'oùpeut-on extraire I'aniline? - Comment I'obtient-on aujourd'hui? - A quoi sert-elle? - Qu'est-ce que l'urée?
CHAPITRE IIEYDNATES DE CARBONE ' - UATIÈRES COTORANTES .
UATIÈRES ATBUUINOINNS
f. Cellulose et amidon.
9519. Cellulose, CoHroO5. - La cellulose est la substance quiconstitue les parois des cellules et des vaisseaux de toutes iesplantes. Elle est solide, blanche, insoluble dans I'eau et I'alcool.Le coton, la moelle de sureau, le papier, le vieux linge , sontformés de cellulose presque pure.
La cellulose n'est soluble que dans le liquide cuproammoniacal deSchweitzer (212).
-^ Traiié9 par I'acide sulfurique, puis étendue d'eau et portée à l'ébul-
lition, elle se transforme d'abord en cleætrirw et etts,rite en glucose,
La cellulose trempée dans de I'acide azotique concentrédurant un quart d'heure, puis lavée à grande èau et séchée,donne le fulmicoton oa coton-poudre, ftès inflammable et trèsexplosible, t_rop brisant pour remplacer la poudre de guerre;on I'utilise dans les travaux de mines. Disious dans l'éther,le fulmicoton forme le collodion, substance visqueuse et quidevient très résistante après avoir ë,té desséchée; elle est em-ployée en photographie et en chirurgie.
Le fulmicoton, mêlé à du camphre, donn e le celluloid,, que I'ongmploie pour fabriquer des objet,s de toilette : cols, peignès, etc.Son inflammabilité le rend dangereux.
La cellulose sert encore à fabriquer des tissus, du papier,des cordes.
'Ces corps gont ainsi appelés parce que leur formule est celle du carbonefointe à celle d'un certain nombro de molécules d'eau. Exemple, la celluloso :caflt0ol, éçrivaut à 6 atomog do carbono joints à 6 ruotécules h'oru.
34ô NoTIoNs sUR LEs sclsNcps PHYSIQUES ET NATURELLES
960. fabrication du papier. - Le papier se fabrique gén6'
ralement avec les chiffons. Cette fabrication comprend les opé-
rations suivantes :
lo Triage. - lss chiffons sont triés à la main, suivatrt leurcouleur, leur nature, leur solidité, puis lessivés (fig. 17)"
lo Effitochuge. Par I'effilochage, le tissu des chiffons est
désagrégé; les fils sont séparés les uns des autres au moyen de
machines spéciales, après avoir été lavés dans une dissolutionde soude chaude qui favorise la désagrégation.
go Blanchiment. - La décoloration des chiffons s'obtient au
moyen du chlore gazeux ou du chlorure d,e chaux.t
40 IWoulage du papier. - Si le papier doit être collë, on'incorpore à la pâte une bouillie de résine et d'alun , Qui faitque le papier ne boit -pas I'encre. Le papier buvard est dupapier non collé. Bnsuite on colore la pâte, si on veut obtenirie papier de couleur ; puis ellc est étendue mécaniquement surdes cadres couverts d'une toile métallique qui laisse filtrerI'eau, of s'engage ensuite entre des rouleaux chauffés qui
"' la sèchent, la pressent et lui donnent son lustre.On fait aussi du papier avec du bois et de la paille.
961. Amidon, C6Hi0O5, - L'amid'on est une substance blancheque lton trouve Eurtout dans la graine des céréales. Pour I'ob-
HYDRÀTES DE CÀRBONE Ë UAÎIûRES COIORÀNTES 34?
tenin, il suffit de délayer de la farine dans de I'eau, et de malaxer
la pâte sous un filet d'eau ( fig. 78 ) ; les grains d'amidon sont
entraînés. Ce qui reste entre les doigts est le gl,uten matièreazotée, partie la plus nourrissante du pain.
L'amiâon est insoluble dans I'eau froide; mais, chauffé dans
I'eau à 60 degrés, il se prend enmasse gélatineuse et donnel'em-poiE d,'amidofl t employé par lesblanchisseuses pour donner dela consistance au linge ( cols etmanchett es de chemises ).
L'iode colore I'empois d'ami-don en bleu foncé d'iodure d'ami-don ; Ia chaleur fait disparaltrecette coloration bleue, qui réap-paraît par le refroidissement.
Sous I'action de I'acide sulfu-rique, I'amidon se transforme englucose. Mais il existe dans I'orgegermée un principe , la diastase ,qui opère la même transforma-tion. Cela explique commentItorge germée transforme son annidon enmentant (V. chap. N), donne un liquide
glucose, lequel, eD fer-alcoolique, la bière.
Fécule. La fécule a la même composition centésimale que
I'amidon et en possède toutes les propriétés. On I'obtient en
râpant des pomm-es de terre dans I'eàu; la fécule tombe au fonden poudre blanche ; on la recueille, et on la sèche.
Le tapioco,r le sagou,le salep, l'amow-root, sont des féculesalimentâires qui ne sont en rien supérieures à la fécule de
pomme de terre.Deætrinê, - La dextrine a, eomme la fécule, la composition chi'
yrique de I'amidon I c'est une matière solide , très soluble dans I'eau,insoluble dans I'alcool concentré: elle se rapproche par là des sucres.
'ffîl;i i:î:HtÏïlî,[îT:'ï,îii'",îfi';i'ï; fécure à 2{0 de. .,',,,*
grés, ioit un mélange d'amidon ei d'acide sulfurique très étendu d'eau' -'-'\
dans ce dernier caJ, la diastase peut remplacer I'acide sulfurigue.La dextrine remplace la gornmè arabique dans I'industrie I elle sert ;r.
.
à encoller les tissus et à préparer des bandes pour la chirurgie'
2G2. Diastase. - La di.astase est une substance azotée qui se i
développe dans la germination des graines ; elle transforme I'amidon,qui est insoluble , en dettrine , puis en glucose r qui est soluble.
348 NoTroNs suR LEs scIENcEs pnysreurs ET NÀTUREtLES
La diastase est le type des fertnents solubles oa enzVrncs, subs'tances albuminoides qui jouent un rôle important dans la fermenta-tiort , la putréfaction et la digestion. Outre la diastase r oû peut citer :
la ptyaline de la salive , la pepsône du suc gastrique, la myrosine dela moutarde , l'érnulsine des amandes amères.
II. Sucres,
963. Nature des sucres o -, Les sucres sont des substancesd'une saveur douce et agréable , {ui peuvent, sous I'influencedtun ferment particulier, se transformer en alcool et en anhy-dride carbonique.
984. Glucose, C0HtrOc. - Le glucose est un sucre amorphequi provient soit des fruits sucrés: figues, raisins, prunes, etc.,soit de la transformation de I'amidon sous I'in{luence de la dias-tase. Sa formule chimique montre qu'elle dérive de I'amidon,par combinaison avec une molécule d'eau :
coHroos+ H2o:c6H12Ootmiilon Gsu g:lucose
Dans ltindustrie, on le prépare en versant dans de I'eau aci-dulée, portée à l'ébullition, de ltamidon délayé dans I'eau. Onagite, on laisse bouillir pendant plusieurs heures, puis on ajoutede la craie en poudre pour saturer I'excès d'acide. Il suffiteusuite de filtrer et de faire évaporer le liquide pour obtenir leglucose.
Le glucose présente une réaction caractéristique, utile auxmédecins, pour reconnaltre la maladie appelée dôabète. L'urinedes diabétiques renferme du glucose, dont on reconnait la pré-sence au moyen de la liqueur de Fehling .' solution de sulfatede cuivre dans un liquide alcalin.
Sous I'action réductrice du glucose, cette liqueur donne unprécipité rouge de sous-oxyde de cuivre.
Le glucose est peu employé dans les usages domestiques; onI'utilise dans la fabrication de la bière et de différents sirops.Il sucre deux fois et demi moins que le sucre ordinaire.
965. Sucre ordinaire , C12H22Ou. Le sucre ordinaire ousaccharose cristallise en prismes obliques. Il est très solubledans I'eau, surtout à chaud , of insoluble dans I'alcool cor-cen[ré. Il fond à 160o et, par refroidissement, se solidifie en unemasse non cristallisée, le sucre d,'orge, gui perd peu à peu satransparence et repasse, en cristallisant, à l'état de sucre ordi-naire, A une température supérieure à {.600, il se décompose,donne de I'anhydride carbonique et divers produits volatils. to
\\
TTYDRÀTF:S DE CARBONE MÀTIÈRES COLORÀNTES 349
sucre ne fermente pas; mais les acides étendus d'eau et les levures
te décomposent en deux produits, dont I'un, le glucose, fermente
et donne de I'alcool. Le iucre ne donne pas, avec la liqueur de
Fehling, la réaction du glucose; mais il la donne après traite-ment par un acide dilué. bn trouve le sucre tout formé dans la
canne à sucre, la betterave, ltérable, etc.
Sucre d,e bettera,oes. - In fabrication du sucre de betteraves
comprend les opérations suivantes :'li Lreætractiôn d,u jus, Qui consiste à lâver les betteraves
'à les réduire en pulpe au moy9.n dP râpes ou de hachoirs, et àpresser la pulpe ; (nl , f!,*t "t'Y' 2o La pùrirt,cation dnt "iy:iori défëcation. Le- jus est chauffé,
puis additionné de 3 p. o/; db chaux _vive pulvérisée : il se forme
ïn tut ate d,e calcium, eL une grande partie des matières étran-gères sont précipitées. On fillre ensuite, of on a un liquideclair.
3o La carbonatatr,on On fait arriver dans la liqueurr contenue
dans une chaudière, un courant d'anhydride carbonique qui pré-
crpite la chaux. On filt're de nouveau.'4o
La clarifi,cati,on et la décoloration du jus, On I'obtient au
moyen du noir animal.5o La cui;te d,u jus. Elle consiste à le faire bouillir dans des
chaudières, alin de le concentrer. Cette opération se fait au
moyen de chaudières closes dans lesquelles on fait le vide par-
tiel, ce qui permet de faire bouillir le jus à une températurerelativemènt
-puo élevée; la quantité de sucre cristallisable, obte-
nue dans ces conditions, est plus considérable que si I'on opéraità I'air libre.
6o La cristattisation On laisse refroidir le jus ainsi concentrédans de vastes cristallisoirs, où les cristaux de sucre se formentpar refroidissement. On essore, et on a ainsi le sucre en grainsou cossonqde.
lo Le raffi,nage. Le raffinage consiste à dissoudre la casso'nade dans I'eau, à clarifier par du sang de bæuf {ui, en 8e
coagulant, entralne les matières tenues en suspension e! les
amène à la surface sous forme d'écume, et à décolorer la disso-
lution par le noir animal, puis à concentrer le liquide. On lefait enJuite cristalliser dans des moules coniques dont la pointeest en bas et présente une ouverture que I'on débouctre à la finde I'opération, pour faire égoutter le résidu non cristallisable(mélasse ).-
Les mélasser de betterave sont utilisées , après fermentation t
{2. .', *
S50 NouoNs suR rEI scrnncns pnysreurs ET NATUREr,r'Es
pour la fabrication de I'alcool ; les mélasses de sucre de canne,traitées de la même manière , donnent, re rhum.
Les mélasses épuisées renferment encore des sels de potas-sium et de sodium, Quo I'on extrail, par des lavages méthodiqu.r.L'agriculture les utilise comme engrais.
v
fff. Gornrnes et réslnes"266. Gommes. - Les gommes sont des substances incristallisables
translucides, solubles dans I'eau, insolubles dans I'alcool et l'éther.Fll::. 9-ni, -pour la plupant, la 'rornposition
chimique de l'arnidon(C6ll10o6). Les principales sont : la gomme arabique, produite par desvégétaux exotiques du genre Acacia I la gomme oàragante et la gommed,e Bassorq,,
Les Cerisiers, les Pruniers, les Abri,cotters d.e nos pays sécrètentune gomme particulière nommée gornnxe du peVs.
287. Caout,chouc. - tr,e eaautclrouc est une substance très élas-!iqug_' qui peut être réduite en feuilles minces, imperméables auxliquides et aux gaz. Il est incolore à l'état de pureté j duns le corn-merce, il est ordinairernent brun ou gris.
Le caoutchouc provient, d'arbres exotiques appartenant à la farnille$es {up horbiacdes. Pour I'obtenir, on, fait à ceJ arbres de profondesincisions, et I'on recueille le liquicle laiteux qui s'en échappelaban-donné à lui-même ou chauflé, il se dessèche-et donne le ôaoutchoucbrut.
I!trélangé au.soufre, dans Ia proportion de t à 2 p. 0/0, Ie caoutchoucest employé à une foule d'usages (caoutchouc aulcapisé). Une pro-portion de 20 à 30 p. o/e lui eommunique une grande d.ureté ( caàut-chouc durci).
La souplesse, I'inaltérabilité, la facilité avec laquelle on le travaille,rendent le caoutchouc vulcanisé propre à un grand nombre d'usages.On en fait des tuyaux de conduite, des chausiures, des appareils"dechirurgie, {9u étoffes imperrnéables. Réduit en fils, on en fait desjarretières. Il sert à effacer le crayon.
268. Gutta-percha. - La gutta-percha a la même compositionque le eaoutchouc. Otr en fabrique cles courroies, des enveloppes iso-'lairtes pour les fils électriques I notamment pour les câbles transatlan-tiques, {ui en absorbent des quantités considérables. On en fait desmoules pour la galvanoplastie.
269. Résines. - Les résines découlent de I'éeorce de certains végé-taux, sous fonme de sucs visqueux qui se solidifient ordinairement -en
-masses transparentes, d'aspect vitreux, souvent jaunes, rouges ou
brunes, et forternent odorantes.Quelques- ulles, connues sous le nom général de térébenthtnes ,restent toujours liquides ou pâteuses.La tige des Pi,ns, des sapins, des Çèd,res, et, d'une manière géné-
HÏDRATAS DE CARBONE _ MÀTIÈRES COLORANîES 35t
rale, des espèces appartenant à lala résine en abondance.
famille des Conifèras, renferme de
Les principales résines employées dans le sommerce
la colophane , le baume de Taltt,,
sont La potæt
Z7O. Huiles. - Les huiles végétales se subdivisent en huiles fiæet
et en huiles uolatiles ou essences.Les huiles fixes sont des liquides onctueux, insolubles dans I'eau,
fournis par les fruits et les graines de_ certaines espèces végétales'
Les plus remarquables sont teJ truites d'oliue, de colza, de Pauot ou
d'G|ttette, de Noiæ, de Lr'n, d'Amandes douces'
Les huiles volatiles sont douées d'une odeur pénétrante et se rencontrent
dans les feuilles, les fleurs, I'enveloppe des fruits. Les plus connues sont
les essences de 'Rose,
d,e fuIenthe, CLe Lauand'e,de CLtron, d' Eucalyptusll a été parlé plus haut de I'essence de térébentht'ne (232)'
LTL camphfg. - Le camphre est une matière solide, diaphanet
facile à sublimer, odorante, à texture cristalline, soluble dans I'alcool'
On I'obtient err distillant de I'eau dans laquelle on a mis des frag-
ments de rameaux et de tiges du Lawrus camphora, qui croit au
tunon.
,
IV. iTlatières coloran'tes.
ZZZ. Matières colorantes ou tinctoriales. - Indépendamment
des couleurs àrtraites du goudron de houille et dont I'usage- est d'ail-
leurs assez récent, l'art îe la teinture emptoie un grand nombre
d,autres matières colorantes , Qui se trouveni dans le règne animal,
dans le règne végétal et dans le règne minéral.pour q,î'rro* ùatiène colorante
-soit utilisable , il faut qu'elle. soit
soluble, d* manière à pouvoir bien imprégner les fibres du tissu I
mais il faut qu'ensuite eile devienne insoluble, poul résister pendant
iongtu*pr à t'action de I'eau I il faut aussi qu'elle soit insensible
à I'action de la lumière.euelques matières colorantes se combinent directement aux tissus
et forment avec eux des composés chimiques stables I d'autres ne sc
combinent qu'avec une matière dont on a préalablement recouvert
le tissu, et qu'on nomme mordant,Toutes les matières colorantes sont détruites par certains réactifs.
ainsi le chlore, en leur prenant leur hydrogène, en détruit ug.grand
nornbre, de md*" I'acidô oxalique et I'acide tartrique ; ces substanceg
sont appelées d,es rongeants. ,On divise les matières tinctoriales en deux grandes classes : les
couleurs yraturelles et les couleurs artificielles, Celles qui résistent
longtemps aux réactifs puissants sont dites couleurs de grand' teint;ceilés qui resistent peu sont dites de pettt tetnt.
L). Couleu'rs naturelles. - a). De grand teint'l" l.a coclrcnille. C'est une couleur.d'origine animale obtenuc elr
352 NoTIoNs sun LEs scIENcES puysr0;Es Eî NaTuRELLEs
desséchant le corps , d'un petit insecte, le Coccus , très commun eu
Mexique. La cochenille sert à teindre en cramoisi i en écarlate;- ettesert aussi à préparer le carmin.
- 2i U^i'naygô esi une matière tinctoriale. bleue, fournie par des plantesde la famille des Légumineuses, cultivées surtout en ôhine. Éar fer-mentation dans I'eau, les feuilles de ces plantes donnent une matièreblanche qui bleuit par exposition à I'air.- L'indigo e_1t un composé solide bleu, à reflets cuivrés; il est inso-luble dans I'eau, P€u soluble dans I'alcool et l'éther, soluble tlansI'acide sulfurique, avec lequel il forme une liqueur bieue , dite ,ol-{ate_
d'indigo I l'acide sulfurique employé commd dissolvant 'est
I'acidede Nordhausen r parce que I'acide ordinaire contient toujoug un prude_produits nitreux qui décolore I'indigo.
$o L'alizarine est une matière colorante rouge, qu'on extrayaitautrefois des racines de la garance. On la produit aujourd'hui ariifi-ciellement.
t1o La gaud,e , matière colorante jaune, extraite d,'une plante quicroit dans toute I'Europe
_ b) d'e pelit teant, - La principale est la teinture de Campêche.Le Campêche est un arbre originaire du Mexigue, dont le bois traitép1r les _alcalis et divers ' sels donne des couleurs noires , vàrtes etbleues. Pour cette raison, il est considéré cornme très prériuor
"oteinture.
- B). Couleurs _o,rtificielles. È De l'aniline dérivent la fuchsine etla rosaniline, substances avec lesquelles on peut obtenir des teintestrès variées. En général , les couleurs artificielles sont très sensiblesà I'action de la lumière; mais plus éclatantes que les couleurs natu-relles.
273. Teinture des étoffes. - La tei,nture a pour but de fixer lesprincipes colorants sur les tissus préalablement blanchis. Les étoffessont d'abord trempées dans un mord,ant ( alun, protochlorure d'étain,acétate d'aluminium, etc.), qui favorise I'acTion dè la matière coloranteet lui donne plus d'éclat et de solidité ; on les plonge ensuite dans lebain de teinture, dissolution chaude de la matiète côlo"ante.
27.&. Impressions sur étoffes. - L'impression des étoffes se faitpar impression di,recte ou par aote d,e tetniure.
Dans l'impressi,on d,irecie, le dessin est imprimé sur I'étoffe aumoYen de planches ou de rouleaux portant le dissin en relief ou encreux r et enduits d'un mélange de la matière colorante et de sonrnordant épaissi avec de la fécule. Les étoffes qont ensuite exposéesà I'action de la vapeur d'eau.
_- -D1lr I'impression par aor,e d,e tei,nh,.tre, on imprime le dessin surl'étoffe avec le mordant seulement, lequei est choisi suivant la naturede I'étoffe et celle d€ la matière colorànte. On plonge ensuite l'étoffedans le bain de teinture. Un lavage à grande ."u .uifira ensuite poureniever la teinture des endroits non âttaqués par le mordant, àt tudessin apparaîtra seul.
r.'i:t,
HyDnÀTES DE caRBoNE tultrÈnns coLoRÀNTEs
{rV. IUlatières albumlnoides.' ('''' "
278. Albumine. - L'albumine existe en dissolution dans lesang, dans le blanc d'æuf. Elle est jaunâtre, soluble dans I'eauàlatempérature ordinairel mais, chauffée à7?orelle se solidifie,devientllanche et insoluble dans I'eau. Elle se coagule par lachaleur, pâr I'action des acides, de quelques,sels, de I'alcool etde l'éther. Elle renferme du carbone, de I'hydrogène, de I'oty-gène, de I'azote et un peu de soufre I sa décomposition dans lesæufs donne de I'acide sulfhydrique.
978. Gélatine. La géI,atine est une substanco incolorequand elle est pure, soluble dans I'eau bouillante, avec laquelleelle donne une gelée par refroidissement. On la retire des os,des tendons , des peaux, etc., pâr l'ébullition dans I'eau.
Les principales variétés de gélatine sont la colle de poisson,qui provient de la vessie natatoire de I'esturgeon; la colle de
' Flandre, moins blanche, servant àfabriquer la colle ùboucheetdes images transparentes ; la colle fonte, de couleur brune, trèsemployée dans la menuiserie; elle provient des déchets de tannerie.
L'osséine est une variété de gélatine qui se rencontre dans lesos des animaux. L'acide sulfurique et I'acide chlorhydrique dé-truisent la matière minérale des os, en laissant intacte I'osséine.
Celle-ci est une masse molle et élastique, qui devient de lagétatine dans I'eau chaude. La gélatine dissoute dans I'eau bouil-lante se prend par refroidissement en une masse transparente,très flexible, très tenace, mais qui devient cassante en se dessé-chant. Sous I'action de I'acide acétique concentré, cette solutionperd la propriété de se prendre en gelée : c'est la colle liquide.
977 . Fibrine . - C'est une variété de la matière albuminoïde;elle détermine la coagulation du sang au sortir des vaisseaux, Lesang abandonné à I'air se divise en deur couches : une massosolide, gd est la fibrine, retenant les globules sanguins, etune partie tiquide, le sérum, tenant encore en dissolution unematière albuminoïde ,la séri,ne.
978. Lait. - Le lait est un liquide blanc r opaque, d'une den-sité un peu supérieure à celle de l'èau, et renfermant environ t0à 'Lb p. % de matières solides, dont les principales sont le sucreile lait, le beume etu la caséine , et des carbonates alcalins.
Le sucre de lûit ou lactose peut, sous I'influence de ltair oudes acides, se transformer en acide lactique I c'est lui qui déter-mine la coagulation du lait à I'air.
353
S54 NoTroNS suR LEs scrnucns pnîsreuns ET NATURELLus
Le beurce esL une matière grasse disséminée dans le lait enfines gouttelettes entourées doune membrane très mince; cesgouttelet[es, plus légères que le liquide , montent à la surfaceet y forment une couche plus .ou moins épaisse qu'on appt,lle lacrèrne. Si, par le battage, on déchire les enveloppes des globules,la matière grasse se prend en masse et donne le beu,rce.
La caséine est une substance albuminoide qui forme la partiegélatineuse du lait coagulé, c'est elle qui constit,ue les fromages.La caséine est insoluble dans I'eau I si elle reste dissoute dansle lait, cnest à la faveur des sels alcalins. Abandonné à I'air, lelait fermente parce qu'il contient du sucre; il se forme de I'acideIactique, qui coagule la caséine. La présence de bicarbonate desodium empêche la fermentation. L'ébullition du lait amène en*core la coagulation de la caséine. Bnfin, dans I'industrie desfromages, on coagule la caséine au moyen d'un ferment : laprésure, substance acide extraite de la eaillette ( partie de I'es-tomac) du veau.
Au moment de bouillir, le lait augmente tout à coup devolume, or dit qu'il monte. Ce phénomène tient à ce que les gazqui sont en dissolution dans le lait ne peuvent s'échapper, parsuite de la coagulation de I'albumine, qui le rend un peu visqueux.
QunstroNNaIRE. - Qu'est-co que la cellulose ? - Quello est I'action de I'acidesulfurique sur la cellulose? - Comment prépare-t-on Ie fulmicoton et le collo-dion? - Quelles opérations comprend la fabrication du papier? - Qu'est-ce quoI'amidon? Comment I'obtient-on? - D'où retire-t-on !a fécule? - Commemt seprépare la il,eætrine ? - Qw'est-ee qwe I,a d,iastase ?
Qu'est-ce gue la glueose? - Comment la prépare-t-on dans I'industrie? - Quecomprend la fabrication du sucre de betterave?-A quoi servent les mélasses?
Qwels sorl't l,es caractères d,es gornmes? - D'où prouient l,e caowtchouc? -Qu'est-ee qwe Le eaowtchowc cwlcanisë? - Qweltes sont les primci4tal,es résines?les pri,mcipales hwilps et essences? - D'où prouicnt l,'essemca d,e térébenthime?A quoi sert-el,le? - D'où aiemt I,e camphre?
Quelles somt Les principales rnatières coloramtes? - Commemt se fai,t la teinrtwrc il,es étoffes? - Comment proeèd,e-t-om d,ans l,'impressi,om il,es étoffes?
Quelles sont les propriétés de I'albumine ? - D'où provient la gélatine ? A quoi sert-elle? - Quelie ebt la composition du tait? Comment en extrait-on le beurre? -Qu'est-ce que la caséi,me ? - Pourquoi le lait monte-t-il quand il est près de bouillir ?
CHAPITRE IIICONPS GRAS
979, Nature des corps gras. - Les corps gr&s sont decmatières neutres, onctueusesr oo se mélangeant pas avec lteauet laissant sur le papier une tache translucide. Ils sont formés
coRPs GRÀs 85b
par le urélange de deur ou trois principes immétliats, {ui sont
la stéarine, la margari'ne eI l'oléine.
Les huiles refroidies se figent I par pression, on en e,xtrait un liquidequ est yoléine , et on obtËnt irôur iésidus des paillettes blanches
'nacrées, forméôs d'un mélange de margart'ne et de stëarine que
I'on traiie par l'éther : la maigarine se dissout, et il reste la stéq''
rine, La mârgarine est souvent employée pour falsifrer le beurre.
28O. Saponification. F On appelle sapontficatr'on I'action chi-
mique des Ëases sur les éthers en 'général
; àu,- en d'autres termes, la
ddrcbmposition d'un éther en ateoôl et acide. Nous avons vu que les
corps gras sont des éthers de la glycérine.g;ï frOsence de I'eau chaude ei d.r bases énergiques ' telles que la
chaux', la potasse, la soude, les principes gras se dédoublent en
un alcool , 'la
gryéeri,ne (237 ) , et ên acides gras (acides stéarique ,mq,t"g q,rique, olëique\,
C'ést sùr la saponifi'cation des corps gras que repose la fabrication
des bougies et des sq,L,ons.
g8l. Savons. - Les sauo??s sont de véritables sels formés par
la combinaison des acides gras avec des bases. Ce sont des
stéarates, des rnargarates , àes oléates de potassium, de sodium
ou de calcium. Ce îernier, appelé sûuon calcaire, est insolubleclans I'eau; c'est nn produif intermédiaire dans la fabricationdes bougies stéariques.
Pour îabriquer lôs savons, on fait bouiltir de la graisse dans
une lessive dô soude ou de potasse; on obtient ainsi de la glycé-
rine et une combinaison -des
acides gras avec la base' On
ajoute ensuite du sel mafin ; le savon, é_tant insoluble dans
I'eau salée et plus léger qu'elle r so rassemble à la partie supé-
rieure en une patr coîsistànte. On ajoute encore de la lessive
alcaline , et on recommence ainsi juàqu'à saturation complète
des corps. gras.Après ref rordissement, on soutire le liquide, et I'on achève la
sqponification en faisant bouillir Ie savon dans des lessives con-centrées et salées; puis on le coule dans des moules.
Les savons mous sont à base de potasse, et les savons durs à
base de soude. Le savon de Marseille est marbré avec du sulfatede fer. Pour les savons de toilette, on ajoute des essences à lapâte avant de la couler.
9S9. Bougies stéariques. - Pour obtenir la stéarine , on fait,fondre du suif dans une .cuve en bois, contenant de I'eau chaufféepar un courant de vapeur; puis on y ajoute de la chaux, Quidonne avec les acides gras un savon calcaire insoluble. La gly-cérine qui surnage est soul,irée, et on traite le savon calcaire
35ti NoTroNs sun LEs scrrNcns pnysreurs ET NITURELLTs
par I'acide sulfurique; il se forme du sulfate de calcium (plâtre ),qui se précipite, et des acides gras quisurnagent. On laisse refroidir, et, parpression , on sépare I'acide oléique,qui est liquide, des acides margari-que et stéarique, Qui sont solides.
On procède ensuite au coulage dansdes moules ({ig. 79) contenant, suivantleur axe, une mèche de coton tresséeet préalablement trempée dans unesolution d'acide borique ('1,47 ) . Lesbougies sont ensuite blanchies parune exposition à la lumière et poliespar un frott,ement mécanique sur unebande de drap.On ajoute souvent de la
Fig, 29. - Moulage des lougies.l Paraffine aux.a.ci$e1 gras' pour dimi-nuer la fragilité de la bougie.
Les chandelles s'obtiennent en coulant du suif fondrr dans desmoules garnis dtune mèche de coton non tressée.
QuBsrroNNArRE. - Quelle est la nature des corps gras? De quoi sont-ils for-més? Comment peut-on séparer leurs principes immédiats? - Qu'appelle-t-onsaponification? En guoi consiste-t-elle? - Que sont les savons? - Comment lesfabrique-t-on?- Comment obtient-on la stéarine?Aquoi sert-elle? - Comment fabrique-t-on les bor.lgies? les chandelles?
CHAPITRE IV
FERMENTATIONS
983. Ferments. - La ferrnentation est la réaction chimiqueprovoquée dans une substance organique .par les ferments.
On distingue deux sortes de ferments : 1o les ferments solubles ounon fi,gurés, {ui sont des matières organiques azotées, comme la dias-tase de I'orge germée, la ptyaline de la salive , la pepsine du suc gas-trique 1 2o les f errnents figurés, ilui sont des cellules 'vivantes em-pruntant au milieu où elles vivent certaines matières qu'elles trans-forment : telle est la levure de bière. Un ferrnent lùgurë est un êtreorganisé microscopique {ui, placé dans des conditions favorables, vit,et se développe aux dépens d'une matière organique, qunil transformeen produits plus simples et parfaitement définis. Ainsi le ferment duvinaigre transforme I'alcool en vinaigre.
FERI\TENTATIO!{S 357
281*, fermentation acétiqug. - f,x ferrnmtatton acétiqwe est latransformation de I'alcool erf vinaigre; elle se fait par I'action d'unferment figuré, le mycod,ernl,û acàti ou mycode-rme du vinaigre'
Cette tra-nsformatioi est, en résumé , une oxydation qui se fait par
I'intermédiaire du ferment :
cHs-cH2-oH + 20 : CH3-COOH + H2O
dcool orYgène aoitle ac6tique eau
On prépare le vinaigre par trois procédés : '1o le procé'dé d'Or'Iéansi Z; le procéité ettemand,, 3o la méthod,e Pasteu,r.
Procedé d'Orl,eans. - On verse dans des tOnneaux une COr-
taine quantité de vin qu'on laisse exposé à I'air à une tempéra-[ure aô Zbo à B0o, puis on ajoute une plus grande quantité de
vinaigre. Au bout d'un mois, oD retir-e par exemple dix litresde viiaigre, {uê I'o{t remplace par dix litres de vin , et ainsi de
suite. Ce proCédé n'est applicable qu'avec du vin.
Proced,é allema,nd,. - On se sert de tonneaux divisés en troiscompartiments par des cloi-sons horizontales percéesde trous (fig. 80). Le vin,versé dans le compartimentsupérieur, descend dans ce-lui du milieu, {ui contientdes copeaux de hêtre préa-lablement arrosés de vi-naigre. Le vin traversegoutte à goutte les copeauxet tombe dans le comparti-ment inférieur, où I'air ar-rive par des ouvertures la-térales. La rapidité de lafermentation échauffe sou-vent le vinaigro, qui perd desa saveur. Les produits ainsiubtenus sont de qualité in-férieure à ceux que donne Le procéiW d'Orlëans.
Méthod,e Pastetcf . - On verse dans des cuves peu prOfohdest
fermées, mais où I'air circule librement, un peu dteau alcoolisée,puis on sème à la surface le mycoderme. La fermentation se pro-duit immédiatement. On verse alors doucement une certainequantité de vin, qui devient du vinaigre;_on le-soutire, et on le
remplace par du vin, €t ainsi de suite. La méthode est rapide
et donne de bons produits.
358 NoTroNs suR LEs $crnnrrjs pnysrQuns ET DrÀruRELLEs
285. Fermentation putride. ï La fermentatran putrid,e est I'al-tération des matières aiotées ( viande , urine , etc.) , ,oo, I'influenced'un ferment. figuré qui décompose ces matièrer .o'euo, amrnoniaqueet gaz carbonique.
. .Ol supprime cette fermentation, en empêchant les ferments de sedévelopper. On y arrive par la d,essiccation (légumes, fruits, plantespour .herbier), ou par un abaissement de ternfératur'e (conservationdes viandes et.du.poisson_par la glace). Si les ierments àxistent rtéià,9q peut les détruire par la cuisson et la conservatibn des substancesà I'abri de I'air (sardines, conserves alimentaires) , ou pr" it*bl"id'antise-ptiques te^ls gue le sel marin, I'alcool, le ptiOnot , te sufdÀAcorrosif (voin no 227).
986' Fermentation alooolique. - La fermentation alcooliqueest la transformation du sucre en alcool etanhydride carbonique, sous I'influence dela leaure de bière, ferment figuré qui sedéveloppe abondamment dans ta ranricationde la bière.
o ^\ ^\ 7st
^ u t*vvuv t ('r rrrlraudi l-gsurtg qe la termen-
ct";@ K & ffi tation de toute espèce de sucre ; par consé-h--'^q/ w N quent, on peut l'extrair. pu, distillation deFig' 81' tout liquide sucré ayant éprouvé la fermen-
Levure de bière. tation arcoorique 1ïins , mélasses , fruits,pommes de terre, grains, etc. ).
- Une première distillation donne un alcôol renfermant la moitiéde son volume d'eau; c'est l'eau-d,e-aie ord,inaire. nes âtrt;lù-tions successives le concentrent, de plus en plus; enfin une der-}ière opération , en présence du ôarbure ^de
éalciurn, Aonnel'alcool absolu ou anhydre.
L'alcool ordinaire sert de dissolvant et cle combustible (lampeà alcool). Le trois-six est un alcool d'une force telle, q* troisparties de cet alcool, étendues de trois parties d'eau, àonrientsix parties d'eau-de-vie ordinaire.
Industrie de I'alcooL - Dans cette industrie, on se propusede convertir en alcool certaines substances q,ri nr fermententpas naturellement.
{o Mélasses. - Les mélasses des sucreries, traitées par lracidesulfurique, donnent du gluqose et des produits analogues ; en ajou-tant de la levure de bière à la masse, la fermentati6n ru p.o,Ïui1.
lo Betteraues. - Les betteraves, découpées en fines tranches,sont in[roduites dans des cuves à eau acidulée; le jus rurtO qurle produit est t,ransforT.é en. grucose par I'acidô suffurique.L'addition de levure de bière détèrmine là fermentation. '
L'alcool ordinaire résulte de Ia fermen_
SERMENTATIONS
go Pommcs d,e terce et graines ttnylaeées. - Qp cuit dtaborffces substances à I'eau bouillante, ce qui donne de I'empois dd"fécule ou d'amidon ; on chaufle encore avec de I'orge germée,
et la diastase, ferment soluble, lransforme I'amidon en glucoset
susceptible de fermenter sous I'action de la levure.
Quând le liquide sucré a fermenté, on le distille dans des appa-
reiis très comptiqués, et I'on obtient les divers produit,s connus
sous les noms'd'èau-de-vie, d'esprits et d'alcools rectifiés.Les alcools d'industrie renferment des alcools supérieu,rs ,
c'est- à-dire dont la molécule renferme plus de carbone que
I'alcool éthylique ( C2FI5.OH ) ; par exemple, I'alcool amylique
(Csgrt.OH). Cè sont ces alcools supérieurs qgi communiquentào" eaux -de - vie de betterave , de grains , de céréales , leurspropriétés toæiques.
gB7 . Vin. Le ain esl" le résultat de la fermentation alcoo-
tique du jus ou mofit de raisin. Ce jus renferme environ 80 p'-%d'àau, dï sucfe, des matières albuminoïdes, du tanin , desgels. Sa fabrication comprend :
,fo Le foutage du raisin. Pou.r fermenter, le raisin doit être
écrasé, Co qui amène en contact le glucose contenu dans lapulpe de la [raine et le ferment, qui se trouve sur la pellicule
'à I'extérieur. Le foulage donne le moût.
No Le cuo&ge ou fermentation du jus. La fermentatior coût-mence immédiatement, si la température n'est pas supérieure à20o; il se produit de I'alcool et de I'anhydride carbonique. Les
enveloppeJ des grains de raisin morrtent à la surface et formentle chapea,,lt,.
Jo Le souti,rage du jus fermenté a pour but de le débarrasser
des grappes (raftes) eI des pellicules qui forment le marc, dontle piessurage donne du vin de qualité inférieure.
4o La mke en fûts achève la clarification; les matières slrs-pendues se déposent et formenlla liP.- go Le cottage au blane. d'æuf ou à la gélatine, qui le clarifleen le débarrassant des matières albuminoïdes.
On peut obtenir du vin blanc avec du raisin noir, il suffit de
séparer le moût d'avec les pellicules noires avant la fermentation ;
car la coloration rouge du vin est due à une matière colo-rante de la pellicule noire, matière qui se dissout dans I'alcoolprovenant ds la fermentation. Les vins rouges contiennent aussi
âu tannin en plus grande quantité que les vins blancs.Les ai,ns môusteuæ d,e Champagne sont fabriqués avec du vin
blanc auquel on ajou[e, âtr moment de la mise en bouteilles,
360 NorroNs suR LEs scrnNcns puysreuns ET NaTuRELLEs
un peu de sucrg t?tqi qui se transforme, dans la bouteille même,en alcool et anhydride carbonique.
Les vins naturels renferment- en moyenne de 6 à l5 p. % d'al-cool..llr peuvent devenir acid,es oa piqués, taurnés, grorl etc.,sous I'influence des fermentations uttOiieurer au"quétlr* its sonterposés.
9BB. cidre et poiré. - ces deur boissons se préparent à peuprès comme le vin , la première avec le jus àr, pommes, laseconde avec celui des poires.
989' Bière. - La bière est une boissoh nourrissante que loonpr{parg avec .l'orge et le houblon. Sa fabrication comprend lesopérations suivantes :
{o Le maltage gg germination . de I'orge , Qui développe
dans. ,le grain la diastâse nécessaire à la"trânsformation deI'amidon en glucose. Les grains, trempés dans lreau, sont entas-sés sur une épaisseur d; gm,b0 et maintenus a lÉo; r, sà;Ài_nation a lieu, et la diastase se-produit. On sépare la rad'icule,puis on broie le grain, et I'on obtient ainsi onô farine grôrsiJruappelée malt.
la Le brassage.. On brasse le malt dans des cuves renfer-mant de I'eau à 70 degrés; la diastase transforme I'amidon englucose, Qui se dissout. Le liquide obtenu prend Ie nom demoû,t.
3o Le houblonnq,ge. On fait bouillir 'le mofit avec des cônes
de houblon, 9ui donnent du gofit à la bière et assurent sa con-servation;
1o Lu fermentation da moût. on la détebmine au moyen dela levure de bière.' On clarifie ensuite.
La levure, gui pendant la fermentation surnage sous laforme d'une mousse blanche, est recueillie pour d'autres opé-nations. La bière contient, 2_ à 8 olo d'alcool; les plus ,rno^--mées sont les bières allemandes; lei plus ricûes en alcool sontles bières anglaises.
990. Panification. Le. pain est fabriqué avec de la farine,de I'eau, du sel et da leaain.
La farine est obtenue par la mouture du grain des céréalesof le blutage,
. 9ui sépare la farine de I'envîloppe des g.uin,( son). Blle est formée d'amidon, de gluten , ààmumin"e , dedextrine , de glucose, de matières graJses et de quelques selsminéraux.
La fabrication dg n3i1 comprend : lo le pétri.ssage dela farineavec I'eau et le sel ; 2o la fermentation aô ta pâte"obtenue , pu,
f'
ffir-rE*MENrÀrroNs 96l .',.. .
d,u levain ou de la levure de bière, {ui transforme les principes :rysucrés en alcool et gaz carbonique,' et rend ainsi le pain très ' ''poreux; 3o la cu'isson.
991. Conservation des matières organisées. Depuis que
I'on connalt I'origine et le mode de développement des fermentsfigurés, oû a imâginé plusieurs méthodes pour empêcher leuraction et conserver les matières alimentaires.
Ces méthodes sont :
'fo La dessiccation. - Ellegermes.
c)o Le refroidissement. - ls glace sert souvent à conserverdes viandes, du poisson, etc.
go La stérilisàtion ov pasteurisation. - On porte la matièreà conserver à une température suffisante pour détruire les
g.ermes. Pour le vin, il iuffit d'une température de 55 à 60o.
ôanr d'autres cas, il faut une températurê plus élevée. mais quine dépasse pas {40o.
\o La cuisson et la pri,uation d,'q,ir. - Les aliments cuits à
I'ordinaire sont introdults dans des boltes de fer-blanc ferméeshermétiquement. On maintient ces boîtes dans I'eau bouillantependant environ ule heure. Les germes étant détruits
_ par la
ôhaleur, la conseryation est assurée. ( Ex. : viandes, légumessecs. )
5o Les antiseptiques. On a de tout temps employé le ltlmarin pour conserver les viandes, de même ltusage, de les_ enfu-mer esl très ancien ; ce procédé doit son efficacité à la créosote,principe qui eriste dans la fumée du bois.-
Beaucoup de substances détruisent radicalement les germes :
le phénol, I'acide borique, le sublimé corrosif , le permanganatede potassium, etc. ; comme la plupart sont vénéneuses, elles ne
peuvent servir à la conservation des aliments I mais elles sont
tl'un usage très fréquent en médecine. ,
euusrroNNÀr1r. - Qu'est-ce qtre la fermentation? - Qu'est-ce qulun ferment?
- Cornmemt se faôt lo fermemtatiom acétiqwe? - Qu'est'ce gue ln' fermemtattomputrii;e? Comntpnt peut-om ernpêcher son d,ëoel,oppememt? - Qu'est-ce que la?ermentation alcoo[[ue? - Comment obtient-on I'alcool absolu? - Quelles sont
les substances d'où l'on peut tirer de I'alcool? - Que comprend la fabrication
du vin? - Peut-on fabriq "r du vin blanc avec des raisins noirs? - Comment
obtient-on les vins de C.hampagne? - Comment fabriEre-t-on la bière? le pain?
- Comment peut-on conserver les matières organisées?
empêche le déveloPPement des
HISTOIRT NATURETLE
I
l. Définition. - L'Histoire natu,relle est la science qui a pourobjet l'étutle du globe terrestre et des êtres qui coùvrent sasurface.
9. Division des corps. - Tous les corps peuvent se diviser endeux classes : les corps brutsou dépourvus d'organes, cornme lespierres, les métaux ;_et les corps organi,sis ou poirruus d'organes,comme les plantes, les animaux.
r:ïri.,. 3. Trois règnes. - On divise aussi les corps en trois grands'r,"*'" groupes que I'on appelle règnes.' le règne minéral, gui corp-
prend tous les corps bruts ou privés de vie ; le règne aégétal,qui comprend tous les végétaux, et, Ie règne animàt, qui"com-prend tous les animaux. 'Les plantes et les animaux sont desétres vivants qui naissent, grundiusent, se multiplient et rneurent;les animaux possèdent en outre la sensibilité eI le mouaementaalontaire.. L'Homffie t composé d'un corps et d'une âme immortelle créée
à I'irnage _de Dieu , forme un règne à part, le règne hominal.A la sensibilité et au mouvement volonlaire, il ajoute la facultéde penser et de se déterminer librement. Seui il possède Iaparoler expression de la pensée, {ui lui permet de communiqueravec ses semblables.
4. Subdivisions de I'Ilistoire naturelle. - Les différentes par-ties de l'.F/f stoire naturelle sont : la Géologie et Ia Minératogieola Botanique et la Zoologie.
La Géologin eI la.IVItnéralogie comprennent I'étude des corpsbruts ; la Géologie étudie la structure du globe terrestre , et iaMinéralogie sa constitution chimique. L{ Botanique s'occupede la d-escription, de la classification et des propriéiés der uAge-ta,u,æ. La Zaologie.comprend l'étude des animauæ, au point devue de l-eur org.anisation , de leurs mæurs, de leurs instinct,s,des services qu'ils peuvent rendre à I'homme et des torts qutiÉpeuvent lui causer,
HISTOIRE NATI'REILE 363
L'o,nthropotogie étudie l'homme au point de vue de son^o_lga-
nisation personnelle et de ses rapports avec les êtres qui l?en-;tï:iiacrères
difrérenriets des corps bruts et des corps vivants.Origineo - Le corps brut remonte à la création , ou résulte de lacottibin"ison de plusieurs corps sirnples préexistants; le chimiste peut
en produire. Le corps vivant provient de corps vivants semblables
à lui; le chimiste ne peut en produire.
Eæistence. - Les corps bruts sont inertes; ils existent sans gue
leurs molécules se renouvellent. Les corps vivants sont le siège d'unmouvement incessant de destruction et de rbconstitution de leur sub-
stance.
Accroissernent, - L'accroissement des corps bruts se fait extérieu-rement r par juntaposition, tandis que celui des corps vivants se faitpar intuisusception , c'est - à - dire intérieuremetlt , Pâr assimilation de
molécules inertes , transformées par la force vitale en éléments iden'tiques à leur ProPre substance.
Structurê. - Les corps bruts sont formés de molécules homogènes
et peuvent être divisés mécaniquement en échantillons de même
natùre. Dans les corps vivants , I'individu n'est pas divisible, et lapartie n'est pas semblable au tout.
Durëe. - La durée des corp's bruts est illimitéê, à moins qu'unecause extérieure ne vienne disperser leurs molécules ou les engager
dans de nouvelles combinaisons. La mort vient f'atalement terminerI'existence des corps vivants et fait rentrer leur substance dans lemonde minéral"
eussrroNNÀrRE. - Qu'est-ce gue l'histoire naturelle? - Comment se subdi-visent les corps ? - Que sont les végétaux et les animaux ? - Quels sont les
trois grands règnesde la nature, et que comprennent-ils?- Quels sont les carac-tères qui font de I'homme un être à part ? - Quelles sont les subdivisions de
I'histoire naturelle ? - De quoi s'occupe chacune de ces subdivisions ?
Iniliquez comment ïes corps brwts se d,istin'gwent des corps viuants au pointd,e uue de I'origirz.e, &a l,'eæï,stenco, d,e l,'accroissememt, de tro slructu're at de la
âuréç,
ZOOLOGTE
NOTIONS PRNIIMINAIRES
6. Organisation des animaux. - Tous les êtres vivants, végé-taux ou animaux, sont formés par un ou plusieurs élémentsqu'on appelle cellules.
7. ta cellule. - La eellule est le pointde départ, l'élément fondamental de toutorganisme. La cellule animale se présentesous la forme d'un petit corps mou, àpeu près sphérique ( fig. I ). Elle est for-mée d'une sorte de gelée, le proto-plasma, partie essentiellement vivante
Ceilule animale. .n0, mem- de la cellule , dans lequel se trouve unebrane cellulairei ?, pro- vésicule plus ferme, le noyau ov nucleus,toplasma tt"f:l:Tl Tu renfermànt lui-même quelques granula-matière granuleuse ; 11/ ' iionr ou nucleoles l re tout enïetop"pé dtunenoyau'
membrcrne particulière.
8. Les tissus. - Un groupement de cellules semblables consti-tue un tissu (tissu osseux, tissu nerveux, tissu musculaire, etc.).
Tous les tissus résultent d'uné agglomération de cellulesmodifiées ou transformées d'une façon particulière.
On admet généralement comme principaux tissus animaux :
le tissu épithëlial ou épidermique , le tissu connectif ou con-ianctif , le tissu osseuæ , le tissu musculaire et le tissu nerueu,æ.
Le tissu épithéIial est constitué par des cellules de formesdiverses, juitaposées et disposées par couches plus ou moinsépaisses qui tapissent les surfaces extérieures et intérieures ducorps, of dont I'ensemble constitue un épithéliu,m.
Le tissu connectif ou conjonctif est un tissu essentiellementformé par une substance intercellulaire provenant des cellules,et qui donne naissance à des variétés particulières de tissuconnectif , dont les principaur sont : le tissu adipeuæ, consti-
NOTIONS PRÉTIMINAIRES 365
tuant la graisse ; le tissu cellului,re, remplissant les intervallesque les organes laissent entre eux, et le tissu fi,breuæ, formantles membranes, les ligaments, etc.
Le tissu osseuæ est regardé comme du tissu conjonctif dans lescellules duquel sont déposées des matières minérales (phosphateet carbonate de chaux), qui lui donnent une grande consistance.
Le tissu musculaire est formé de fibres musculaires. CesIibres sont des ûlaments très fins , accolés les uns aux autres,et dont I'ensemble constitue ce qu'on appelle vulgaireqent Iathair. La propriété essentielle d'un muscle est d'être contrac-ti,Ie, c'est-à-dire de pouvoir se raccourcir dans le sens de lalong[eur de ses fibres ; aussi les muscles sont, pour cette raison,les organes essentiels des tnouaernents.
Le tissu nen)euæ est formé d'éléments complexes, cellulesneroeuses, tubes nen)eu,æ, etc.,et sert d'agent aux phéno-mènes de sensibilité, d'intelli-gence et de oolonté.
9. Muqueuses et séreuses.Les rnuçlueuses sont les
me_mbranes qui tapissent lescaùtor de I'organisàe commu-hiquant avec I'extérieur ( mu-queuse de la bouche, des pau-pières, du nez). On appelle tnu-cosités ou simplement musus,Ies produits liquides ou semi-liquides qu'elles sécrètent.
Les séreuses sont les membranes qui tapissent les cavitéscloses de I'organisme ( séreuse du cerveau, fig. 2 ). Blles sontformées de deur feuillets contigus : le feuillet pariétal, s'appli-quant contre les parois de la cavité, et le feuillet tfisæral, re-couvrant les organes contenus dans cette cavité. Les liquidesqu'elles produisent sont appelés sérosités.
Les muqueuses et les séreuses sont des moditcations du tissuconjonctif.
10. Organes. - Le groupement des divers tissus chargés deproduire un travail porte le nom d'organe; la langue, l'æil,Itestomac, sont des organes.
ll,. Appareils. Un ensemble d'organes concourant à unmême but général forme un q,ppq,reil .' I'appareil digestif , Itap-
2areil circulatoire, etc.
Fig. 2. - Disposition théoriquede la séreuse du cerveau.
c, cerveau i o, os du crâne; p, feuilletpariétal de la séreuse; o, feuillet viscéral.
366 NorroNs sun LEs scrnNcps pHysreugs ET NATURELLEs
19. Fonctions. On appelle fonction I'ensemble des actesaccomplis par un appareil : fonction de digestion , de respira-tion , etc.
Les fonctioru se subdivisent en deux classes : les fonctions denutrition eL les fonctions de relation.
Les fonctions de nutrition sont celles qui servent à entretenirla vie de, I'individu. On les appelle encore fonctions de la aieoégétatiue , parce qutelles sont communes aux végétaux et auxanimaux.
Les fonctions de relation sont celles qui mettent I'individuen rapport avec Ie monde extérieur. On les appelle encore fonc-tions de la oie araimale, parce qu'elles sont propres aux ani-maux.
OIÀSSIfICATION
des
roucrrdus
1 Digestion.I Absorption.
FoNcrroNs \Cirailation';;
- ) Resptrati,on.
-- \ Assimilation.NUrRrrIoN
I Catortficatiom,I Sëcrétion,\ Eæcrëtion.
FONCTIONS
.DERELATION
Mouvement.
Sensibilité.
Yoir,
( Visi,on - Vue.
\ euattion. - Ouïe.\ Olfaction. - Odorat.
I Gustation. - Goùt.\ Tactiotù, - Toucher.
13. Anatomie et Physiotogie. - L'étude des organes et desappareils est l'Anatomiel l'étude des fonctions prend le nom dePhy si.ologie.
14. Structure générale du corps humain. - Le corps humainost limité extérieurement par la pea.u. Un systèrne osseux ousquelette en forme la charpen[e et lui donne sa forme générale;sur les os viennent se trer des muscles destinés à produire desmouvements.
Les organes principaux sont renfermés dans t rois grandescavités qui sont :
1o La cavité cérébro - spinale , renfermant le ceraecr,lt,moelle épinière;
2o La cavit é thoracique, renfermant les organes de laration et les principaux organes de la circulation .
et la
respi-
NOfIONS PRÉIIMINÀIRES 36?
3o La cavité abdomi,nqle, contenant l'apparei,ldigestr,f presqueen entier.
La cavité thoracique est séparée de Ia cavité abdominale parIe diaphragme, sorte de plancher musculaire de forme convexe.
Au point de vue de I'aspect général, or peut diviser le corpshumain en trois parties : la tête , le tronc, eI les membres supé-rieurs eL inférieu,rs.
QurstroNNAIRE. - Quel est l'élément fondamental des végétaux et des ani-rnaux? - Décrivez la cellule. - Qu'appelle-t-on tissus? - Nommez les princi-paux tissus. - Indiquez les modilications du tissu conjonctif. - . Quelle est lapropriété essentielle du tissu rnusculaire?
Différences entre les muqueuses et les séreuses. - Définissez : organes, appa-reils, fonctions. - Division et classification des fonctions. - Qu'appelle-t-onAnatomie et Physiologie ? - Quelles sont les trois grandes cavités de I'orga-nisme? - Que renferment-elleg?
PREMIERE PARTIE
ÀNÀTOMIE ET PHYSIOTOGIE
CHAPITRE I
FONCTIONS DE NUTRITION DIGESTION
I. Anatomie de I'appaneil digestil.
fS. Composition. q L'appareil digestif comprend le cana,ldigestif et des onganes annexes, tels que les dents et lesglandes d,igesti,aes.
Le canal digestif a la même structure dans toute son étendue;il est formé d'une couche épaisse de tissu musculaire tapisséeintérieurement par une muqueuse qui est la continuation decelle de la bouche. Il comprend la bouche, le pharAflæ t l'æso-phage, l'estomclc et les intestins. Il est contenu presque enentier dans la caaité abdomr,nale.
La cavité abdominale est tapissée par une séreuse , le péri-toine, formant de nombreux replis dont les principaux sont lemésentère, qui sépare et soutient les différentes parties de I'in-testin, et les épi,plooæs, qui se chargent souvent de graisse.
16. Bouche. - La bouche renferme les organes de la masti-cation ( les d,ents ) et celui du goût (la langue). Elle est incorn-plètement séparée du pharynx par le aoile du palab , sorte demembrane suspendue comme un rideau au fond de la bouche, etqui présente, au milieu de son bord flottant r otr petit prolon-gement , la luette.
17. Pharynx. Le pharymæ ou arrière-bouche (lig. 3) estune sorte de carrefour communiquant avec llestomac par ltæso-phage, avec les poumons par la trachée-artère, avec l'oreillepar la trompe d'Eustache, et enfin avec I'extérieur par la boucheet les /osses ne,sa,les.
Ctest dang le pharyu que stentre-croisent les voies digestiae
APPÀREITJ DIGESTIF 369
et respirdtoire (rÏ9. 4 ). La première, conduisant les alimentsdans I'estomac, comprend la bouche , le pharynæ et l'æsophage ;la deuxième, destinée à introduire I'air atmosphérique dans lespoumons, se compose des /os ses nasales, du pharynæ et de latrachée - artère.
t.a-
Fig. 3. - Fh, pharynx; æ, æsophage; Fig.4, - VD, voie digestive; tr, lan-f. zr,, fosses nasales; 1,, langue; l. gue; æ, æsophage; -+ E, esto-.8, orifice de la trompe d'Eustache; mac; VA, voie aérienne ou respi-t. F, voile du palais; o, amygdales; ratoireif.m,fossesnasalesip,pha-c. r.r, colonne vertébrale; e, épiglotte ; rynx; t, trachée-artère i â P, pou-to, larynx; t. a, ftachée-artère. mons.
La glotte esL I'ouverture supérieure de la trachée-artère; elleest surmontée d'une pel,ite membrane fibro - cartilagineuse,l'épiglotte, qui peut se rabattre sur la glotte et en fermerI'entrée.
lB. (Esophage. - L'æsophage est un canal qui descend-entrela trachée - artère et la colonne vertébrale ; il débouche dansI'estomac après avoir traversé Ie diaphragme.
{9. Estomac. - L'estomac (fig. 5 ) est un des organes les plusimportants du canal digestif. C'est une poche membraneuseplacée horizontalement au-dessous du diaphragme. Sa partiegauche, plus renflée que la partie droite , communique avecltæsophage par une ouverture , le cardia; Ia partie droitecommunique ayec I'intestin par le pylore.
!10. Intestins. Les intestins (tg; Ë) comprennent les r/r €n-{3
370 NoTIoNs sun Lss scIENcEs PHTSIQUaS ET NÀTUnELtEs
viron de la longueur du canal digestif, et sont d'autant, plus déve-loppés, que la nourriture de
I'animal est de nature plusvégétale (3 à 4 fois la lon-gueur du corps chez les car-nivores, 20 à 25 fois chezles herbivores ).
On subdivise les intestinsen deux parties: lo l'i,ntes-tin grêle, {ui comprend leduodénum (12 travers dedoigt ) , le jéjunum et I'i-léon ; 2o le gros intestin,qui cornprend le eæcurn,le colon et le rectu,m.
A partir du cæcurn, legros intestin monte le longdu flanc droit (colon e,sca(ù-dantl , traverse la cavitéabdominale au - dessous deItestom ac (eolon transaerse\,redescend en S le long duflanc ga.uche (colon descen-dant), et se continue par lerectu,rn.
Fig" 5. - Canal digestif.
æ, æsophage; c, cardia; c, estomacip, pylore;d, duodénum i ù. g, intestin grêle i ct, aæ,'
cum; c. q colon ascendantt; c.t, colon trans-verse i c. d, colon descendant; r, rectum;fl, foie ; u. b, vésicule biliaire i rt, rate.
Ir.9-1. Détinition. Les
Fig. 6. - Structure d'une dent.C, couronne; Ct, collet; R, pcine;
g, geucivai e, émail l i, ivoire oudentine; c, cément; û, cavitéden-tairo renfermant la pulpe denteire.
r (P-
Les dents.
d,ents sont de pet-its organes ana-logues aux os , mais qui en dif-fèrent par la structure , le mode dedéveloppement et le rôle physiolo-gique. Elles sont implantées dansdes cavités de I'os de la mâchoire(aluéoles dentaires).
Une dent comprend [fig. 6 ) : laracine, la couronne et le collet. Laracine est la partie renfermée dansI'alvéole ; la couronne est la partievisible de la dent; le eollet est lalimite de séparation de la racine otde la couronne.
92. $trlrcture d'uno dent. , Au
APT}ÀRËIL DIGESTItr 371
point de vue de la structure , oD y distingue (fig. 6 ) : la pulpedentaire, l'içoire, l'émail eI le cément.
La putpe est une petite masse charnue, formée des nerfs etdes vaisseaux sanguins et qui occupe la partie centrale de ladent ; l'iuoire forme la plus grande partie du tissu de Ia dent;l,émail est une sorte de vernis très dur recouvrant la couronne;le cément esL un tissu grenu et jaunâtre qui enveloppe la racine.
93. Différentes formes. - ftslativement à leurforme, les dentsse subdivisent en incisaues, eanines et molaires (fig. 7).
t9^--^\-/\
3
î**
WWWWWWWWFig. 7. - Dents de la moitié ds la mâchoire supérieure de I'homme.
1, incisiVes;2, canine; 3, fausses mOlaires (u,me sawl,c raci,neli 4, vraiesmolaires (racines rnwl'tipl'esl.
Les incisiues sont aplaties et tranchantes sur les bords etservent à couper les aliments. Elles sont très développées chez
Jes animaux rôngeurs ( Lapin , Écureuil , Rat ).Les canines ont une formo conoide; elles sont fortement im-
plantées dans les mâchoires et servent à déchirer la chair ;
elles sont remarquablement développées chez les carnivores( Chien , Chat , Tigre ).
Les molaires sont aiguës et tranchantes chez les carnivores t
cylindriques et à surfaèe mamelonnée r ou présentant des replisd'émail , chez les herbivores ( Cheval , Bæuf ).
94. Développement des dents. - De 6 à {3 mois, les incisivesmédianes paraissent d'abord, puis suc.cessivement les autresdents. A 2 ans, I'enfant possède ordinairement 20 dents I c'est lapremière dentition ou dentition de lait. Ces dents tombent versl'âge de 7 ans et sont remplacées par une seconde ilnntition, quidoit durer toute la vie. Les 4 dernières molaires ldents de sagesselpanaissent ordinairement de 20 à 25 ans.-
La dentition complète comprend alors chez I'homme 32 dents,savoir, pour la moitié de chaque mâchoire, 2 incisives, I ca-nine et S molaires (ûg. 7), tandis que la première dentition
872 NoTIoNs sUR LEs scIENcEs PHTsIQUEs ET NÀTURELLEs
comprena.it le même nombre d'incisives et de canines, mais2 molaires seulement à chaque moitié de mâqhoire.
25, Mal.adies dcs dents. - La plus co**oàe de toutes les ntala-dies d,es dènts est la cq.rip. Elle provient toujours de la destnuctiondune partie de l'émail qui protège I'ivoire I celui-ci, ainsi mis à nu,se trouvant en contact permanent avec la salive ou les aliments ,
s'altère et se détruit peu à pêur Une fois comrnencée, la carie Ëe
continue jusqu'à la disparition complète de la dent, si on n'y remédie.Le plus souvent une dent cariée gâte la voisine.
Tant qu'aucune des fibrilles nerveuses qui sillonnent l'ivoire n'est pas
atteinte, on ne ressent aucune douleur I mais dès que la carie attaque unde ces filets nerveux, elle détermine des douleurs souvent intolérables'
La mauvaise disposition des dents provient généralement de ce queles dents de la deuxième dentition se développent avant la chute des
dents de lait.
26. Hygiène des dents. - L'hygiène des dents consiste presq_ue
exclusivement à les maintenir dans un grand état de propreté. Ondoit donc se laver les dents tous les matins et les fi'otter avec unebrosse ptutôt douce que dure pour ne pas irriter les gencives
_ et
déchausser les dents. La poudre de charbon, le meilleur de tous lesdentifrices , est préférable à toutes les compositions, plus ou moinscomplexes, préconisées comme hygiéniques.
It faut éviter de se nettoyer les dents avec des cure-dents métal-liques ; de s'en servir, comme le font trop souvent les enfants , pourbriser, tordre des corps durs. Cette imprudence .peut déterminer lacarie en dégradant une partie de l'émail qui recouvre et protègeI'ivoire.
III. Glandes digestives.
27 . Rôle des glandes digestives. - Les glandes annexées à
I'appareil digestif sont des organes qui sécrètent les liquides desti-nés à rendre absorbablesles aliments ingérés. Ce sont: les glandessaliua'ires , les follicules gastri,qu,cs , le pancréas, le foi'e et lesglandes intestinales.
98. Glandes salivaires. - Il existe trois paires de glandes sali-aaires.'
f o Les paratid,es , situées entre I'oreille et I'articulation desmâchoires; leur inflammation constitue les ourles ou oreillons Ielles déversent leur salive dans la bouche par le cunal d'e Stë-non ;
2o Les sous-maæillaires, situées sous les mâchoires ( canalde Warton);
3o Les sublinguol,es, placées sous la langue ( eûnq,uæ ihe Riaù-nut),
,'t
ÀPPÀREIL DIGDSTIF 373
Ces glandes sécrètent les liquides Qui , en se mêlant dans labouche au mucus buccal, forment la saliue miæte.
9i9. Amygdales. A I'entrée du pharynx se trouvent deuxfausses glandes en forme dtamandes, les omygdales, {uiparaissent destinées i favoriser la déglutition.
30. Follicules gastriques. - Les follicules gastri,ques sontde très petites glandes logées dans la muqueuse de I'estomac.Ces glandes , très nombreuses, sécrètent un liquide acide, lesuc gctstrique.
31. Pancréas Le pancréq,s est une glande en forme de lan-guette adosdée à la courbure de I'estomac ( fig. 8 ) ; il sécrètele suc pancréatique, qui.se déyerse dans le duodénum par lecanal pancréatique (ou de Wirsung).
Fig. 8. - Pancréas.
t, pancréas; 2, duodénum ; 3, rate ; 4, vésicule biliaire ; 5, canal hépatique;5', canal cystique ; 5", canal cholédoque I 6, canal pancréatique.
39. Foie. - Le foi,e est la plus volumineuse des glandes deItorganisme. Ctest une masse charnue, dtun rouge plus oumoins brun; il occupe toute la partie droite et supérieure deI'abdomen; il est maintenu par les organes qui I'entourent, ainsique par des replis du péritoine (ligarnents d'u foie\. La gêneque I'on éprouve quand on se couche sur le côté gauche, pêD-dant Ie travail de la digestion , vient de la pression exercée parle foie sur I'estomac rempli d'aliments non encore digérés.
gr
374 NorroNs suR LEs scrnNcgs pursreuss ET NA.TURELLSg
33. Fonctions du. foie. - Le foie a deux fonctions bien dis-tinctes : la sécrétion de la bile et la fonction glycogénique.
34. sécrétion de la bile. - Deux espèces de vaisseaux san-guins arrivent au foie : d'une part, les ramifications de I'artèrehépatique, qui fournissent le
-sang artériel nécessaire à la vie
des cellules 1.d'autne part, les ram-ifications de la veine -porte,qui charrient du sang recueilli dans les intestins et chargé desproduits liquides de ia digestion.
C'est dans ces deux sortes de sang que les cellules du foiepuisent_ les éléments de la bile. DèJ qu'.lle est formée, èllese rend, par des canalicules nombreuf, dans le canal hépu-
Fig. 9. - Canaux sécréteurs de la bile.æ, æsophage; c, cardiai p, pylore; d,, duodénum;
I, foie ; ch, canal hépathique; o.ô, vésicule biliaire;c, c, canal eystique ; c. ch, canal cholédoque.
tique , et par là dans la vésicule biliaire. Elle y séjourne plus oumoins de temps, et, au moment de la digestion , elle se déversedans le duodénum par le canal cholédoque.
Sa fonction est de faciliter la digestion des matières grasses enles émulsionnant, c'est-à- dire en les réduisant, en gouttelettestrès fines, capables d'être absorbées par les vaisseaux chylifères.
Il amive quelquefois que la bile sécrétée par le foie n'est plus excré-tée; ses éléments passent alors dans le sang, et les tissui prennentune teinté jaunâtre. Cette affection est connue sous le nom d'ictèreoa jaunisse.
35. Fonction glycogénique. - Le sang amené par la veine-porte contient du sucre en abondance. Si cette quantité desucre est trop grande, les lobules du foie en abeorbent I'excès,le convertissent en glyeogène etr le conservent en dépôt. Lorsque
PHYSIOLOGIE DE LÀ DIGESTION g?5
le sang ntaura plus la mesure de sucre nécessaire, le glycogèneen réserve sera transformé en sucre, passera dans la veinesus-trépatique, et rentrera ainsi dans le torrent de la circula-tion.
Quand le sucre fourni par le foie n'est pas assimilé, il passe dansles reins, et il en résulte une grande faiblesse. Cette maladie estappelée diabète.
36. Glandes intestinales. - Les glandes intestinales sont depetites glandes logées dans la muqueuse et qui sécrètent le suc.intestinal. Près de ces glandes on remarque des follicules clos , dontl'agglomération en certains points constitue les plaques de Peyer,
Dans la fièvre typhoide, il se produit une altération des plaques de
Peyer qui peut aller jusqu'à déterminer la perforation de la paroiintestinale.
QursuoNNÀrRE. - Que comprend I'appareil digestif? - Quelles sont les diIIé-rentes parties du canal digestif? Dans quelle cavité est-il contenu? Comment se
nomme la séreuse de cette cavité? - Avec quels organes communique le pha-rynx? - Qu'est-ce que l'épiglotte? - Comment se nomment les orifices do I'esto-mac? - Queltes sont les différentes parties des intestins?
Que comprend une dent ? Quetle est sa structure ? - Comment divise-t-on lesdents quant à leurs formes? -Toutes les dents paraissent-elles en même temps?
- Combien la dentition complète comprend-etle de dents chez I'homme? - A quoiest d,ue la carie? - En qwoi consiste swrtout I'lt'ygiène d'es ilents?
Nommez les glandes annexées à l'appareil digestif. - Quelles sont les troispaires de glandes salivaires? Où sont-elles situées? - Où se trouve [e pancréas?
- Dans quel organe se déverse le suc pancréatique ? - Qu'est-ce que les folli-cules gastriques? Que sécrètent-ils? - Où est situé le foie? Quelles sont ses
deux fonctions ? Comment s'opère [a sécrétion de la bile ? Qu'est - ce que la fonc-tionglycogénique du foie? - Où se rend la bile à mesure de sa sécrétion? Parquel canal se déverse-t-elle? Dans quel organe? - Par guoi est occasionnéela jaunisse ? - Qu'est-ce quo les glandes intestinales?
CHAPITRE II
PHYSIOIOGIE DE IA DIGESTION
37. Iléfinition. - La digestion est une fonction qui a pourbut de rendre solubles et absorbables les alimcnts introduits dansl'appaieit d,igestif.
Cel,te transformation, préparée par I'action des dents,divisent les aliments solides, s'effectue Bous I'influenoeliquides fournis par los glandos digestiveo.
quldeg
376 NoTroNs suR LES scrENcES pnysreuns ET NÀTUREtLEs
f. Aliments.
38. Iléfinition. - f,ss aliments sont d,es substances gui, in-troduites dans Ie canal di,gestif, contribuent ù entreten{r lâ aie.
39. Division des alimenf,s. - On peut diviser les aliments en[rois classes : Lo les aliment s azotés ou albuminoid,es I lo lesaliments hydrocarbonis ou fëculenfs r. Bo les grarlsses.
&O. Aliments azotés ou albuminoldes. - Les quatre élémentsconstitutifs des aliments azotés sont : l,azote, le carbone, l,hy-d,rogène et l'-oæygène. Ils sont fournis en grande partie parleIgsne animal ; ce sont, pâr exemple : la aiànd,e , l,àlbu*in, oublanc d,2æuf , la gélattne, -qu'ol tiouve dans les os ; la cas éine ,dans le fromage; lalégumine, dans les haricots, les lentilles, etc.
Les aliment,s azotés sont aussi connus sous le nom d'alimentsp.lastiqu,es, parce qu'ils servent surtout à la réparation destissus..
41. Aliments hydrocarbonés. - Les aliments hydrocarbonéssont constitués par le carbone, l'hydrogène et l'oæygène; cesdeux derniers éléments étant combinés dans les propôrtions deI'eau. Ils sont presque tous empruntés au règne végétal et corn-Prenn€nt des aliments féculents ou &rnAtacéi tels qo. l,ami,d,ondu blé ,la fécule de la pomme de terre , Ie sucre , eic.
49. Graisses. - Les corps gras sont plus riches en carboneet en hydrogène que les précédents I ce sont les graisses, leshuiles végétales et animales , le beurre , ehc.
Les aiiments hydrocarbonés et les graisses sont parfois dési-gnq sous le nom d'aliments respiratoires, car ils Jervent prin-cipalement à I'entretien de la chaleur animale.
43. Aliments complets. - on appelle aliments complets cer-tains aliments qui renferment des éléments azotés et liydrocar-bonés ; tels sont, pâr exemple, les æufs et le lait..
Le lait est le type de I'aliment complet; il en renferme, en effet,tous les éléments ; un aliment azoté, la caséine I un alimenthydrocarboné , le lactose ov sucre de taitl et un corps gras , lebeume I il contient en outre de I'eau et des sels minéràux. Lepain et les æufs sont aussi des aliments à peu près complets.
&&. SeIs minéraux. - Les sels minérauæ, dont les élément s (phos-p.hore, calciurn, fer, etc.) doivent entrer dans la composition destissus, se trouvent en csmbinaisons avec les aliments et dans les bois-,sgns. Ainsi le pain contient toujours des matières phosphatées.
PHYSIOLOCIE DE IÀ DIGESTION 377
Le sel rnarin (chlorure de sodium ) doit être compris parmi les ali-ments ; il est aussi nécessaire à I'alimentation que les épices Ie sontpeu. L'absence des chlorures alcalins dans I'organisme peut Pro-duire I'appauvrissement du sang.
45., Condimentg. - Les condr,ments sont des substances que l'onajoute aux aliments pour leur donner du goùt ou en faciliter la diges-tion ( vinaigre , ail, moutarde , etc.). Leur abus rend les digestionspénibles et produit des maux d'estomac.
r*6. Boissons. Les bor,ssons renferment une forte proportiond'eau et quelgues principes qui les font entrer dans les différentescatégories d'aliments.
Les principales boissons sont lneau , le vin, le cidre , la bière et lecafë.
Les eanta-de-ai,e, et les spiritueur en général, sont des boissonsdangereuses, surtout à jeun. On croyait autrefois que I'alcool étaitbrùlé dans I'organismé et servait ainsi à entretenir la chaleur ani-male. De nouvelles recherches ont montré que I'alcool se retrouvaitintact dans les tissus, €t surtout dans le tissu nerveux. S'il paraîtsuppléer I'alimentation, c'est qutil détermine un arrêt dans la nutri-tion I ce n'est donc qu'un excitant cérébral, dont il faut s'abstenir.
II. Translormation des aliments.
47, Acrus uÉcnNreuEs. - Les actes mécaniques qui concourentà la digestion sont la préhension, la masticatian,la déglutitionet les rnou,aernents péristaltiques.
48. Préhension. - On appelle préhmsion l'acte par lequel I'ani.mal saisit I'aliment pour le porter à la bouche.
tL9. Mastication. La masti.cation est I'acte par lequel les ali-ments solides introduits dans la bouche sont broyés par les dents,afin de les rendre plus facilement attaquables par les liquides diges-tifs. Cette trituration est aidée par les joues et la langue, {ui ramè-nent les matières sous les dents, et favorisée par la salive, {ui lestransforme en une masse pâteuse, le bol alimentaire.
Quand Ia mastication est incomplète, toute la digestion s'en ressentet dèvient pénible, par le surcrolt de travail imposé à I'estomac.
- 50. Déglutition. - La dégluti,tion est le phénomène par lequel lebol alirnentaire franchit le pharynx et descend dans l'æsophage.
Dans ce mouvement très compliqué, le pharynx remonte tout entier,de manière que la glotte vienne se cacher sous la base de la langue(fig. 10). Celle-ci, refoulant l'épiglotte, la recourbe en amière et larabat sur la glotte à la'manière d'un couvercle. Pendant ce temps,le voile du palais se relève et vient fermer I'orifice postérieur desfosses nasales, Le bol alimentaire, pressé contre le palais par la
S78 NoTIoNg suR LEs scrnNcrs pnysreuns ET NATUREtLSg
langue , chemine vers t'arrière - bouche , puis , culbutant par- dessu!l'é1,rglotte, tornbe dans l'æsophasê r seul danal dont I'ouverture soitlibre à ce moment.
Fig. {.0. - Mouvement de déglutition.
A, disposition des organes avant la déglutition; B, dispositionde ces organes pendant le mouvement do déglutition;
f, languoi frn, fosses nasalesi ot F, voile du palais; e, épiglotte; æ, æsophag@;t, trachée-artère1 b, bol alirnentaire.
Pendant que ce mouvement s'accomplit, il faut que I'entrée de Iatrachée-artère soit parfaitement close, car I'introduction de la moindreparcelle solide ou liquide dans le canal respiratoire suffirait pourdéterminer une toux violente, {ui ne cesserait qu'après I'expulsioncomplète des substances ainsi fourvoyées. C'est ce qu'on appelle vul-gairement c avaler de travers ).
5{.. Mouvements péristaltiques du canal digestif . - Les ali-ments traversent l'æsophage sans y séjourner et arrivent dans I'es-tomac, {uir par ses contractions, les mélange et les imprègne de sucgastrique. Ces contractlons successives des fibres musculaires longi-tudinales et circulaires du canal digestlf produisent les mouvernentspéristaltiques, {ui ont pour effet de faire progresser les aliments danstoute la longueur du tube digestif,
59. PnÉnonaÈxBs crrrMreuns. Les phénomènes chimiquesqui accompagnent la digestion sont : lÈansotiuation, la chymifi'-cation et la chylification.
53. Digestion buccale ou insalivation. !,- Outre son rôlemécanique, la salive, par son principe actif , la ptyalinel cor-tnibue à transformer les matières féculontes en dnætrine, puis
i t-*^
f$'.r :i'
PHïsIoLoeIE DE ti ot*"srloN 3?9
en glucose, matière sucrée absorbable. Cette action, commencée
dans la bouche, se continue tout le long du canal digestif.
t4. Digestion stomacale ou chymification Le slc gls-trique renferme un principe particulier , La pepsine, {ui, agis-
sant sur les matières azotées, telles que les viandes , les trans-forme en un liquide absorbable, l'albuminose or peptong.
La salive continuant aussi son action, les aliments présententbientôt dans I'estomac.l'aspect d'une substance acide., grisâtretplus ou moins fluide ' appelée ehyrne.
$8. Digestion intestinale ou chytification. En arrivantdans le duodénum, le chyme se trouve en contact avec le suc
p,ancréatique, liquide analogue à la salive par sa composition
ôt son rôÎe physiologique'. Ce liquide agit sur les féculentscomme la salive et sur les aliments âzotés comme le suc gas-trique; mais son rôle principal es| d'ëmwlsionner les matièresgràrt"| et de les transformer ainsi en un liquide laiteux, leinyU, {ui pourra être absorbé en grande partie dans I'intestingrêle.
La bi,te n'est déversée dans le duodénum qu'après le passage
des aliments ; une partie s'y mêle pour émulsionner les graisses
et les rend absorbables, I'autre partie sert à nettoyer I'intestin.
III. Alimentation et hygiène de la digestlon.
56. te besoin d'aliments. - Le besoin d,'al'imem,fs se traduit par
la faim et la soif .
i" faim se fait sentir à des intervalles d'autant plus. rapprochéstque l'âbsorption est plus rapide et la circulation plus active.' L'rnonititr. est l'étàt de faiblesse dans lequel tombe I'organisme par
la suppression plus ou moins complète d'aliments. Complètgq9l privé
ae nôurriture, i'homme périt généralement au bout d9 I à {_g jours I
il peut vivre plus longtemps s'il continue â boire de I'ear. L'homm(qui a été soumis à un jeûne rigoureur assez long ne doit revenirqu'avec précaution à I'alimentation normale-- il est ï remarquer gu€ r contrairement à I'opinion commune , les
boissons chaudes désaltèrent mieux que les boissons froides, et que
l,on apaise plus facilement la soif en buvant par petites _portions qu'en
absor6ant d;un seul coup une grande quantité de liquide. \
On doit bien se garder de boire très froid quand on a chaud I les
accidents les plus graves pourraient résulter de cette imprudence I lolait froid est,-danJce cas, plus dangereux que tout autre liguider
62, Conditiong g6néraler d'unc bOnnc alimentatton. n Uno
bonse rlinentation ôoit être comfllèta,; g'€rt'f'4ire cgmPrendre lçr
380 NoTroNs suR LEs scIENcEs pHysIQuEs ET NÀTURELLES
deux sortes d'aliments, azotés et hydrocarbonés ; simple, mais variée ;suffisante, mais sobre.
L'excédent d'aliments trop riches en curbone se traduit par l'en-graissement , c'est - à - dire par la mise en réserve , sous forme degraisse, des éléments dont I'organisme n'a pu trouver I'emploi.
Quand cet excédent n'est pas trop considérable, c'est une garantiede sécurité, car il pourra servir à compenser la privation d'alimentsdans un cas donné, par eremple dans une maladie I mais si cet excé-dent prend de trop grandes proportions, les éléments anatomiguesdejs tissus , surtout des muscles, éprouvent u'ne transformation grais-seuse qui affaiblit I'organisme et peut avoir des inconvénients graves.
Une alimentation insufftsante produit l'anémie et I'affaiblissementgénéral.
58. fiygiène, É Quand I'estomac est en activité , la vitalité s'yconcentrà, ce qui se traduit parfois par un irrésistible besoin de dor-rnir. On doit donc éviter, pendant la digestion, tout ce qui pourraitfaire refluer le sang vers les ertrémités ( bains froids , travaux detête, émotion vive et soudaine).
Rien n'est plus contraire aur règles de I'hygiène que de faire em-piéter une digestion sur une autre ; en général, il faut trois heures pourdigérer un repas ordinaire ; il faudra donc mettre au moins troisou quatre heures d'intervalle entre deux repas consécutifs.
Tous les aliments ne sont pas également digestibles ; le laiiage, Iebouillon, les æufs erus ou peu cuits r se digèrent très facilement 'les vianâes dégraissées, les fruits mûrs sont également de digestio;facile I viennent ensuite, et par ordre, les légumes herbacés, le painles pâtisseries, et enfin les graisses.
Les aliments féculents, Haricots, Pois , Lentilles, sont très nourris-sants et facilement digérés.
L'abus des liqueurs alcooliques est, dans la classe populaire, cequi contribue le plus à détériorer les organes digestifs I dans les classesaisées, c'est la bonne chère, et, chez les enfants, I'abus des friandises,
Toutes les règles d'hygiène relatives à I'alimentation peuvent doncse résumer en deux mots : simplicité et tempërance. Ce sont là, enelfet, des sources abondantes de santé et de vie , et par conséquentde vrais plaisirs; II serait facile de prouver, par une multitude d.e
faits , {u€ la plupart des hommes périssent avant l'âge ou traînentpéniblement leur vie sous le poids de la douleur et de la maladie,pour s'être livrés habituellement et avec excès aux plaisirs de la table.
Les lois ecclésiastiques, imposant l'abstinence et le jeûne à cêr-taines époques et à certains jours de l'année, n'ont pas seulement unbut moral et spirituel ; mais, de I'aveu même des médecins les plusautorisés, elles ont une utilité hygiénique incontestable. En réglant lanature et la quantité des aliments permis en ces circonstances, cesIois ont rendu les plus grands services à la santé puUlique , et, demême que le travail du dimanche n'a jamais enrichi personne, onpeut dire gue I'abstinence et le jeùne n'ont jameis ruiné la santé deceux gui leo ont ûdèlement observés.
38{ABSORPTION
QunsrroNNArRE. - QueI est le but de la digestion ? - Délinisgez les aliments.Comment peut-on les subdiviser ? Qu,ets sont les é\,ëmemts qwù consti,twen, les
il,iffëremtei sortes iïaltmemts? - Qw appel,l,e-t-on alimnnts complets? Dorvnes-atr*i eæempl,e. - Qwels sont lss sals mf,nérawæ mécëssaires ù tal'imemtatton? -Qwettas so*t les principates boissons? - Powrqwoi fawt-il sa il'élùcr il'es spô-
ritwewæ ?Quels sont les pbénomènes mécaniques de la digestion ? - Qûest'ce qwa I'a rrùtls'
ttcatùom ? - Eiptiquez la d"ëglwtition. - Quels sont les phénomènes chimiçresde la digestion ? Quetlp est l,'action ile I,o saliae , du suc gastriqwe, d'w suc
poneréitigw sur l,es ol,iments? - Qu e.St-Ce gwe le chyme? - Qu'est-ce qwe le
chgle ?
Qu'est-ce que limanition? - Quel,l,es conitritions iloit présenter ume borume
olimemtottoi? - Quell,es somt les principal,es règles il'hygtèttc relatioes à laitrtgestion?
CHAPITRE IIIABSORPTION
59. Définition. - Llabsorption est %ne fonction pdr laquelleeerta,ins produits liquitl,es ou gq,reucc sont introd'ttits dans lesq,ng en, trcwers&nt des membranes.
On corrsidère I'absorption comme un phénomène d'osmoser;il faut cependant bien remarquer que cette fonction résulte d'unepropriété toute spéciale aux tissus vivants, €t que par coo-séquent le mécanisme est dt à une cause physiologique plutôtqu'à une action physique.
60. AssonprroN DrGEsrrvE. - L'absorption d'igestiae est ltintro-duction, dans le sang, des produits liquides de la digestion. Ellese fait surtout dans I'intestin grêle.
La muqueuse intestinale est tapissée par un double réseau decanaux d'absorption. Ce sont d'abord les oeines intestinales ,qui ont- la propriété d'absorber les liquides contenus dans I'in-testin , à I'erception des graisses émulsionnées ; ces veines r $o
réunissant aux veines stomacales, versent leur contenu dans le
I On démontre en pbysique que lorsque deux liquides de densités différentes.pouvant se mélanger, sont séparés par nne membrane gu'ils peuvent mouiller, its'établit à travers cette membrane un double courant entre les deux liquides. C'està ee mélange de deur liquides, s'effectuent à travers une mernbrano , qu'ondonne le nom d'osmolc ou itrdalyse.
t,3*
382 NorroNs suR rES scrnNcns puysreuns ET NATURELLES
foie et constituent ainsi le système d,e ta aeine porte (fig. lll ,puis, par les ueines hépatiques el la aeine caue i,nférieurà, e[ésversent leur produit dans le cæur.
Les autres canaux sont les aa,isseauæ chylifères , dont lesextrémités aboutissent à de petits cônes faisant saillie à I'inté-rieur de I'intestin (oillosités intesti,nales). Ces vaisseaux, à pa-rois transparentes, absorbent strrtout liémulsion des matièresgrasses, c'est- à- dire le chyle, ce qui leur donne un aspectlaiteux.
lplt-avoir formé de nombreux- ganglions (gangtions ehyti-fères ) disséminés dans les replis du mésentère, ils se réuiis-sent dans un réservoir irrégulier nommé réserlair d,e pecquet,puis par le canal thtranique, {ui monte à gauche de la coùnneverl,ébrale , versent leur contenu dans la aeine sou,s - claui,èregaucltc, laquelle, par la aeine cq,ae supériertre , le conduit dansl'oreillette droite du cærtr.
Tous les produits absorbés dans la digestion sont ainsi vor-sés dans le sang (fig. l2) eL assimilés par les organes.
6{. AnsonprloN cure.NÉs, Ë Dans les conditions ordinaires , la.peau n'absorbg _p.s. Cette iyp."*éabilité est due, d'une part i, Ianature de l'épiderme dont elle est revêtue, et d'autre part à la couchehuileuse qui la recouwe constamment. Cette couche s'oppose à I'ab-sorption cutanée der dissolutions aqueuses, en empéchant I'eau dcmouiller la peau i gn remarq_ue , en ômet, gu'au sortii' d,un- uain l,eàurfUipnçllç en gouttolettee rçr lÊ sorps,
CIRCULÀTION 38$
Mais si I'on frictionne la Peau
conque , celle- ci r traversantl'épidertlê r est bientôt absor-
bée par les nombreux canaux
d'absbrption contenus dans lederme;- a. là I'emPloi des Pom-mades i ttoitut r onguents médi-c"m.ttieux. Les frictions alcoo-
liques Produisent un résultatsemblable.
On favorise I'absorPtion cu-tanée de certaines substances
en enlevant l'éPiderme au moyen
d'ùn vésicatoire; ces subs-tances , aPPliquées directementsur le dèimô ainsi dénudé , Jsont rapidement absorbées'
On sè contente souvent d'in-troduire sous l'éPiderme quel-ques gouttes d'une dissolutionde ta lubstance que I'on veutfaire pénétrer dans le sang'
C'est âinsi qu'on emPloie jour-nellement, mais bien à tortcependant,les piqtrres-de rnor- Fig. {p. - Figure théorique résumant
phine pour calmer ou du moins ies voies de I'absorption digestive'
atténuer la douleur. c. g, portion del'intestin grêle it, crvaisseaux
îlyfifUtts; c. t, canat thoracique; o' s' c' g'
QUpSSONNÀIRE. - Qu'est-ce que veirre sous-claVière gaucho; t'' s' c ' veine
l'absorption ? - Qu'est-ce que l'àb- cave supérieuro ; u'i' v,eines intestinales;
sorption digestivJ? ear quôls vais- ,. p, ouino porte ; n' s' h, veines sus-hépa-
seaux se fait-elle ? - Quet traiet tiques;o,ri,ir'tuinecaveinférieure;f'foie'suivent les substances absorbéespar les veines, avant d'arriver uo ,*or? - Quel est I'aspect des Vaisseaux chy'
lifères? - Quel chemin suit le chyle pour arriver au cæur? - Pourquoù to
geou n'absorbe-t-etle pas les soh,Etions aqwewses? Comrnent Pout-on fa'DO''ræt, liabsorPtion cutamëe ?
-iffiiiJ'Gg. Itéfinition. - Ln airculation est une fonction Fgr laquelle
l,e sang t ontpotrte ù tous les organe_s lès éHments dont ils ont
besoin , et reprend, en rnêrne temps les matériauæ usél powr les
Yej eter ù' l' eætérieur"
avee une substance grasse quel-
384 NorroNs sun LEs scrnNcns pHysreuns ET NATURELLDs
f. Le sang.
93: Composition du sang Le sang est le liquide nourricierqui doit distribuer à tous les organes ies élé**ntr dont ils ontbesoin. on g{*gt qu'en moyenire Ie poids du sang est Ia l3opartie du poids du corps t cê gui ferait environ U f O litres desang en circulation dans I'organisme humain.
L.9 Tnq _ contient des paities solides, les globules, et une
p||tie liquide , le plasrnq, dans requel nagent lËs globuies. so,1.990 grammes de sang, il y a duo grammes dà globules et650 grammes de plasmi.
84. Globules. - I,t* globules sont des corpuscules microsco-piques qui forrnent le calilot quand le sang se coagule. Ils sont
constitués par de I'eau, des al-buminoïdes ct dps cplc rninÂ-buminoïdes et des sels miné-raux. On en distingue deux sor-tes : les globules rouges ou hé-
/pffi#.i@
eqPgmaties , et les globules blancsou leucocytes.
Ô.?St-o' @?19 tl1 Les stibutes.rouses de beau-U Y € n" : ^ /I .--r / couD nlus nomhrerrx 1300 rôr'oêcri;XLi m tl @ / ::Tf I'iil::ib^T-":.(^ui?,"'::T::
!, Wri V) :@Y ifiJrl l' iîI, ;:il} ï,Tl'ô* :\:lQ."O', LU sur les bords qu;au ôentre-; ilsyrrwr v ! lfÈ-'----,,- en faudrait rang;" IUO à la fileFig' 13' - Globules du sang' les uns des auties pour en faire{, hématies et 2, leueocytes du sang une lOngUeur cle { mi[im., "i
,nHi$ii.T;:Hili:.doiseau; 4' g*ql*."ooo pou; en raire une
cube en conrienr environ uod8ôil'îJ,lrt iTlii';i,l6iiT|i;une matière spéciale ,l'hëmoglobine, très r]che en fer. L'hémo-globine a la propriété de se combiner avec lnoxygène de I'airpour former. l'oæyhémoglobine. Cette combinuiJon est peustable :, auss.i I'oxygène .s'en sépare très facilement pour fâirerespirer les tissus, tandis que lihémoglobine retourne aux polt-Dons pour s'oxyder de nouveau. On voit que I'hémoglobinË estle distributeur de I'oxygène dans tout I'organisme._ Les globules blancs so.nt sph_érique!. et în peu plus gros gueles globules rouges ; 125 rangés *n ligne à'côté les îns â.,autres feraient à peu près unelongueur de l, millim. Ils ont lapropriété d'émettSe des prolongem-ents et même de perforer lesvaisseaur capillaires pour passer dans le milieu inteistiel. Lors-
CIRCULÀTION 3E5
qu'ils rencontrent des bactéries, ils les englobent et finissentpar les digérer : on voit qu'ils défendent I'organisme contre les
maladie.s contagieuses.
65. Plasma. - Le plasma est la partie liquide et incolore du
sang. It contient de Peau (les '1, en poids), de l'albumine ou
sérùm , utr peu de fibrine, aes matières grasses , des dérivés
azotés tels ûu. I'urée et I'acide urique, du glucose et des sels
minéraux r spécialement Ie chlorure, le carbonate et le phos-
phate de sodium.Les gûz d,u sang. - On trouve dans le sang des gaz drssous
et des gaz combinés. L'azote est dissous dans le plasma I le gaz
carbonique est combiné aYec les carbonates du plasma, qu'iltransforme en bicarbonates ; il est plus abondant dans le sang
veineux que dans le sang artériel. L'oxygène est pres{ge toutentier combiné à I'hémoglobine ; il y en a davantage dans le
sang artériel que dans le sang veineux.
66. Coagutation du sang. - Le sang, sorti des vaisseaux qui
le renfermaient r Do tarde pas à se coaguler. Il se divise alors
en deux couches : Itune qui tombe au fond en masse rouge trenfermant tous les gtobules , c'est le caillat I I'autre, qui sur-nage, jaunâtre et transparente, ctest le sérum.
La ôoagulation du sang est due à la présence d'un principeparticutiei, la fibri,ne. Bn effet, quand on bat, avec un petitbalai, le sang qui sort d'un vaisseau , la fibrine s'attache aux
brindilles de bois, et le sang, ainsi défibriné, ne se coagule plus.L'eau salée retarde la coagulation ; c'est pourquoi une blessuresaigne plus longtemps dans I'eau de mer que dans I'eau douce;le fioid et les aCides Ia retardent aussi. Au contraire, le contactde I'oxygène de I'air et certains agents, comme le perchlorure de
fer, I'aô[ivent et arrêtent l'écoulement du sang. C'est pourquoile perchlorure de fer est employé pour amêter les hémorragies.
II. Appareil circulatoire. .
L'appareil circulatoire comprend le cæu,r, centre d'impglsion,et des-canaux de circulation, gui sont les artères, les oeines e\
les oais seail,æ capillaires.
87. Gæur. - Le cæ%f (fig. {4) est un organe musculaire, de la
grosseur du poing, Qui pèse environ 30O grammes ; il est elv€-loppé d.'une sêreuée ,\epéricarde, et logé dans la cage thoraciqueeoite les deux poumons. Il a la îorme a'un cône renversé, plaié
s86 NoTtoNs sun LEs scrnNcug pnysreurs Er NÀTûREtrEs
un peu à gauche de la ligne médiane, et incliné de droite àgauche et d'arrière en avant,.
Le cæur est divisé par une clolson longitudinale gn deuxmoitiés : le cæul d,roit et le eæur gauche. Chaque moitiéest elle-même partagée en deux cavités, une oreitlette eL unoentricule I I'oreillette droite communique avec le ventriculedroit par I'orifice ouriculo-aentrtculaire d,roit qui se ferme par
_- --- -"-:---- - --._--- _ÏI
_s
Fig. {.4. - Figure théorique de la structure du eæur.
, lr_oreillette droite; 2, ventricule droit; 3, oreillette gauche;' [!, ventricule gauche; 5, veine cave supérieure I 6, veine cavoinférieureiT, artère pulmonaire droite; 8, artère pulmonairogaucho I 9, veine pulmonaire gauche; 10, veine pulmonairedroito ; lL, 12, artère aorte; {3, valvule tricuspido; 14, val-mle mitrale. \
la aalnule tricuspid,e, et I'oreillette gauche coïnmunique avec leventricule gauche pa! I'orifice aurinulo-oentriculaire gaucheqiri se ferme par la oaluule mitrale.
Les. parois internes des cavités du c@ur sont tapissées parune séreuse, l'endocq,rde.
BB. Artôres. - Les s,rtères sont des vaisseaux qui naissentdr1 cæur, reçoivent le sang qui en est erpulsé, et par conséquentl?éloignent du cæur. Elles partent dtun ventricule et vont tou-jours en se subdivisant; leurs parois sont élastiques et cop*gervent leur forme cylindrique, même quand elles sont vidos.
CIRCULÀTION 387
Les grandes artères sont situées dans les parties profondes de
I'organisme. Les principales sont les artères pulmonaires, quiportent le sang aux poumonsll'artère aorte, qui commence au
ventricule gauche, se recourbe en forme de crosse et va en lignedroite jusqu'au bas des vertèbres. Elle donne naissance à beau-coup d'artères secondaires, dontles plus importantes sont : lescarotides du cour les soz s-cla-or,èr esdes ép aules, les iliaques dubassin et des jambes ( fig. l4l.
69. Veineg. - Les aeinessontdes vaisseaur qui aboutissentau cæur et Y ramènent le sang.
Eltes vont toujours en se réu-nissant et débouchent dans uneoreillette; leurs Parois sontflasques. Les PrinciPales veinessont : Ies tseines lrulmonaires,qUi famènent aU C@Uf le Sang Vaisseaux sanguins vus au microscope.
pUriûé d.anS leS pOUmOnS; la o, artèresi o, veines; c, vaisseau:r
aeine cqn)e topniotre et' la capillaires'
aeinc ccn)e ;,nftrtcu,re, qui aboutissent à I'oreillette droite ; la,eine - porte ilopafinque', qui réunit les capillaires de I'intestin
à ceux du foie.
70. Vaisseagx capiltaires. É Les dernières ramifications
des artères sont réunies aux premières racines des veines par
un système de canaux dont tô aiamètre ne dépasse guère celui
des globules du sang (fig.t8), et auxquels on a donné le nom
de ts aisseou,æ caPillaires .
Ill.Physiologiodelaclrculation.
71. FOnCtiOnS du Gæur. - Le cæu,r' comme tout Organe mus-
oulaire, a la propriété de se contracter, eb d'expulser ainsi le
$ang contenu dans ses cavités.- Oi appelle sgstole son mouvement de contraction, et dius-
tole son mouvément de dilatation. Ces mouvements s'accom-
plissent alternativement, tle sorte que la systole des oreiilettes
ôorrespond à la diastole des ventricules.Leg deur oreillettea, so contraotant 0n môme tennps , chaseent
lr lan6 dagg lga vçptricutsg r of lt osntrssli0n de ceux' 0i r luc'
Fig. 15.
if88 NoTroNS suR LES scrpNcns puysreuns sr NÀTURELLEs
cédant immédiatement à celle des oreillettes, te lance dans lesartères. Les valvules mitrale et tricuspide s'opposent à son retourdans les oreillettes, pendant que d'autres valvules placées à la' naissance, des artères empêchent son retour des artèies dans lesventricules (aalu. sigmoïdes ) .
L'orifice de la veine cave inférieure est muni d'une valvule(rala. d'Ewstaclw), {ui empêche le sang de I'oreillette droite desortir par cette veine.
79. Citculation artérielle. - La principale cause de Ia cir-culation du
- sang dans les artères est le mouvement rythmique
du cæur, qui fonctionne comme une pompe aspirante et foulante.Le froid et certaines substances, comme le perchlorure do
for, ont la propriété de provoquer la contraction des parois arté-rielles. Le système nerveux peut produire le même effet, ctestce qui explique la rougeur de la face sous I'influence de l'émo-tion.
73. Circulation capillaire. - Le sang traverse les capillairesen vertu de I'impulsion qu'il reçoit sans cesse par la circulationartérielle, impulsion que les physiologistes nomment le ois o,
tergo ( poussée par derrière ).74. Eitculation veineuse. - f,s sang
contenu dans les capillaires passe faci-lement dans les racines des veines, oùla pression est moindre que dans lescapillaires. La circulation veineuse estaidée par le mouvement du cæur, quiaspire constamment le sang contenudans les veines principales , et surtoutpar les contractions musculaires et lesmouvements respiratoires. Des valvules,nombreuses dans les grosses veines desmembres inférieurs, ennpêchent le r€-tour du sang en arrière (fig. L6 ).
Quand les parois des veines se relâ-chent à certains endroits , le sang s'yaccumule et occasionne ce qu'on appelledes aarices.
Fig. {6.va,vu,es des veines. _ti; HJ Ëiiffii'#1filfi,ff;Jlt
nutrition anive dans l'oreillette droite, par les aeines cq,ae.s infé-rieure et supérleure ; de là il passe dans le oentricule droit, qrn
CIRCULÀTION 389
par les artères pulmonaires le chasse dans les poumons' Il est
ensuite ramené dans l'oreillette gauche par les .aeines pulmo-
naires et passe dans le aentricûle gauche, {ui , Pâr l'artère
uorter le distribue à tout I'organisme'
unn--\
Flg. l?. - Mouvement circulatoira'
Circulation dn san$ loil'
.o ' ' ' ^"]Ë-'
N.1...... Capillaires tle nrrtrition'lou$e.
P.......,. Poumong
on appelle petite eirculation celle qui se fait du ventricule
droit à I'oràiitette gauche en passant par te1 p-oumons ' et
gri"ai circulation celle qui sô fait du, ventricule gauche à
i'oreillette droite à travers tous les organes. Il f1"t remarquer
q"u ces deur circulations se font suite I'une à I'autre, et par
;;;*éÉent le mouvement circulatoire forme un cercle complet 'àr"r fàquet i; ;"à noir et le sang rouge ne sont iamais mélan-
gés. cette ,ort. dË circulation esirppetée double et complète.
390 NorroNs suR LEs scrnNcns puysreuns ET NaTuRELLEs
, .79.systèm* ly*phatiquo. - A côté de I'appareil circu-latoire sanguin , il existe toui un système de canaux particu-liers, dont les vaisseaux chyrifères font pà.tir, et qu,on appepele système tymphatiqwe. Les vaisseaux lymphatiques on[ desparois minces , transparentes , bosselées. É"l. reur trajet,, Ieurenchevêtrement réciproque cqnstitue des amas nommés gqn-glions lymph.a*iques, d'une struc,oure très compliquée. Ilsforment, d'o-lg part, le canar thoracique, rÀsultant de ra réu-nion des chylifères et des vaisseaux lyrirptratiqùs des membresinférieurs et des _parties gauches du corps , €t, d,autr"-pu.t, lugrand aaisseau rymphatiqug droit, {ui ,é j*tt. dans la veinesous - clavière droite. Dans ces vaisseaux circule la lymph* ,liquide jaune pâle , composé de grobures blancs et de pras'â,mais moins. riche. que lô sang ù matières albuminoïcles. Lafrpryne, gui provieÀt d1 sang iest beaucoup plus aronaantu qo*lui dans le
-corps ' où elle acôomplit deux fonctions distinctes :elle reçoit les déchets de la nutrition des celiules, t;* qo,l'urée , EL ses globules défendent I'organisme càntre l,invasiondes microbes.
77. Rate. - La ra,te,.est.un.organe spongieux, d,un rougeviolacé, ayant Ia forme d'un croissint,, siiué a guorte de l,esto-mâc
' et dont le rôle physiologique n'esi pas biei- déterminé. onla consi.dère comme le loyer te multipliàation- A6 globules dusang- sa suppression ne sembre pas amener de ,È"ng.màntsnotables dans l'économie.
- Lorsgue Ia respiration est très active, la rate se gonfle et sêneIa respiration. L'expression c courir comme un dé?;;t; ii;;;.lul qne croyance erronée que, dans I'antiquité, les coureurs sela faisaient enlever pour prévenir I'essouiflerrrent. Les anciensne pouvaient
-pratiquer cette opér.ation , qui est une des con_quêtes de la chirurgie moderne.78. Notes physiorogiques.
- Le pouts est Ie choc intermittent pr.duit contreles parois des artères par I'rrivée ?tu ruog a*r ces vaisseaux à chaque con-traction des ventricules.chez I'homme, le nornbre des pulsations est d'environ 60 par minute ; cenornbre varie avec l'âge, l'état deianté; il s'accroit par l,exercice nusculaire,l'émotion, la lièwe, et dimiruedans la syncope,le sômmeil, la diète.La syncope eet la perte subite du sentiment et du mouvemént produite par lacessation momentanée ou le ralentissement de la circulation âutt* le cerveau.
- Les causes qui la détermi:nent agissent donc sur le systemà circulatoire ou surle cerveau (émotions vives, chaleùr excossive,^fatiguË, aorràor, hémorragie).Elle ost précédée de malaiso, de vertige, do bâitleirenis; d;nausées; Ia facopâlit, puis survient la perte du sentimànt.La premlère oùose à. talre- poy dlsstper Ia rlmcopo est d'étendre le maladedrnc la positJaa horirontalo r lr tfte plgr'bnsrs çrrl ii .orii,;-û- de romgdier t
crncurÀTroN 5gt
le susponsion de I'arrlv{o du sang dans le eerVeeu, {ui ed I'effet le plus dange-
reux de l'amêt du cæur. Ensuite on degserre geg vètements et on lui donne dO
i,"ir; on lui projette de I'eau froide à la figure, ou bien on lui fait respirer avoc
ptJr"otion dès ôdeut. fortes ' cofilme celle de I'acide acétique'
L,hëmorragie est l'écoulement du sang produit par la- rupture d'un vaisseau ;
elle peut ètrJ interne ou externe. celle q'oi prouient de la rupture d'une artère t
ce que l'on reconnaÎt facilement au jet intermittent qui t'9n échappo ' ne peut
ètre agêtée que par la ligature du vaisseau; en aftenàant l'arrivée du rnédecin'
iI faut à tout prix, ne serait-." qJuoec le doigt ' opposer un obstacle à l'écoulo-
rnent du sang.La congestion est I'afflux du sang dans un endroit guelconque ordina.irement
riche en vaisseaux sanguins. Eile âiffère de linflammation en ce que I'organe
Congestionné reste sain-; mais, si elle -se -prolonge , I'inflammation lui suocèdo
i.oËsurtion putmonaire, congestion cérébrale ou coup de sang )'
L,anéurisme est la dilatation des parois artérielles due au relâchement de leur
tigsu; la rupture en est toujours très grave'
T,a fr,,Jure est un état particulier carictérisé par une augmentation de la tempé-
rature du corps et par une accélération du pouls. Si la témpérature s'éIève à &0
ou 4{ degrés, le danger est imminent; sf e[e atteint &3 ou &4 degrés ' la vie
s,arrète brusquement] La fièvre est ordinairement accompagnée do soif, de
sueur, de perte d'appétit et même de délire'L,anémie est une faiblesse générale do I'organisme occasïonnéo par-la diminu-
tion de Ia partie riche du sang, c'est'h-dire -des globules' It V remédie, p.al ls
grand air, une bonne alimentaiioo, I'emploi de toiiEres et de fortiflants (vin do
guinquina, ferrugineux, etc.).
Le tymphati.s'{;e est uno affection produite par-la prédominance de la lymphe
sur le sang dans l'organisme" Elle eit earactéiisée par la blancheur cireuse de
la peau et une grande tend.ance des tlssus à la suppuration son traitement est
enalogue à celui de I'anémio.
eursuolTNArRn. - eu'est-ce que la clrculatlon? - Parlsz-nous de la composi-
tion du sang. Qwettes sont tes iubstances qu'il remferme?-- Comment se coilr'
porte le sang sôrti dee vaisseaux? A quoi est due sà coagulation? - Quelle dif'
iér"tt." y a-t-it entre le sérurn et lo plasma?
euelle est la gtructure du cæur2 - queiles sont les séreuses qrri tapissent sel
parois ? - Que sont les artères ? Ies veines ? - Quels sont les vaisseaux qui réu'
nissent les veines aux artères?euel est le rôle du cæur? Comrnent fonctionne-t-il? - Quellessont les prin-
cipales causes de la circulation du sang dans les artères? dans les Veines? -Décrivez le trajet du sang t. de I'oreillette droite auventricule gauchg;2'du ven'
tricule gauchei I'oreiltetîe droite. - Quand est-ce gue la circulation est dite
complète ?
Qu'est-ce que la tymphe ? - Que savez'vous des vaisseaux tryt$tiques ? -Qu'est-ce que la iatèf Qw'est'ce çIue le pot,ls? A quoi est'il'-il'{t'? -euiest-cc que la syncope? Commewt l,* d,lssipe-t-oçt? - Qu'ctt'ce gu6 l'kémot'
tugie? lo ôongostdom? la frèare? lionémtq?
39f NoTroNs sun LEs scrENcES puïsreuns ET NaTuRELLDs
CHAPITRE VRESPIRATION
79. Iléfinition. La respiration est une fonction pûrl,aquell,e l'organisme échange l'acid,e carbonique contenu d,ansle sang aeineuæ eontre I'oæygène d,e I'air atmôsphéri,c1ue.
'
Tout être vivant rejette du gaz carboniqui et a6sorbe deI'oxygène dans le milieu ambiarit ; la respiràtion est donc unefonction commune à tous les êtres organiiés.
f. Apparell resplratoire.
. Ltappareil respiratoire est contenu dans la eaaité thona-
cique et comprgnd les deuæ powmons , la trachée - artère et lesbronches.
80. Cage thoracigue. - Lagoge thoracique ( fig. lS ) ala forme d'un cône ; elle estlimitée en amière par lacolonne aertébrale , en avantpar le sternum, at latérale-ment par les 12 paires decôtes. Les côtes sont des arcsosseux inclinés d'arrière enavant, s'articulant ayec lesvertèbres et rattachées aus_ternum par des. ligaments ;des muscles dits intèrcostauæles unissent entre elles etpeuvent, les rapprocher lesunes des autres.
Fig. {8. - Ë"ô. thoracique.c. o , colonne vertébral@i c, côtes;
r, sternumi d, diaphragme.
La base de la cavité thora-cique est formée par le d,ia-phragme, sorte de dômequi repose sur Ie foie etI'estomac, et sépare la cavitéthoracique de la cavité abdo-minale.
RESPIRATIOII 39381. Poumons. - Les poumons ( tg.
- {g ) sont des organesspongieux, d]un aspect rosé, ,nouiàppés d,une séreuse minceet transparente,
.quorque très résista;iô, ra plèure. Irs sont tou-Jours exactement. appliqués contre res paiois de la ,ugt aû_racique, €t leur baiô rôpore sur ra surface convexe du dia-phragme ' ce qul-fait que jeor face inférieure est excavée.Les poumons laissent entre eux un €space libre dans lequerest logé Ie cæur; comme celui-ci est logé un peu à gauche de
:11',*::9djyî: jl s'ensuit quÀ-rJ pou-on sauche esr moinsvolumineux gue le poumondroit.
89. Trachée-artèro. _La trachée-artère (fig. lg)est un conduit membra-neux formé dtanneaux car-tilagineur incomplets enarrière, {ui mainliennentson diamètre constant. Ellepart du larynx et descend. 4"
devant I'æsophage; la mu_queuse
, (muqueuse respi-yVtgire) qui ta tapisse in_térieurement est ôrtrême-ment irritable.
Au niveau de la partiesupérieure des poumons,Ia trachée se subdivise endeux branches, qui vontse ramifier chacune dansun poumon.
Fig. 19. - poumons et bronches.
I, oshyoïde; 2, larynx ,(appareit vocal); B, tra-chée-artère ; 4, poumon-droit; b, bronéU..;6, ramuscules bronchiques.
B:1. Bronch's. - Les bronches (fig. zz) , qui sont les ramifl_fications de Ia trachée - artère danr irr poumons , ont la mêmestructure qu'elle ; Ieurs extrémités sont iormées par de p,etitesampoules, ou aésiculcs byo.nc(iques, gui i;;-;onnent l,âppa_rence d'une grappe de raisin aont tes grains seraient extrême-ment nombreur et très petits.
ff. phystologie de Ia respiratlon.
.84. Inspiration. - L'inspiration est l,acte par lequel lrairo,tmosphérique pénètre d,ans les bronches. 'Les poumons ne soRt susceptibles par eux-mêmes draucun
39{ NorIoNs sun LEs scrENcEs pHysIQuEs ET NÀTURELLES
mouvement ; c'est la cavtte thoracique seule qui I pouvant alg-
mente*u ,upucité, détermine I'intrôduction de I'air dans les vési-
cules bronchiq.,*r. En effet, coïnme les poumgls sont toujoursappliqués contre lesparois thoraciques, ilssuivent celles-ci dans
Fig. 20. - Théorie du mécanisme de la respiration'
À, respiration costale. - c et c', position des côtes
avant et après l'inspiration; d, diaphragme; c 'u, colonne vertébrale.
B, respiration diaphragmatique. - d et d', positions'du
diaphragme avant et après I'inspiration; c' n 'colonne vertébrale.
leur mouvement t etI'air, sous I'influencede la pression atmo-
(; t) sphérique, Pénètredans les bronchespour combler le videqui tend à s'Y Produireaumoment de ltexPan-sion., L'augmentation devolume de la cavitéthoracique peut s'ef-fectuer soit par lerelèvement des côtes'ce qui porte le ster-num en avant, soitpar la contractiondu diaphragme, Qui
abaisse sa partie convexe' et entraîne la base des poumons dans
son mouvement (fig. 23).Dans le preoriei cas, la respiration est dite costale, car
_ Ie
relèvement ïes côtes est produii par la contratltion des muscles
intercos.taux ; tlans Ie secônd cas, elle est dite dia,,phragmati'çlue-
85. Expiration. - L',eæpiration est I',eæpulsion de l'ai,r ren-
fermé d,ins les aësicules ironchiques per le retour de la cani'té
îhoraciçpe ù son aolume Primitif '
cette expulsion s'effectue par_le simple relâchement des mus-
Cles contractés, le relèvement du diaphragme-r -et aussi en vertu
de l'élasticité propr* du poumon. II existe d'ailleurs des muscles
oitr eæpiratruir, ftui actiïent I'expiration dans I'acte de chanter'
de jouér des instruments à vent, etc'
B6: phénomènes chimiques. - L'air qui pénètre dans les vési-
cules bronchiques n'est séparé du sang que par la fine épais*
Àro," de la putoi vésiculaire. C'est à travers cette membrane que
s'effectue l'échange des gaz qui détermine le phénomène del'hé'
matose. L'orygè;o de lÉir passe dans le sang pendant gu'une
RESPIRATION 395
quantité à peu près équivalcnt,e de gaz carbonique passe dansra vésieule bronchique, de sorte que I'air expiré, moins richeen oxygène, est chargé de gaz carbo-nique ; on le constate en soufflant dansde I'eau de chaux : le gaz t;arboniquey détermine la formation de carbonatede chaux qui trouble la lirrnpiclité cleI'eau (fiS. 2l).
Le sang qui vient des capillaires de nu-trition est noir ;il devient rouge dans lespoumons par cette absorpt,ion d'oxygèpe.
Ltazote paraît ne remplir qu'un rôlesecondaire dans la respiration; il sertà tempérer I'action trop vive qu'auraitI'oxygène pur.
87. Notes physiologiqués. - Murmure uési-c,r,tl,aire. L'air, en pénétrant dans les mille bifur-,
Ftg. 2{..Gaz carbonique formé
dans la respiration.
cations des bronches, frotte contre les par"ors des canaux en procluisant unbruissement particulier qu'on appelle rrurmure vésiculaire. Ce bruit peut êtremodifié par l'état des bronches, ce qui permet au médecin d'apprécier l'état dupoumon en appliquant l'oreille contre le dos ou Ia poitrino du malade; c'est encela que consiste l'awscwltatCon.
Le rire est une succossion de petites expirations interrompues, bruyantes,saccadées, accompagnéos d'un épanouisrsement de la face exprimant la gaieté.Il est I'exagération du souriro, dans leqiuel les phénomènes respiratoirei n'ontaucune part.
Le sowpir est une longue et profonde inspiration, dont la cause est souventmorale cbez l'homme. On I'obeerve aussi chez les animaux cupérieurs.
Le bô,il'Iement est un long soupir accompagné d'un écartement conmlsif desmâchoires. C'est un signe d'ennui, de malaise, de besoin de sommeil; il estcommunicatif et peut être produit en vertu de I'instinct d'imitatios.
L'étermwement est uneexpiration bnrsque, involontaire, accompagnée de lacontraction des muscles de la face, dans laquelle I'air est expulsé bruyammentpar le nez et la bouche. Il est déterminé par I'irritation de la mugueuse desfosses nasales ou du voile du palais.
Le hoqwet résulte de la contraction brusgue du diaphragme, eoîncidant avecla fermeture de la glotte. L'émotion ou la surprise suffit le plus souvent pour lofaire passer.
La touæ est une expiration involontaire causée par l'irritation de la muEreuserespiratoiro. Cette irritation peut être produite pàr la présenco de corps
-étt*-gers, mucosités r poussières, Pil inflammation de I'organe ou mème par uneaction neryeuse.
La bronchite eet I'inflammation de la muqueuso des bronches due le plue sou-vent au brusgue passage du chaud au froid sans précautions suffisantei.
On donne le nom de rhwme à I'inflammation de la muqueuse des voies respi-ratoires lorsqu'elle est déterminée par le froid. Le rhume peut occuper les fosÀesnasales (coryza oa rhump d,e ceroeau)r le pharynx (pharyngitil, la trachéoou les bronehes (bromchitel.
La pmeu,monie est une inllammation spécifique des alvéoles pulmonaires. Elleest due ru développement d'un microbo particutier, et débute ôrdinairement perun violent point do côté,
396 NorIoNs sUR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTuREtLEg
T-a, pl,curësâc utune inflammationde laplèwe, gui donne lieu à un épanche'
ment -abondant
dc séroslt6 entre ges deux leuiUets et rend la respiration doulou'
relute.La phtôsie est une afrection déterminéc par la présenc9 d9 tubercules dans les
poumons; ces tubercules, produisantunelnflammation du tissu, déterminent laiuppuration et la formation-de cavorner sur les parois desguelles se développentd'autreg tubercules.
Les principales causes déterminantes de la phtisie sont les aflections de poi'
trine négtigées, les convalescences mal soignées, l'insufffEanc€ de la nourriture,I'habiftdl âe viws dans un air vicié, de rLspirer des poussières malsaines , lelexcès de I'alcoolisme, et surtout I'inconduite et I'irrégularité de la vie.
88. Eygtène. - L'air pur est pour l'organisme le premier élément de vie et
de bien-étie; tout ce qui peut I'aliérer est plus ou moins défavorable â la santé-
Influanca ile l,'hwmlil,ité. - Un air trop chargé d'humidité, surtout s'il est
froidl peut déterminor des affections de poitrine. Un air trop sec est également
nuisiblà en exagérant outre mesure I'évaporation pulmonaire.l c'est pourquoi ilest utile de mettre un vase rempli d'eau sur les poêles destinés à chaul[er les
appartements en hiver.Imf,wemce il,c l,a pression - Itrne augmentation de pression favorise les mou-
vemén6 respiratôires en facilitant le ieu des muscles. Poussé à plus d'!t"r/, atmosphèie (scaphandrier travaillant sous I'eau ) , elle produit une surditépissagèré, quekiuefôis permanente, et occasionne des douleurs articulaires, des
ôong"Ëtions.-Uné diminution de pression amène rapidement la fatigue; I'abatte-
nt"it que I'on éprouve quand le baromètre baisse est dt en partie à la diminu'tion de la pression atmosphérique.' Mattères en swspensî,on d,omg l,'o,ir. - Outro les poussières de toutes sortes
gqi sont répandues dans I'air, on y rencontre en Erantité des germes animaurôt veget"ui qui le vicient. Parmi ces germes, il en est qu'on n'a pas encore _puisoler-et qui sont connus seulement par leurs efrets I ce sont hes rniasnes et les
cffl'utses.Toutes ces matières, plus lourdes Ere l'air, s'accumulont dans les bas-fonds;
de là les inconvénients qui résultent du séjour dans les lieux bas, surtout au
milieu des grandes villes, où I'air so renôuvelle difficilement.
Aàr conpmé. - L'air conliné, c'est-à-dire renfenné dans un milieu où il no 80
renouvelle pas, ne tarde pas à se vicier. Lgs principales causes d'altération sont
ies ptoAuits ae la respiraiion et des combustions, Ies émanations diverses résul-
tant de I'exhalation, aà ta transpiration, etc.Il est donc très important de renou-
veler I'air des appartements dans lesquels on séjourne,
Asphyæie. - L'asphyxie est l'état dans lequel est jeté I'organisme par la sup.
prerrioo de I'hématole, Elle peut être lente ou brusque : dans le premier cas '
elle s'annonce par des bâillôments, des vertiges, des tintemeùts d'oreilles, laperte de counaissanco; puis la vie s'éteint au bout d'un temps. plus ou moing
iong; dans le second cas, la mort anive au bout de quelques minutes.
ff "pp
elle aslthymtc simple celle qui résulte de la suppression de I'arrivée
de I'air-âans les poumons ; elle peut être produite par I'engorgement des canaux
aériens (crou4t) , p"t strangulation, par submersion, par la raréfaction de I'air( osccnsiom aéro statôque l,
Elle peut également résulter de I'introduction dans les poumons de gaz irres-pirables, .orn-" I'azote et l'hydrogène pur. Le gaz carbonj{ue qui se dégage
âbondamment des fours à chaux et des cuves renfermant des liquides en fer-mentation, agit de la mème façon. Dans ce cas, c'est uniqueme_nt le défaut
d'oxygène'libie qui cause I'asphyxie, et non une propriété délétère des gaz res-piréÀ, car ceux-c-i n'ont par eux-mêmes aucune action funeste sur I'organisme.
roNcTIoN D'ÀssIMrLt\TIoN 397
L'osphyæie tooi,que résulte do la respiration de gaz déléteres tels que I'oxydede earbone, I'acide sulfhydrique. Ces gaz n'agissent pas seulement en suppri-mant l'action de I'oxygène libre, leur influence s'exerce par absorption : ils pro-duisent un véritable empoisonnement.
Les premiers soins à donner en cas d'a.sphyxie sont les suivants:1' Soustraire le malade aur( causes qui ont amené l'asphprie;2' Le débarrasser des vêtements qui peuvent gêner la circulation et.la respi-
ration : ceinture, cravate, jarretières ;3' Exercer avec précau'tion sur la poitrine et I'abdomen des pressions alterna.
tives imitant les mouvements de la respiration ;4' Réchaufrer le corps par des frictions, s&ns se décourager de I'insuccès appa-
rent.
QurstroNNArRE. - Qu'est-co que la respiration ? - Quels sont les organes quilimitent la cage thoracique ? - Qu'est-ce Ere la plèvre ? - Quelle est la structurede la trachée-artère? Comment se terminent les bronches?
Qu'e'st-ce que I'inspiration? Comment s'efÏectue-t-elle? Qu'est-ce que I'expi-ration? - Quelles modifications éprouve I'air inspiré dans la respiration?- Quelest le rôle de l'azote? - A quoû est il,ûl,e rnwrmwre tsésicw\aire? - Em qwoiconsf,ste le rire r la soupir, ln bôillement, l,'étermuernent r le ltoquet? - Qwellnssoml hs prircipoles affections qui se rapportent à l.'appareil respiratoire? -Powrq*oi met-om ila ïeaw sur l,es poêles d,estinés à, chauffer les appartememts?
- Qwcll,e cst I'influemcd d,e I,a pressiom swr la respiration? - Pourquoi lcséiour lnbitltôl il,ams |,es bas-fomitrs est-il, pernicieuæ? - Qw'est-ce que l,'aireomfi'né? - Qu'est-ce qwe l,'asphyric? Qwel,les ca&lses pewvemt lo produirc? -Qu est-cd qwo I'asphyæie toæiqwc? - Qwol,s sont les prcmiers soims à itrorutcren cos d,'a"sphyæie?
CHAPIÎRE VI
ISSIMIT]I,TION - DÉSASSIMITII,TION CATORITICATIONsÉcnÉtION ET ExcRÉTION
I. Assimilation.
89. Définition. L'assimilation est la fonction qui trans-farme en lcl sabstance rnêrne des orga,nes les éléments apporté,spûr la circulati,on. - Cette fonction est de toutes la plus'im-portante, mais son mécanisme est encore peu connu. Voici ceque I'on sait de plus certain : chaque cellule se nourrit elle-même en puisant dans le sang les éléments de sa vie ; les prin-cipes nécessaires à toutes les cellules sont I'oxygène et lesalbuminoîdes. L'oxygène est indispensable pour opérer les com-bustions et entretenir la chaleur vitale ; Ies albuminoïdes nesont pas moins nécessaires, car ils doivent refaire la substancemô,me des cellules ,le protoplasma.
3gB NorroNS suR Lss scIENcEs PHXSIQUES ET NÀruRELLEs
Les cellules gui ont des fonctions spéciales..ont besoin d'une
nourritoru ,ppiopriée à leur fin ; ainsi les cellules musculaires
absorbent surtout du sucre et des graisses, qui fournisSent
beaucoup da chaleur, laquelle est traisformée en travail; les
cellules osseuses absorbent surtout des sels minéraux I les cel-
lules nerveuses r des matières azotées ' . - t, ^.
D'autres cellules ne travaillent pas seulement pour. elles-
mêmes, mais font provision pour iout I'organisme : c'est la
mise en réserve. l.insi la foie ô-*.gasine ule partie du sucre
amené par la veine-porte, le conoeitit en glyco.gène et..le res-
titue au *.ng q*na il .Ét nécessaire. Les cellules adipeuses
gardent t'exJes'âà gtuiste ju.squ'à ce qqe I'organisme en ait
besoin pour proa"iru"d., la cËaleùr par oxyaatign-. C'est ainsi que
res animaur hibernants, pendani teui période de léthargie 'vivent de la graisse accumulée antérieurement'
II. I)ésasslmllatlon'
g0. Définition. La d,ésassimilation est une foictio.\,luisëpare a" f iïgàotr*r.Ies prod,"!t! d,euenus inutiles ou nui'sibles'
Les substances assrmrrées qui font, partie intégrante des tissus
n,y restent, prt intléfiniment ; etles subissent de nouvelies com-
binaisons ôi modifient leur naturel alors, .devenues inutiles
ou même n,ririblr, , elles sont reptitet pa-r le torrent circula-
toire en é;;;"d â'été-ents nouveaux; de sorte qu'il se fait
un remplarr*uilt continuel de cellule à cellule dans tous les
organes.La désassimilation résulte d,'une suite d'oxydations gui ont
po"r effet de convertir les substances absorbées en des éléments'pi". simples, ingapables de servir à I'organisme,' Les principaux
irocluits de tâ aosâssimilation sont l'urie, excrétée par Le rein Ile gaz carbonique, excrété par les poumont, el l'eau, excrétée
par les glandes sudoriPares '
III. Galortlicattorl'
gl. DéIinition. - La, ca,torifi,cation est une fonctio_n -quirésulte d,e l'assimilation et qui prod,uit et entretient la chaleur
aitale.La chaleur du
désassimilation 'L'orydation des
oorps est le résultat de I'assimilation et de la
di toutes deux sont des combustions lentes.
.tUu-inoides produit bien de la chaleur, mais
TONCTION DE CÀIORITICÀTION æ9
c'est celle des sucres et des graisses qui en dégage la plusgrande quantité. C'est surtout dans les muscles , dans les nerfset dans les glandes que la chaleur se produit
' parce que ces
organes sont le siège d'une combustion très active.
Tempërature rnoyenrùe du corps humar,n - C'est un fait constatéque la température du corps humain est à peu près ûxe à toutes lesépoques de la vie et sous toutes les latitudes. La moyenne de cettetempérature est de 37o ; si elle monte plus haut que 420 ou si elledescend plus bas quer34o, la mort s'ensuit. La constance de la tempé-rature yient de l'équitibre qui subsiste entre lgs causes de productionet celles de déperdition de la chaleur. Les causes de déperdition sontsurtout le rayonnement et la transpiration.
Lutte contre le froi,d, et contre la chaleur , L'homme doit se
préserver de l'excès de froid et de I'excès de chaleur pour maintenirsa température moyenne. L'organisme lutte de lui - même contre lefroid par une respiration plus intense et une combustion plus vive ,
conséquence elle - même d'une alimentation plus abondante ; c'estpourguoi on mange davantage en 'hiver, c'est pourquoi aussi lesEsquimaux absorbent beaucoup d'huile et de graisse. L'enveloppeextérieure du sorps, la couche graisseuse sous-cutanée, forme un écranqui s'oppose à la déperdition de la chaleur. L'exercice musculaire,I'usage des fourrures sont des moyens artificiels de lutter contre le froid.
L'organisme se préserve aussi de lui-même contre I'excès de cha-leur. Bn êté la respiration est moins active, otr mange beaucoupmoins, et la transpiration produit de I'eau {ui, en s'évaporant, refroi-dit le corps. Les moyens artificiels d'éviter les excès d.e chaleur sontle repos (sieste) et I'usage des vêtements mauvais conducteurs de lachaleur extérieure (vêtements blancs et amples).
92. Animaur à sang chaud ou à température constante. - Ces
animaux sont ceux dont la température reste invariable, guelle quesoit celle du milieu ambiant : ce sont les Mamnnifères et les Oiseauæ.
La transpirati,on cutantie est chez nous la principale cause quimaintient la constance de cette température lorsque des circonstancesparticulières tendent à la rnodifier. Aussi tout ce qui peut contribuer à
accroître la température du corps , chaleur extérieure, travail rnus-culaire violent, détermine la transpiration.
Chez les animaux dont la peau est recouverte de poils qui s'op-posent à l'évaporation de la sueur (thien, Bæuf ) , la transpirationcutanée est remplacée par une plus gnande activité de la transpiratiortpulmonaire.
93. Animaux à sang froid ou à température variable. F Ce
sont ceux dont la température suit de près les variations du mi-iieu arnbiant (Poissons, Insectes, etc,) I aussi la vie est d'autant plusactive chez ces animâux, que la température extérieure est plus élevée
lLézard,s , Serpents).
$lL, Hibernation. - Les animaut hibernq,nts sont des anirnaur
{00 NorIoNs suR Las scIENcEs PHYSIQUES ET NaTURELLES
à sang chaud dont I'organisme ne peut_ réagir contre I'abaissementde la témpérature extérieure et qui, pendant l'hiver, tombent dans unengourdislement qui ressemble à un profond sommeil (Marmotte,Chauue- Souri,s).
95. Estivation. - L'estivation est un engourdissement, analogue
à I'hibernation, qu'éprouvent certains animaux des régions interlro-
ficales sous I'inltuenôe des fortes chaleurs (l'Echidné,1e Tanrec).
96. Insolation. - L'insolataonprovientde I'action directe d'un soleilardent sur la peau I elle peut occasionner des troubles nerveux, et parconséquent avôir d.es inconvénients graves (méningite, érés1nè-ler etc.).
Ce {u'on appell e coup de solecl est une simple irritation de la partie
superficielle âé ta peau, analogue à la brùlure au premier degré.
' gZ. Congélation. - La congélati,on estune action morbide dufroid.sur les parlies vivantes, {ui les rend insensibles, inertes, _dures. I,9tpieds, lôs mains, les oreilles, le nez, y sont naturellement plus exposés.
IV. Sécrétion et excrétion.
98. I)étinition. - La sécrétion en génér;al est une fonctôonqui sépare d,u sang certains proil,uits spéciuuæ utiles ou nui'iibles.- - Lorsqu'elle extrait du sang des éléments destinés à
remplir une fonction physiologique r otr I'appell e sécrétion pro-prernent d,ite. Ex. : la sécrétion du suc gastrique, de la salive.Lorsque, au contraire, elle élimine des produits de désassimi-lation devenus nuisibles, on I'appelle sécrétion eæcrérnentielleOu eæcréti,on. Ex. : Itexcrétion de lturée, du gaz carbonique.
Les cellules où s'effectue la sécrétion sont appelées cellules glandu-laires. Cres cellules empruntent au sang des principes qu'elles éla-
borent et transforment chacune suivant son activité propre. Les pro-duits de la sécrétion proprement dite passent dans I'organismer tandisque ceux de I'excrétion sont rejetés au dehors.
99. Glandes Une glande est un orgq,ne yui, interposé enh'ele sang et une caaité t tuê laisse pa,sser dans celle-ci que certainsétéments déterminés et possède même la propriétë de modifier lacronxpositr.on chimi'que de ces ëléments.
Fig. 23. - Glandes simples( glandes intestinales ).
Au point de vue anatomieuê, onpeut subdiviser les glandes en glandessr,mples et en glandes composées.
Les glandes simples ( flg. 23 ) sontdes organes réduits à un tube ou àune aési.cule qui vient s'ouvrir à lasurface des membranes par un orificetrès petit ; tels sont les follicules gs,s-trdques,
Les glandes cornposées sont forméesde glandes simples, groupées d'une
sÉcnÉuon Er ExcnÉtron 4ùl
façon particulière. Blles constituent les glandes en grappes et lesglandes en tubes.
Les glo,nd,es erù grappes sont de petites vésicules dont les conduits,en se réunissant successivement les uns aux autres , finissent parn'avoir plus qu'un canal sécréteur commun ( glandes sah,uar,res ). Lesglarudes en tubes résultent d'une agglomération de tubes simples ouramifiés (rein , foiel.
On ne connalt rien de positif sur le mécanisme des sécrétions i I'ac-tion du système nerueux y joue un très grand rôle I la sécrétion deslarmes sous I'influence d'une cause morale, celle de la sueur sous l'im-pression de l'épouvante, €r sont des exemples.
Toute glande, pour remplir sa fonction, doit être en contact avecun grand nombre de fibres nerveuses qui excitent son activité, et avecdes capillaires sanguins où elle puise les éléments à transformer.
'100. Rôle des glandes. - Au point de vue de leur rôle, on dis-tingue les glandes en glanilc,s nutritfues el glandes eæcrétrices.
Les glandes nutritives sont toutes celles annexées à I'appareildigestif ; il faut y ajouter les mamelles qui sécrètent le lait, et larate qui forme les globules rouges du sang. Les glandes excré-trices sont les poumons gui éliminent le gax. carbonique, lesreins qui éliminent I'urine, et les glandes sudoripares qui éli-minent lteau.
Les glandes nutritives et les rroumons ayant été étudiés précédem-rnent, nous ne traiterons ici que des reins et des glandes sudoripares.
lOf . Sécrétion de I'urine. Anatomie de I'appareil urinairo. -- Les reins sont deux grosses glandesen forme de haricot, situées dans lacavité abdominale et placées de chaquecôté de la colonne. vertébrale.
Le rein est formé : 1o d'une coucheexterne nommée substance corticale,renfermant un très grancl nombre decorpuscules (glomérules de Malpiglui),qui sontles organes sécréteurs de I'urine I2o d'une couche interne appelée substancetttbuleuse, plus rouge , comprenant unnombre variable de pyramides, 70 à I5,(pyramrd,es de Malpiglti), dont les basesadhèrent à la substance cortieale et dontles sommets sont tournés vers le centredu rein. Ces tleux substances sont con-stituées par la réunion de petits tubesurinifères ayant de 3 à & dixièmes demillimètre de diamètre. Chacun de ces tubes commence à un glomé-rule de Nlalpighi r se contourne en forme cl'anse (anse de Henlé) etvient se terminer à une pyramide de Malpighi.
4,ll
Fig.2tt. - Coupe d'un rein.
&AZ NorIoNS stn LES sclnNrlns PHysIQUES ET NATURELLËs
Les sommets des pyramides sont terminés par des cavités membra-neuses nommé es calaces, lesquelles, en se réunissant, forment le ba,s-sinet. Du bassinet partent les uretères, canaux qui conduisent l'urinedans la uessie, d'où elle est ensuite expulséeo .
llDz, Physiologie de I'appareil urinairo. - Le sang arrive auxreins par I'artère rénale et en sort par la veine rénale, gui se jettedans la veine cave inférieure. L'artère rénale émet une foule d'ar-térioles dont les ramiûcations aboutissent aux glnmérules de Mal-pighi. Là, un réseau de capillaires se forme et relie les artères auxveines. Ces petits vaisseaux entourent les tubes urinifères de toutesparts. Comme I'urine préexiste dans le sang, elle passe par osmose descapillaires dans les tubes urinifères, qui la conduisent au bassinet.
On constate que l'urine existe dans le sang de la manière suivante :on analyse le sang qui entre dans le rein par I'artère rénale, et celuiqui en sort par la veine rénale. La quantité d'urine est plus grandedans I'artère : donc le rein a extrait I'urine du sang.
{O3. Ccmpositibn de I'urille. - L'urine est un liquide jaund,tre
forrné de 95 parties d'eau, d,'u,n,e peti,te quantité d'urée et d,'acidnurique et de sels rninérq,u,'æ.
L'urée est une matière azotée qui résulte de la transforrnation des
matières alburninoïdes; elle forme 2r5 0lo de I'urine , mais cette quan-tité augmente beaucoup par une alimentation carnivore. LorsqueI'urine est abandonnée à elle - rnême , I'urée se transforme en carbo-nate d'ammoniaque sous I'action d'un ferment particulier. L'acide
urique, moins abondant que I'urée,est aussi un déchet albumineux;lorsque I'alimentation est trop richeen albuminoldes, I'acide urique, tropabondant, se dépose en cristauxdans les articulations et constituela maladie appelée goutte. Les selsminéraux de l'urine sont surtout le
, chlorure et le phosphate de sodium.Si le sucre du sang n'est pas assimilétotalement, I'excès passe dans lesurines : c'est le diabète sucré;\'albu-mine se trouve aussi quelquefois dans
n l'urine (albuminurùe). Ces deux affec-b' ctions indiquent une altération pro-
fonde desrtissus.
LOr*. S6crétion de la lllour. -La peau renferme deux sortes deglandes : les glandes sébacées sécré-tant une matière grasse à la racinedes poils, et les glandes sudori-pares qui sécrètent la sueur. Les
dans le tissu sous-cutané et déversent
Fig. 25. - Stmcture de la peau.l, épiderme; 2, derme I 3, tissu con-
jonctif sous - cutané; 4, canal ex-créleur de la glande sudoriparo;5, glande sudopipare.
glandes sudoripares commencent
FONCTIONS DE RET,ATION LI UOUVEIITENI IO3
la sueur par un canal excréteur, long d,e 2 millimètres, qui traversele derrne et l'épiderme. La sueur a presque la même composition queI'urine, et I'on peut dire que les glandes sudoripares complètent I'ex-crétion des déchets azotés et notamment de I'urée. Le mélange de lasueur avec le duvet des vêtements est une cause de rnalpropreté donton se préserve par des soins de propreté assidus.
QunstroNNÀrRE. - Qu'est-ce que I'assimilation ? - Quel est le rôte spécialdu foie ? - De quoi résulte la désassimitation ? - Par guoi est produite la cha-leur animale ? - Difrérenco entre la sécrétion proprement dite et I'excrétion. -Délinir ler glandes. - Comment prouve- t -on que I'urine existe dans lo sang ?
- En guoi la sueur ressemble-t-elto à l'urine ?
CHAPIÎRE VII
r0Ncr,I0Ns DE REtATI0l{TE MOUVEMËNT
105. Définition. Le mouuernent est la faculté que possèd,eI'animal de pouboir, ù son gré, se déplucer ou effectuer d,eschangernents d,e posi,tion des diaerses parties d,e son corps lesunes paf rapport &uæ q,utres. Il cr, pour ofgn,nes les os et lesmu,scles.
[. I]es os et des artlculations.
fO6. Définition. - Les os sont des corps durs qui forment lacharpente du corps de l'homme et des animcluæ stpérienrs.
lo7. Structure. - Les os sont formés du pértoste, da tissuosseuæ et quelquefois de la moelle.
Le.rpérioste est une membrane fibreuse qui entoure et pro-!èS. I'os. Elle est essentielle au développemènt et au renouvel-Iement du tissu osseux.
Le tissu osseu'æ est composé de cellules rarneuses (corpus-cules asseuæ) , empâtées dans une gangue calcaire et Aispdseesrégulièrement autour de canaux nourriciers qui traversent I'osdans tous les sens (canauq de Hauers\. Tantôt les cellulesosseuses forment un tissu très serré et solide, le tissu compact Itantôt elles laissent entre elles de nombreux interstices et bonr-tituent un tissu moins dense, le tiss u spongieuæ. Le' tissu corl-pact revêt la surface des os, le tissu spongieur en occupe lesparties intérieures.
404 NorIoNs suR LEs scIENcES PHYSIQUES ET NÀTURELLBS
La moelle es| une substance molle, graisseuse, jaunâtre, gui
remplit la cavité centrale de certains ôs, ainsi que les mailles
du tissu spongieux.
Fig. 26. - Coupe longitudinale d'un os. Fig.27. - Coupe transVersale d'un ot'a, canaur médullaires;b, tissu osseux.
l0B. composition chimique des os. - Au point de vue chi-
nrique, les os sont comPosés :
li D'unu partie vivante , I'osséine ('/, environ) ' {ui se trans-forme en gélatine par l'ébullition ;
lo D'uné partie minérale, le phosphate et le carbonate de
calcium. .
Une solution étendue d'acide chlorhydrique dissout la partie
minérale et laisse I'osséine intacte, tandis que la calcinationà I'air détruit ta matière organigue et conserve la partie miné-
nale.
l0g. Formation des os. Les os passent par trois états :
Irétat cellulaire, l'état cartilagineux et l'état osseux. L'ossifica-
tion des cartilages se fait trèi lentement, et chez I'homme elle
n'est complète !u'à l'âge de 20 ou 25 ans. Avant cette période'
les os sont forÀés pa; des pièces osseuses reliées entre elles
par des cartilages. Ùne fois I'ossification achevée, le squelette
irr croît ptus i it a acquis sa taille normale, qu'il ne dé-
passera pas. Cependant, même après vingt-cinq ans ' ltt os
doivent s'accroîtie en épaisseur et s'entretenir. Des expériences
nombreor*r, en partiôulier celles de Flourens , ont montré
comment se fait cet accroissement. Au-dessous du périoste, il se
forme sans cesse de nouvelles couches osseuses, tandis que Ia
partie centrale se résorbe et dispalft. La substance osseuse se
t.enoooelle donc incessamment de I'extérieur à I'intérieur. Si on
enlève le périoste d'un os, son développeqeqt s'arrête aus-
sitôt : c'est donc bien le périoste qui est le générateur du tissu
osseux.
LES OS
Ll,O. Eorue dos os. - Relativement àcn os lm,gs, €D os courts et en os plats.
Les os longs se rencontrent surtoutdans les ulembres. La plupart sont creux,et par conséquent présentent les meil-leures conditions de légèreté et de soli-dité ; car on sait qu'un cylindre creuxest toujours plus solide qu'un cylindreplein, de même longueur, formé avec lamême quantité de matière. La cavité desos longs (canal médullaire) renf.erme unesubstance grasse , la moelle.
Les os courts (fig. 28) sont constituésen grande partie par du tissu spongieux.On les rencontre le plus souvent réunisplusieurs ensemble (poignet, colonneaertébrale).
{05leur forme, on divise les os
Fig. 28. - Vertèbre dorsale.a, corps de la vertèbre; b, trou
médullaire i c, apophyses.
Fig. 29.
Articulation do l'épaule.o, clavicule; b, omoplatel
c, humérus.
Les os plo,ts (b, fi9.29) sont formés d'une couche de tissu spongieuxcomprise entre deux couches de tissu compact ; ils ont presQue tou-jours des fonctions protectrices à remplir(os du crd,ne , du bassin, onxoplate).
La surface des os présente souvent deslignes saillantes appelées apophyses, qui sontles points d'attache des rnuscles.
lll,. Fracture. - Les os longs sont natu-rellement de fracture plus facile que les autres.Quand la cassure est nette, il suffit de remettreexactement en place les deux fragments deI'os et de les maintenir dans la plus complèteimmobilité pendant quelque temps. Il se pro-duit alors un travail d'ossification supplérnen-taire qui a pour effet de former, autour deI'endroit fracturé, une sorte de boumelet os-seux (cal prouisoire), {ui rétablit peu à peula solidité de l'os.
Un second travail succède alors au premier, dans lequel le bourreletosseux est rés-ol!é.-p.g à peu, de sorte qu'au bout d'un certain tempsil serait bien difficile de retrouver I'endroit où s'est produite la fracture.
"112. Articulations. - On -appelle articulations I'assemblage deplusieurs_ os: Elleq perryen! être i,mmobiles (engrenage des os du ciâne),mobiles (articulation de I'humérus avec le cubitus); ou mi,ætes, reliéespar du tissu fibro-cartilagineux (symphyses des vertèbres).
Les articulations mobiles permettent aux os d'exécuter des mouve-ments étendus mais limités. Elles sont ordinairement formées de sur-faces réciproquement concaves et convexes, glissant les unes sur lesautres. Des ligaments maintiennent les pièces en place et servent àlimiter les mouvements. Iæs surfaces en contact sont revêtues d'une
ât6 NorIoNS sun tng sclnNtns PHYSIQUES 8r NÀTuRHril.Es
frfFHfrl}Içatflol1A
Ftar/,oXE
ÈrJz,&tu6atrrÉrFqÉlE,El
ÈfëafrlE€â
fl,,b,c,d,
Flg. 30.
Squelette humain.
pariétal (2 );frontal;vertèbres cervicales;sternum;vertèbres lombaires;cubitus;radius;poignet ou carpe;paume ou métacarpe;doigts ( Phalanges );tibia;péroné;tarse ou soude-Pied;rnétatarso;orteils ;rotule;fémur;os iliaque ouhanche;humérus;claviculo.
11:
lT,/ i,\k,lr,ErrL tI
Etutf, o,
lt"\ ,,\ s,
\ ,,\U,
-â;,4
f ? pa"iétaux, I de chaque côté et en haut.!2temRoraux, - - etlatérale-{ ment./ L'os frontal , formant Ie front.I L'occipital en arrière.
( 2 malaires ou jugaux, formant les porn-I mettes.
1 llfaxillaires supérieur et inférieur.I Les 2 os nasaux ou os du nez.
{ L'os vomer, formant la cloison des fiû_\ rlnes.
{ ?^.rjuicales : la {." est I'atlas, la 2, I'axis.l'tz d,orsales s'articulant avec les côtes.( 14 lombaires, sacrées et coccygiennes.( Vraies côtes : 7 paires reliées directe_I ment au sternum.{ Fausses côtes : b paires reliées indirec_I tement au sternum.\ Sternum, os en avant de la poitrirre.
| 1 Omoplate, appliquée contreI Épaule. | __1" cage thoracique.
) Clavicule, allant de I'omo_I _ \ plate au sternuû!.I Brag. I Humérus.
I t Cubitus, s'articulant avecI Avant-bras. I t'humérus., ) Radius , pouvant tournerI t. autour du cubitus.
Lo?
Formé de 8 petits os.
lVlétacarpe : 5 os portantchacun un doigt.
Doigts : phalangêsr phalan-_ gines et phalangettes.Os iliaques formant les
hanches.Fémur : I'os le plus long
du squelette.Tibia.Péroné.Rotule : os rond en avant
du genou.
Formé de 7 os.
Métatarsechacun
Doigts ou
: 5 os portantun doigt.orteils.
MEMBBES
Cru,Nn
Fecn
Cor,oxnrynnrÉnnarn(33 verrèb.)
THonr,x
[f. supÉnrnuns
M. nrrÉnrnuns
LES OS
Poignetou carpe.
Hain.
Bassin.
Cuisse.
Jambe.
Cou-de-piedou tarse.
Pied.
ÊlHE{frtFlt{pom
408 NOTIONS S1JR LES Sor!;NCBS PHY5TQUES UT NÀ'IURELLES
couche cartilagineuse extrêmement lisse, et glissent avec la phlq grandefacilité les unessur les autresgrâce à la Pré-sence d'un li-quide onctueux,la synouie,fout-nie par des sé-reuses particu-lières qu'on aP-pelle, pourcetteraison , séreu,-$€s- sYnouialesoa articulaires(fig.32).
il Peut arn-verqu'à la suited'une inflam-mation des sur-faces articulai-res, la tôte des
os se carie,l'am-putation de-vient neces'
a, nasal (2); b, maxillaire suPérieurrieur; d, occiPital; e, temPoral (2) ;
pendant être conjurée Parlades qui permet aux os
Fig. 32. - Figure théoriquemontrant la disPosition des
séreuses sYnoviales.
(2); c, maxillaire infé- saire.Cetteopé-f, pariétal (2); 9, frontal. ration peut ce-
une immobilité complète des parties ma-
de s'ankyloser, c'est-à-dit" de se souder
l'un à I'autre. La guérison est cornplète t
mais I'articulation ne fonctionne plus'
Parfois un faux mouvement, une tor-sion anormale , une chute, peuvent for-
cer une articulation et tirailler violemment
les ligaments qui la maintiennent ou les
tendoîs qui la font mouvoir ; on -d.9"1" à
cet acciduït lu nom d'entorse quand il s'agit
de I'articulation du pied, et celui de fou-lure dans le cas général.
{.{, 3. Carie. - On appelle cari'e la des-
truction partielle et progressive d'un os;
si la cu"ie s'étend à une. portion considé-
rable de I'os, elle prend le nom de nécrose'
lllLtt. Déviations, gibbosités. - Quand les os de I'enfant tard'ent
à s,ossifier, il d;t â.îin"t que-,. à la- suite d'efforts musculaires exa-
Fd;;o ri*pi*r,i p", le'poids même du corps, les os fléchissent et
amènent des défor*.fions dàs membres, des déviations de la colonne
vertébrale I on donne à cette affection le nom de ræhr'tisme'
F-ig. 31. -- Crâne humain.
tEs uusclEg
If. I)es muscles.
116. Définition. - Les muscles sont les orga,nes actifs durnouaernent i on en compte enairon 450, et ils forment ce qu'onappelle la chair.
Les muscles sont formés de ft"bres musculaires réunies enfaisceaux, et enveloppées dtune membrane celluleuse , l'aponé-urose, {ui les isole les unes des autres. Les fibres musculairessont elles - mêmes composées de filaments très ténus (fibrillesmusculaires); elles sont lisses ou striées.
Les muscles sont généralement renflés dans leur partiemoyenne ; à leurs ertrémités, les aponévroses se transformenten tend,ons, cordons fibreux, inextensibles et très résistants,qui les attachent aux os.
1,17. Contraction musculaire. - Sous I'influence de certainsagents , dont le principal est le système nerveux, les musclespeuvent se contracter, c'est-à-dire rapprocher leurs extrémités.Le mécanisme de la contraction mdsbulaire n'est pas encorobien connu.
!lg. S. - Flexion de I'avant-bras gur le brll.D, muscle biceps; ft,, humérus; c, cubituai rt radiug.
La contraction des muçcles striés dépend ordinairement dela volonté et peut être brusque , tandis que celle des muscleslisses, soustraite à I'influeuce de la volonté, est toujours|lcrlta.
un
4{0 NorroNs suR LES scIENcEs PHYSIQUES Er NATURELLES
Bien que les mouvements du cæur soient indépendants de
la volonté, cet organe est constitué par des fibres striées d'une
nature particulière.La puissance musculaire
l'énergie de la volonté, de
veux, etc.
tl8. Aotion des muscles sur les os. Les muscles quimeuvent des os sont lixés par une de leurs extrémités à unpremier os, et par I'autre à un second os mobile par rapport au
premier, de sorte que leur contraction aura pour effet de dépla-ôer les difÏérentes pièces du squelette les unes par rapport' aux
autres ( fig. 33 ).
11û9. Muscles antagonistes. - Un muscle n'a d'effet que dans sa
contraction, et ne peut par conséquent produire deux mouvemeutscontraires ; il faut pour cela qu'un second muscle, capable d'agir en
Fig. 3&. - Muscles antagonistes (flexion de I'avant-braa).
E, épaul ai a, b, avant-bras; a, articulation du coude;e , extenseur de I'avant - bras ; ,i fléchisseur de
I'avant - bras.
sens inverse, produise le mouvement opposé (frg. ,34) ; ce second
muscle est dii l'q,ntagoniste du premier, ainsi les fléchisseurs ont
pour antagonistes les ertenseurs.
L!|f'. Station verticale. Marche. E Quand I'homme est immo'bile dans la statr,on uerttcale, la tête repose sur l'atlas I le poids du
corps, par i'interrnédiaire de la colonne_ vertébrale r ,sê transmet au
Uassin , puis au fémur et au tibia, lequel repose sur I'astragale. Des
muscles Ln contraction permanente maintiennent immobiles les ditré-
rentes pièces du squelette.Les 'muscles q"i agissent dans la station verticale sont : le
sûcro-lornbai,re r le saèro-spinal, ou long dorsal, les muscles fes'siers, le tricetrts crural, le tibial antérieur et le përoni'er a,nfii-
rieu,r,f)aRs la rnçrcha, le cenlre de gnavité du corps est constamment
dépend du volume du muscle, dela surexoitation du système ner-
f.trs Àiluscl.tg nt,pofré en avant, et le corp$ progresse par te mouvement des deuriambes, {ui se placent alternativement en avant pour empêcher la
chute. Dans cette translation, la jarnbe qui se déplace se fléchit à demtpour se raccourcir et ne pas butter contre le sol.
Fig. 35. - Principaux musclesde la jambe.
1, I'un des jumeaux; 2, ja-urbier antérieur;3, soléaire; 4, exileûnsur commun desorûeils; 5, long pérohier latéral; 6, péro-nier antérieur;7, court p&onier latéral;8, tendon dAcbille; 9, liganent &DDll-laire supérieur du tarso.
Fig. 36. - Principaux musclegdu bras.
1, deltoidel2, biceps huméral;3, Iong supinateur; 4, grandpalmaire; 5, petit palmaire;6, fléchisseur superficiel desdoigts i 7, cubital anté-rieur.
Pendant la marche, le eorps, portant successivement sur les deurjambes, prend en outre un mouvement de balancement à droite et àgauche, ce qui explique I'avantage d'aller au pas quand on marcheserré les uns contre les autres ; car le balancement ayant lieu enmêrne temps et du mêrne côté pour chacun r otr ne se heurte pas
mutuellement.Iæs principaux muscles de la marche sont : les muscles fcssiers ,
le bieeps fêmoral, le trilceps erurol,, le solëaire et les jumeoun(fig. 35).
afrlFl()apE
Xp4AFI
o7,H
Ê.A
412 Nmro
rûrn
TRONC
MEMBRES
Colonne vertébrale.
Région dorsale.
Région pectorale.
Cavité abdorninale'Épaule.
NS'l
SUR LES SCI.ENCES PTITSIQUES ET NÀTURBLtES
Moreurs de la têre. {g;il1$complexus.r Frontal.
ppareil de la vision. I So,tt"ilier.( Orbiculaire des paupièrtc.
Appareil I Masséter.de la mastication. I TemPoral.
l Buccinateur.I Grand et petit zygomatique.
Moteur des rèwes. I 8ilËli:i:,T JJ,l-i.,"i,l,ll;l.| Étenai*o* commun de I'aile du\ ner. et de la lèvre suPérieure.
f Sacro -lombaire.t Lons dorsal.
1 Trapèze.I Grand dorsal.(nnomnoid,e.
1 Grand pectoral.I Grand dentelé.t M. it tercostaux.
I Grand oblique. - Petit obligue.
1 Deltoide.
/
MnunnrssupÉnlpuns
MnunnnsrxnÉnrnuns
' I Biceps huméral.Bras. { Brachial antérieur,
( Triceps brachial.7 Rond Pronateur.I f,ong supinateur.
Avt-Bras. { Grand et petit palmaire.
I naai* externe.\ Cubital postérieur.
Main. I Inter-osseuxr dorsaux, palmaires.
1 M. fessiers (grand, moYen, Petit).Cuisse. { niceps crural ou fémoral.
( Triceps crural./ Tibial antérieur.I eOtonier antérieur.
Jambes. { Long et court péronier latéral.
I Jumeaux.I Soléaire.
QuEsTIONNATRE. - Qu',est-cg-que l^e tooou.-ent? - D'où provient le tissu
osseux? Comment est-il constitué? .- Qu'est-ce q99 19 périoste ? - Qu'appelle-
t-on apophyses? - Quelle est la'composition chimique des os? - commemt
il,ôuise-t-on l,es os qwînc à lewr formei - Co.mmemt guérit-om wne fracture?
- eu'cst-ce q*iocorôe? - A qu9ô sont d,wesl'es il'éformat'î,ons il'es os? -eueite est la structure d'une articulation? - Faites le ta,bleau synoptigue des or
ôu squelette.
$YSTÈME NERvEux d{3
Do Eroi sont formés les muscles? Comment se terminent'its? - Qu'est-ce que
la contraction musculaire? - De quoi dépend la puissance musculaire? -Quel'ssomt l,es muscles qw| agissent d,q,ns la statiom uertical,e? d'ams l,a marche? --Faites le tableau synoptiquo des principaux muscles.
CHAPITRE VIII
srstÈmn NERVEUX
,,91. Définition. Le système meraeuæ est l'ensemble deS
orgunes qui présid,e ù la sensibitité et ûu ,nouuernent , et quitiànt soui sa dépendd,nce les actes de la oie org a,nique cornrne
ta digestion, la circulation, la sécrétion.il i a deux sortes de systèmes nerveux chez I'homme et les
animiux supérieurs : le sys tème cérëbro-spi,nal, llui préside aux
fonctions dé la vie animale : mouvement et sensibilité ; et le sys-
tème du granil sympathique, gui assure I'exécution des fonc-tions de ia vie végétâtive : nutrition, circulation, sécrétions.
f. Anatornie du systèrne nerveux'
lgg. Éléments nerveux. - Dans l'étude du système nerveuxtil y a lieu de considérer: {.o les cellules neraeusesr qui, par leurgroupement, constituent les centres ner-ri eux , ctest - à - dire le cerveau , le cerve-let, la moelle et les ganglions ; lo les
f,bres nen)euses, qui, réunies, forment lesconducteurs nerveux ou les nerfs.
{93. Gellules nerveuses. - Les cellulesmerl)euses sont composées dtune simplelnasse protoplasmique sans membrane etpourvue d'un noyau volumineux. Tgutessont munies de prolongements qui mettentles cellules en rapport les unes avec les
autres.Les cellules nÊr1) euses tréunies en masse s
éparses traversées par les fibres, formentcô qu'on appelle lasubsta,nce grke ou cortucAle. On les rencontre dans les centres ner-Teur, o'est-à-dire dans le cerveau,la moelle épinière et les ganglions'
l4*
Un nerf et ses ramifications.
414 NorroNs sun LEs scrnNcus pgrsreuns Et NaruRnrrÆs
l9d, Fibres neryeuses. * Les fibres neraeu.ees, par leur réu-nion, constituent les nerfs l elles sont si ténues, quoil- en faut plusde {0 000 pour former un filet nerveux de { miltim. de diamètre.
Ces fibres se soudent parfois les unes aux autres et formenten certains endroits des næuds enchevêtrés, sans ordre appa-rent; ce sont des ganglions neraerræ.
{95. Composition chimique de la substance neryeuse. - Lasubstance nerveuse renferme environ 87 p. olo d.reau; elle cor-tient en outre de l'albtmine, et une matière grasse phosphoréequi ' dans les lieux où sont enfouies des matièreJ animales,donne, pâr sa décomposition , du phosphure d'hydrogène s'en-flammant spontanément à I'air; telle est la cause des fiuæ fol,lets.
If. Système nerveux cérébro-splnal.
Le système nerveux cérébro-spinal, qui préside aux fonctionsde Ia vie de relation, est formé de I'encéphale, de Ia moelle ëpi-nière et des nerfs.
{96. Encéphalo. * l'svtrcéphale comprend Ie cerueq,u,, le cer-aelet et la moelle allongëe; rl est contenu tout entier dans Ia
Fig. 38. - Coupe longitudinale du ceryeau humain.{.' moelle allongée; 2, protubéranceannulaire;3, arbre de vie; L, eorpscalleutr.
cavité crânienne, et enveloppé de trois membranes superposéesformant les meninges. te sont :la dure-mère, membranà fibreusenacrée_, tapissant la cavité 1l'arachnoid,,e, séreuse que son ertrêmeténuité a fait compaxer à une toile dtaraignée i tra pb-mèri,
sYsrÈME NERVEUX 415
membrane vasculaire qui recouvre immédiatement I'encéphale.
Entre la pie-mère ét le feuillet viscéral de I'arachnoïde se
trouve un liquide, appeté riquide cëphalo-rachid,tmo, qui baigne
le cerveau et la moelle éPinière'
La fi,èure cérébrqle ou méningite est une maladie qui affecte les
méninges, et par suite le cerueaolui-même. L'apopleme est produite
par la rupturô ou I'engorgement des vaisseaux sanguins du cerveau'
û,g7. cerveau. Le ceroevil occupe la partie antérieure et
supérieure du crâne; un repli longitudinal. de la dure-mère
(fàuæ d,u cer*ea,u) t. partage en deux moitiés ou hémisphères
iereUrouæ (fig. 38 i repôtant sur une sorte de plancher, le corps
calleu,æ. Sa sritfacé, ondulée , est formée par une couche de sub-
stance grise pénétrant irrégulièrement dans le reste de la masse'
compoJée entièrement de substance blanche.
lgg. Cervelet. - Le censelet, situé à la partie inférieure et
porterieure du crâne, est ptacé- à cheval sur la moelle allongée. Ilàst divisé en trois loûes, deux latéraux et un central , plu! petit
'nommé aermis. IJn cordon de substance blanche (protubéra-nce
annula,ire ou pont d,e Varole ), réunissant en avant les deux hémi-
sphères latérauxrforme avec eux une sorte dtanneau entourant com'
piètement la moelle allongée. ra B G
Intérieurement, la subs-tance blanche, Pénétrant irré-guiièrement dans la substance
[rise de la PériPhéli-e_'_ formedes arborisations visibles surune section du cervelet (arbrede ai,e'1.
{99. Moelle allongée ou
bulbe rachidierl. - La moelleallongée se Présente sous laformà dlun renflement situé à
la partie inférieure du cerve-let. Les fibres nerveuses ve-nues de la moelle éPinière s'Y
entrecroisent avant de Péné-tner dans le cerveau- La sub-stance blanche est au dehorset la substance grise au de-
danso à ltinverse du cerveauet du cervelet-
l3O, Moelle 6Pinière. -
Fig. 39.
Segment do la moelle éPinière'
B, gubstance blanche; G, G, substanco
grise i F, P, racines postérieures; A, A, ra-cines antérieures.
On donne le nom de nnoelle éPi-
416 NorroNs suR LES scrgNcus puysreups ET NaruRELrEs
niére au long cordon nerveux renfermé dans le canal rachidien,et gui s'étend depuis le bulbe jusqu'au commencement de la1égion lombaire ; il occupe enoiron les ,/, de la cavité rachi-dienne. Dans Ia moelle épinière, la substanée grise est intérieureet la substance blanche extérieure, comme dais la moelle allon-gée. La moelle est formée de deux parties symétriques reliéespal des commissures ; son volume n'est pâr uniiorme; elleprésente deux renflements appelés renflemeht cervical et ren-flement lombaire, d'où naiss-ent les nerfs des bras et desjambes.
l3l. Nerfs. Les nerfs , formés par la réunion des fibresnerYeuses r sont de petits cordons blancs, mous , isolés les unsdes autres par une enveloppe celluleuse, le névrilème, qui lesrend comparables aux fils électriques isolés. Les nerfs issus ducerveau sont appelés nerfs crâ,niens, et ceux qui partent de lamoelle épinière nerfs rachidiens. Les principaui nôrfs crânienssont d'abord les nerfs olfactif , optique, acoustique, auditif etglosso - pharingien ; puis les nerfs moteurs des yeux et de lalangue, et enfin le nerf pneumo-gastrique, allant aux poumons,au cæur et à ltestomac. Les nerfs rachidiens ont chacun deuxracines, la racine antérieure, qui est motrice, of la racinepostér;Êure, sensitive. Les deux racines se réunissent en unnerf_
-unique gui, aussitôt sorti de la colonne vertébrale, seramifie en deux branches, dont I'une va aux organes intérieurset I'autre aux muscles de la périphérie.
On compte douze paires de nerfs crâniens et trente et unepaires de nerfs rachidiens.
fff. Physiologle du système nerveux.
139. Actes réflexes. - Nous étudierons le rôle des nerfs, puiscelui des centres nerveux; mais il faut d'abord eipliquei lemode suivant lequel s'opèrent les phénomènes nerveux. IJnexemple fera saisir Ie mécanisme. Si on pique le cloigt d'unepersonne, instinctivement elle retiré le bras. L'excitatibn s'esttransmise aux centres nerveux par un nerf sensitif ; le centrenerveux a transformé cette excitation en sensation ; immédiate-ment un ordre a été donné, Qui s'est transmis au muscle parun nerf moteur. Cet acte, appelé acte réflene, peut aider à côm-prendre comment s'exécutent tous les phénomènes nerveux.
SYSTÈME NERVEUX
L'acte réflexe est volontaire quand ltordrevient du cerveau; il est involontaire quand laallée qu'à la moelle et que I'ordre
4t7
de mouvementsensation ntest
II
I
iest parti aussi de la moelle. Tousles mouvements exécutés pendant lesommeil sont des actes ré{lexesinvolontaires. L'ordre, parti ducentre nerveux, peut se transmettreà un nerf du grand sympathique etprovoquer un changement dans larespiration, la circulation du sangou les sécrétions. C'est ainsi qué * -'s'expliquent la pâleur du visage, l'é-
----E
Fig. 41. - Figure théoriquode la marche des impressionsdans les mouvements réflexes.
coulement involontaire des larm€s,sous le coup dtune émotion, etc.
133. Physiologie des nerfs.Au point de vue de leur rôle r ondistingue les nerfs sensitifs , lesnerfs mOteurs et les nerfs mixtes. A, organe sensitif i B , musele ;
rsl. Nerfs sensitifs. - Les nerfs â; iili'J,kii,ilTiiffff:ii:wtsitifs ne sont aptes qu,à trans-mettre les sensations : impressions de toucher, de froid, dechaud , etc. Dans ces nerfs, les impressions cheminent desorganes des sens vers les centres nerveux, ctest-à-dire de ltex-térieur vers I'intérieur; on les appelle pour cette raison nerfscentripètes. Exemple: le nerf optique, {ui transmet au cerveaules impressions lumineuses reçues par l'æil.
Chaque nerf a sa sensibilité spécialc et ne peut être ercitéque par une seule sorte de phénomènes.
135. Nerfs moteurs. - Les nerfs moteurs sont ceux qui dé-terminent la contraction des muscles. Dans ces nerfs, I'actionnerveuse chemine des centres nerveux vers les muscles quidoivent agir, c'est-à-dire de I'intérieur vers ltextérieur; on lesappelle pour cette raison nerfs centrifuges. Bxemple : le nerf quifait mouvoir la langue.
{36. Nerfs mixtes. - Les nerfs miætes sont à la fois sensitifset moteurs. Tous les nerfs rachidiens sont dans ce cas: leurracine antérieure est motrice., ot, si on la coupe, le rrouve-ment clevient impossible I la racine postérieure est sensitive , etsi on vient à la couper, I'animal continue à se mouvoir, mais ncsent plus rien. ,
4I8 N9TIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET I{ATURELLES
Les nerfs n'agissent que s'ils sont excités, et ils peuvent l'êtrepar ltaction des centres nerveux, par les impressions venues dudehors, comme la lumière, le son, ou les courants électriquesinduits. I-,'excit,abitité des nerfs est atténuée ou mêrne anéantiepar certains agents teis quo l'éther et le chloroforme.
137 . Pbysiotogie des centres nerveux. - aJ Rôle de la rnoelleépinière. Par sa substance blanche extérieure ' la moellejôue un rôle condlrcteur. Elle transporte aux centres nerveuxies impressions venues du dehors et transmet dans I'organismeles ordres partis du cerveau. Par sa substance grise intérieure,!a moelte eit le centre nerveux des antes réfleæes inconscicnts :si I'on pique une personne endormie, elle retire le membrepiqué sanJ que le cerveau ait part à cet acte : c'est la substancegrir* de la moelle qui a reçu I'impression et transmis I'ordre de
mouvement.b) Rôte d,u bwlbe rachidien". * Le buibe rachidien est une
pariie très importante de I'encéphale : car en un de ses points,âppeté næud, aital par Flourens, le nerf pneurno-gastriçluepiônd son origine. Comme ce nerf commande les mouvementsItu cæur et des poumons; toute section ou piqùre faite en
cette région amène la mort par loarrêt de la respiration. Les
cordons de la moelle épinière se croisent dans le bulbe avant
d'entrer dans le cerveau; il en résulte que I'apoplexie cérébrale
du côté droit amène la paralysie du côté gauche du corps, excepté
pour le visage, dont les nerfs partent directement du cerveau.- c) R6lz au ceroelet, - Les fonctions du cervelet sont peu
connues I le seul rôle bien spécial qu'on lui sache est la coor-dination des mouvements ; après son ablation, I'intelligencereste intacte, mais les mouvements deviennent désordonnés ou
sont abolis.d) Rôte d,u cer$ed,u,o - La substance blanche et intérieure
du cerveau est conductrice et met la substance grise en rapportavec la moelle épinière et les nerfs. La substance grise de lapériphérie est le centre nerveux des actes connus et volon-iairôs; elle est I'organe de I'intelligenco et de la volonté. Des
expériences nombreuses, des autopsies, ont prouvé que touteattération des facultés intellectuelles résulte d'une lésion du cer'veau. On est même arrivé à constater que certains actes de I'in-telligence semblent avoir pour organes certaines circonvolutionsdes [émisphères cérébraux. Ces observations ne prouvent Pes t
comms le disent les matérialistes r {ûo la pensée soit un prg-duit cérébral, Oais seulement que , dans l'état actuel, notre
sysrÈnrË NDnvEUx ttgâme unie au corps ne peut penser sans le cerveau, comme ellene peut voir ou entendre sans l'æil ou ltoreille.
_ l!|8. système nerveux ganglionnaire ou du grand sympa-
thique C'est à cause de $es fonctions très spéciales que lesystème du grand sympathique est étudié à part, mais il n'estpas isolé du système cérébro-spinal : en réallté, ces deux sys-tèmes n'en font qu'un. Le grand sympathique se compose dedeux chalnes de ganglions situées symétriquement de
-chaque
côté de la colonne vertébrale, et reliés les ùnr aux autres putdes nerfs.
Chaque ganglion est rattaohé à la moelle épinière par desnerfs, et il envoie des ramifications nerveuses dàns les viscères :le système sympathique est donc en relation, d.'une partaYec les centres nerveux , et dtautre part avec les viscères. Lesnerfs du sympathique conduisent les ordres de mouvementvenus des centres nerveu)r et destinés à régulariser la circulationet les sécrétions: ainsi ils agissent sur lei parois des vaisseauxpour les dilater ou les comprimer I c'est pourquoi on les appellenerfs vaso-moteurs I de même ils font varier les sécrétionsglandulaires suivant les besoins de I'organisme. Mais les nerfsdu sympathique ne dépendent pas de la volonté.
{.39. Remarques physiologiques. - On dit qu'un nerf est paratyséquand il ne fonctionne plus, c'est-à-dire guand il ne conduit plusI'action nerveuse.
Nous rapportons instinctivement les sensations aux extrémités desnerfs par lesquels ces sensations nous arrivent ; de là I'illusion desamputés, {ui souvent croient souffrir cruellement dans des membresqu'ils n'ont plus.
Certaines sensations sont parfaitement localisées , comme celled'une brùlure, d'une piqûre I d'autres sont vagues, mal déflnies , etparaisserrt affecter le système nerveux tout entiàr, comme la joie, latristesse, le malaise qui précède la syncope, etc.
On appelle nerfs de semsihùlité spéciatè ceux gui ne peuvent trans-mettre-qu'une seule espèce d'impression, comme le nerf acoustique,le nerf optigue ; une lésion affectant ces nerfs se trad.uit par des tin-ternents d'oreilles, des éblouissements , etc, C'est ainsi gue vulgai-rement nous disons qu'un coup violent sur I'æil nous fait (( vorrtrente-six chandelles n.
La distinction des ner{s r ên nerfs moteurs et sensitifs, expligue lesphénomènes lethargi4ues, et fait comprendre comment un individuPgut fort bien avoir conscience de ce qui se passe autour tle lui,bien qu'il soit dans I'impossibitité absolue de produire aucun mou-vement; il suffit que les nerfs moteurs soient seuls frappés de para-lysie.
On appelle @nesthésie Ia privation cornplète ou incomplète de la
ûzo NorIoNs sun LEs sclaNcus PHYSIQUES DT NÀTunELLEs
sensibilité ; elle résulte de I'emploi de certaines substances ( anesthé-siques) , dont les principales sont l'éther et Ie ehloroforme. On lesadministre en inhalations pour supprimer la douleur, dans le cas de
"iiï ;::,,i::";:"*til:ïi:ï;ces qui asissenr sur res ..nt,., oolés conducteurs nenyeux, de manière à abolir ou à diminuer notable-ment les fonctions du système nerveux, L'opium tient le premier rangparmi les narcotiques. Leur abus peut avoir de très graves inconvé-nients.
En général, lorsqu'un point de I'axe nerveux est soumis à un travailconsidérable, les autres points tendent à I'inaction. Ainsi une tensionexcessive du cerveau nuit à la digestion ; aussi I'hygiène prescrit dene pas se livrer à un travail de cerveau trop fatigant tout de suiteaprès les repas. Le chagrin qui surmène le cerveau s'accompagne d'unbrisement des membres. Les syncopes, les vertiges résultent souventd'un arrêt de la circulation des capillaires d.u cerveau.
QunsrroNNÀrRE. * Qu'est-ce que le système neryeur? - De Erels éléments se
compose-t-il? - Quelle est la composition chimique de la substance nerveuse?
- Quelles sont les fonctions des fibres nerveuses? - Comment subdivise-t-onles nerfs? - Quel est le rôIe de la moelle ? - Quel est le rôle du cervelet ? -Quelle est la fonction de la substance bianche du cerveau ? de la substance grise ?
Quels organes comprend Ie système nerveux cérébro-spinal? - Décrivez I'en-céphale, le cervelet, la moelle épinière. - De quoi est formé le grand sympa-thique? - Quel est son rôle dans I'organismo? - Est-il séparé du systèmocérébro-spinal ?
Quanil d,it-on qw'u,rt mcrf est paral,ysé? - Comment peut-on eûPl'tqwerlcs phënomèmcs l,éthargtqwes? - Qu uppel,l,e - t- otu onestltésie?
CHAPITRE IX
I.A VUE
l4O. Définition. - La aue est le sens qui nous fait connaitre,per llinterméd,iai,re de la lumière, la cauleur, la former la gr&n-deur relatiae et le rnouaernent des corps. L'æil est ltorgane de
la vue.
I. Appareil de la vision.
1,41,. Composition. - Ltappareil de la vision comprend l'æil,le nerf optùque et quelques organes annexes. Le globe de l'æil(fiç. 42) est sphérique et formé de trois enveloppes concen-triques qui sont, de dehors en dedans , la cornée" la ehoroid'ect la ré,tina.
LÀ VUE 'TÀI
La cornée donne à l'æil sa forme et sa solidité ; elle corl-prend deux parties qui se complètent mutuellement; 9e sont :
âo la corttée opo,queou scldrotique, membrane fibreuse, blanche,
résistante ; c'est le blanc de ltæil ; 2o la cornée tra'nsparente Ielle forme la partie antérieure de l'æil et continue la cornée
opaque, d,ans lâquelle elle stenchâsse comme un verre de montre
dans sa monture.
Fig. 42. - Globe de l'æil.
l, sclérotique; 2, choroide; 3, rétine; 4, nerf optique; 5, humeur vitrée;6, cbamËre'postérieure; 7, chambre antérieurel Ir cornée transparentel
9, pupille; t0, cristallin.
La choroid,e est une membrane vasculaire, ordinairementcolorée en noir par un pigment; elle est appliquéecontre la cor-
née opaque, of tt to*itOte en avant par un ùisque, I'irr,s, situérn rriière âe la cornée transparents et percé au centre d'une
ouverture cir cul aire, la pupitle. D es fi bre s con tr actile s permetlg_ot
à I'iris de diminuer ou dtaugmenter le diamètre de la pupille.La rétine esl une fïne membrane de tissu nerveux, appliquée
contre la choroide, et forméepar l'épanouissementduroerf optiqlÆ,
l1g. Milieux transparents. - Les milieux transparentË de
l'æil sont le cristallin, l'humeur &çtrueuse el l'humeur wtrëe.Le cræ taltin est une sorte de lentilte bi - convexe placée der-
rière la pupille.L'humeùr aqueu,se, liquide analogue à I'eau ' relmplit I'espace
oompris entre la cornée transparente et le cristallin. Cet espace
est partagé par I'iris en deux compartiments ssmmuniquantpar ia pupitte ; la chambre postérinu,re entre I'iris et le cristallint-et
ta chambre antùieure enlre I'iris et la cornée transparente.L'humeur uitrie, masse diaphane comparable au blanc dtæuf
cru, remplit toute la partie limitée par la cornée opaque et lecristallin. Elle est entourée d'une fine membrane transpa-rente ,la mernbrane hYa'lodilc-
4. t)
ttc) NoîIoNs sun LEs scIENcEs pHTsIeuEs ET NÀTURnILËÈ
tl*8. 0rganes protecteunN. L'orbi,te (flg. ffl) est une cavitéorseuse, conoide, dont le globe de l'æil occupe la partie évasée; le reste
3 ,14
contient les muscles quimeuvent les yeqx ( ôd.rbits et 2 obliques), desvaisseaux sanguins, Ienerf optique, €t unecouche épaisse de tissucellulaire sur laquellele globe de l'æil roulecomme sur un coussin.
Les sourci,ls formentune ligne de poils om-brageant la partie fron-tale, et dirigés en de-hors de manière à dé-tourner la sueur quipourrait couler du frontdans les yeux.
-Les paupières sontdes voiles mobiles des-tinés à étendre les lar-mes sur la surface librede l'æil I elles .sont bor-dées d'une ligne d e poils,les cils, et tapissées parune muqueuse ,la con-jonctr,ue. Les cils ontpour fonction de mettrele globe de l'æil à I'abrides petits corps étran-
gers qui flottent dans l'air et qui pourraient s'i.ntroduire sous les pau-pières.
ILI*[*, Appareil lacrymal. * tr es larmes sont fournies parles glandes'l,acrymales (fig. &&), placées dans I'or-bite et à la partie supérieure de I'angleexterne des paupières; elles sont desti-nées à maintenir constamment humidela partie apparente de l'æil. Ordinaire-ment les larmes suivent le larrnier, pê-tite dépression que I'on remarque sur lebord de la paupière, et s'écoulent parles conduits laerymauæ et le ss,c bcry-mal dans le cq,nql nu,sq,l. Tout près deI'orifice du canal d'écoulement (pointslacryma,ua) ,'on remarque un petit amasglanduleux de couleur rose I c'est la c6-roncule.
MIÂ0
LT
t2u
Fig. 48. - Organes protecteurs et muscles moteursdu globe de l'æil.
t, muscle droit supérieur; 2, rnuscle interne; 3, mus-cle droit inférieur; 4, muscle droit externecoupé;5, musctre petit obtique; 6, muscle grand oblique;7, sourcils; 8, muscles élévateurs de la paupière su'périeure ; 9, conjonctive; L0, paupière supérieure;{.1, cils; 12, paupière inférieurei 73, sinus maxil-Iairei L4, nerf optique; {.5, sinus frontal.
Fig. 44. - Appareil lacrymal.
l, glande lacrymale'r 2, Points la-crymauxl 3, caroncule lacrY-male I 4, conduits lacrymaux;5, sac lacryural l 6, canal nasal.
LA VUE {T3
La sécrétion des larmes peut être excitée outre nûesure par eertainessubstances ,agissant, soit directement sur les yeux ('oignons ) , soitsur I'organe du goùt (moutarde), ou par une cause tout à fait morale:chagrin, douleur, etc.
II. Phystologie de ta vislon.
148. ilarche des rayons lumineux. - Une partie des rayonslumineux qui tombent sur la connée transparente se réfléchit,mais I'autre partie pénètre dans l'æil1 la convexité de la cornéeet I'humeur aqueuse qui occupe la chambne antér'ieure disposentces rayons à converger vers le cristallin , {ûi, agissant à la ma-nière des lentilles bi - convexes , forme en arrière une imagerenversée de I'objet (PhysiÇue, no 34'l ).
1.48. Conditions de netteté de la vision. Ces conditionssont les suivantes :
{o liimage de l'objet doit se former eæ,&ctement sur la rétine,c'est-à-dire à une distance invariable du cristallin. Cette condi-tion est remplie par la faculté que possède le cristallin de mo-dilier sa courbure, de telle sorte que I'image soit amenée sur larétine ; il s'aplatit pour les objets éloigrrés et s'arrondit pourles objets rapprochés.
Cette propriété particulière de l'æil de pouvoir s'adapter àdifrérentes distances est appelé pouuoir d'accommodation. Evi-demment l'æil ne peut être accommodé en même temps pardeux distances différentes.
)o Il doit pénétrer dans l'æil tene quantitë conuenable delumière. Trop de lumière rend la vue douloureuse, trop peula rend confuse. C'est I'iris {ui, par ses contractions , agranditou rétrécit la pupille et règle ainsi la quantité de lumière guidoit pénétrer dans l'æil.
$o Les rcryons lumi-neuæ dniaent pénétrerdans l'æi,l suiuant Iadirection des &æes ai-suels I au3si les mouve-ments de la tête, aux-quels s'ajoute I'actiondes muscles de l'æil ,tendent-ils à orientercet organe d'une ma-nière convenable.
1,47. fa myopio. Ç
Fig' /1$' '- CEil mYo'e'a, imapes des objets dans le cas ordinaire; o',
images des' objets après I'interposition d'unelentille bi .- concave.
La myopie résulte de la trop grande
424 NoTroNs suR LEs scIENcEs pnrsreuus ET NATURELLEs
converité du cristallin, ce qui fait que les images se formentordinairement en avant de la rétine (fig. 45).
Le myope est donc obligé, pour voir distinctement, de rap-procher les objets de ses yeux jusqu'à ce que leur image seforme à la distance voulue. On remédie à la myopie par I'emploide verres concaves ; elle s'atténue souvent avec l'âge, car lessécrétions diminuant peu à peu, le cristallin lui-même perd unpeu do sa convexité.
,,48. La prerbytie. La presbytie est causée par le tropgrand aplatissementdu cristallin. Les ima-ges se formant au delà
a, de la rétine (fig. 46), lepresbyte est donc obli-gé d'éloigner les ob-jets pour les voir dis-
Fig. &6. - CEit presbyte. tinctement.On remé-o, images des objets dans le cas ordinaire; o', images die à cette affection
des objets après I'intorposition d'une lentille bi- par ltemploi de lunet-convexe' tes àverres convexes.La presbytie s'accentue avec l'âge, pour la même raison qui
tend à faire disparaltre la myopiel aussi presque tous les vieillardssont presbytes.
'lttg, Principales affections. - On appelle taies des taches blan-ches produites par des granulations opaques qui se forment dansl'épaisseur de la cornée transparente, et proviennent presque toujoursde cicatrices résultant d'ulcérations lentement guéries.
La catarsÆte est une maladie causée par I'opacité du cristallin oude son enveloppe.
On désigne sous le nom d'omourose la diminution ou la perte de lrvue déterminée par la paralysie du nerf optique.
Le strabisme est une disposition vicieuse du globe de l'æil détrui-sant la convergence normale des deux axes visuels (yeur lmtches).
Le daltomisrne est une affection singulière qui rend incapable dejuger des couleurs, ou du moins de distinguer certaines couleurs.Dalton en était affecté, et I'a minutieusement décrite.
Les personnes atteintes de daltonisme distinguent très bien les con-tours des objets, les parties claires ou obscures, mais non les teintes Ile rouge, pâr exemple, leur semble nert. < Pour ces personnes, a ditArago, les cerises ne sont jamais rnùres. l
QusstloNNArRE. - Qulest-ce que la vue? - Que comprend I'appareil de levision? - Décrivez le globe do l'æil. Quels sont les milieux transparents qg'ilrenferme? - Outre l,c globe ùe l,'æi\,, qu,a contient liorbite? - A quot seroemlles pawpières? - qrcU,c est b rnuqueusG quô ht topl,tt6f * Quels tont lctergûtut gui cotutituomt I'appareil locrymalî
L'ouip ttlÉ
euelle marche'suivent les rayons lumineux qtri pénètrent dans l'æll? - Qttctrhs
sont |,es comil,itioms il,e mctteté d,e ta oisiom, ei càmrnent sOnt-el,l,eS remplies por
les orgames d,e tiæôl,? - De quot, résul,tent ta myopta ct b presbytôe? commeht
y reméil,ie-t-on? - Quelles {om l,es pràmctpal,es affcctt'oms gwi pewoent attalnitrra
t'appareil il'e lo nttsiom?
CHAPITRE X
['OUI.E - L'ODORAT TE GOÛt TE TOUCHER
I. L'ouïe.
f5O. Définition. - L'ouie est le sens qui nous donne connÙ'it-
sance d,es bruits et d,es sons q,ui se prod,uisent o,utour dn nou's 'L'oreille est I'organe
de I'ouïe ; elle com-prend trois Parties :
l'oreille etterne , l'o'reille rnoAenne etl'o-r eille interne (fi g. 47 ) .
l5l. L'oreille ex-terne.-L'oreilleeæ'terneestformée: Lodupauillon, p artie carti-lagineuse particulièreà certaines esPèces
animales; 2o du con-duit auditif, canaloblique creusé dansl'épaisseur de I'ostemporal.
159. L'oreillemoyennê. -L'oreillernoyenne est séParée
de I'oreille erterne Par lequement on travers du
tympa,n, fine membrane tendue obli-conduit àuditif ; quatre petits osselets I
le marteau, lrenclurne, Iros
&lÀ6 NoîroNs su* LEs scr'Nc*s p'ysreur:s ET NATURELT.**
Fig. 48. - La chaînedes osselets de l'audition.
Ienticulaire et lrëtri,er (fig. 4g),disposés en arc, forment ooéc.haîne qui va de la membranedu tympan à la paroi de I'oreilleinterne.
L'oreille moyenne est remplied'air et communique avec le pha_rynx par la trompe d'Eustiche,ce qui fait que les deux facesde la mernbrane du tympan sonttoujours soumises à là mêmepression atmosphérique.
La libre communicatiôn de I'oreilleo, -marteau; b-, enclume; c, os len- mo.yenne avec le pharynx peut être
ticulaire ; d, étrier. facilernent mise en Ouiden.à. Il suÈ
salive en se bouchant les ,,u"ir,.Jtl""ioiïf"'f ff;"lï ï,:"î::r.Xîdans les oreilles provient de l,3il îgi, se trouvarit comprimé dansIe pharynx au moment de Ia déglutition, ne peut ,'a.r,upià"- fri't",fbsses nasales et s'introduit , par la trompe d3ustache, dans l,oreillemoyenne.
{53' L'oreille interneo - L'oreille interne est séparée deItoreille moyenne par deux fenêtres : ra fenêtûe oaare, contrelaquelle s'applique .le pied de r'étrier, et Ia fenêtre rond,e, fer-mée par une membrane. Blle comprend l; oestibuti,
-Ëuïiteo-voÏde placée derrière la fenêtre ourle, et dans laquerÉ aéno,r-chent les troi s c&nq,u,æ semi- circula,ires et le ii*oçon Le lima-çon est un _long tube conoTde, contourné en spirare comme lacoquille de I'escargot.
L'oreille interne est remplie d'un liquide particulier danslequel flottent les dernières ùmificationr or nuii acoustique.184' Mécanisme de ltaudition.
- Les ondes sonores recueil-ligq p.ut le pavillon sont concentrées dans Ie concluit auditif etdirigées vers la membrlne du tympan, qu'elres font vibrer àleur unisson. Ces vibrations, tranr*irc; dur iilermédiaire dela chalne des osselets , ébranlent le liquidà de- ibreille interne;et les fibrilles nerveuses ' ainsi excitées, aonn*nt la sensationdu son,
î'55' La surdité. - La surd,i,tépeatprovenir de l'épaississement dela rnembrane du tympan , _de t'anriytàre de la chaîne des osselets,rarement d'un vice de conformation de I'oreille irriu"rr.. sa cause laPlot fréguente est dans I'oblitération de Ia t"omf e
- d,Eustache. Lelibre accès de I'air dans I'oreille ,noyro.r" est, en effet, une condition
[,'oDonlr Ln cour 4Al
essentietle à la finesse de I'ouiel aussi n'est-il pas rare d'ouvrir Iebouche quand on désire entendre parfaitement, et de se surprendreà écouter ainsi bouche béante.
Quand la surdité est une infirmité de naissance, il est évident queI'enfant, n'entendant pas r ne peut apprendre à parler I il sera sau,rd,'tntLet.
II. L'odorat et Ie gott.
156. Définitioll. - L'odorat est l,e sens qut nous dortne lu sensa'tton des oderlrs.
aL57 . Les odeurs On admet que les odeurs sont produitespar des particules extrêmement ténues, qui s'échappent des corps odo-rants et se répandent dans I'atrnosphère ; ce gui le prouve, c'est queles corps sont rl'autant plus odorants.qu'ils sont plus volatils, et _quetoutes les causes qui favorisent leur volatilisation augmentent leurodeur.
Fig. 49. - Appareil de I'odorat.
{, nerf otfactif et ses rami{ications; 2, sinus frontal; 3, sinus sphénoidal; &r 6,6, corners supérieur, moyen, inférieur; 7, ouverture de la trompe d'Eustache;I, voiite dr palais; I, pharynx.
158. Appareil olfactif. - L'appareil olfactif (fig. 49) comprend lenez, saillie extérieure formant les /osses nasalesj tapissées par lamuqyse pituitaire, {ui présente plusieuns replis , et dans l'épais-
/t.5
428 NorroNs suR tus scrnNcns pnysreuns DT NATuRELLEs
seur de laquelle se ramifie le nerf otfaetif. Les particules odorantes,amenées par I'air au contact de ces fiiets nerveux, nous font percevoirles odeurs.
La finesse de I'odorat es! favorisée par l'étendue de la muqueusedes fosses nasales ; aussi, chez les animaux qui ont ce sens très déve-loppé, le Chien r par exemple, cette' muqueuse forme un très grandnombre de replis qui en augmentent considérablement la surfacË.I l'59. Substances sapides. - Le gofi,t nous donne la notion dessaveurs. Pour qu'une substan_ce soit sapid,e, il faut qu'elle soit liquideou soluble dans les liquides de la bouèhe.
..160. Organe -du
goût. - L'organe d,u gotr,t est la langue (fig. b0);elle est formée de fibres musculaires entré-croisées d,ans tous'lel sens,qui lui donnent une ertrême mobilité, Sa surface est couverte de
Fig. 50. - La langue, organe du gorlt.il0, muscles de la languei p, papilles filiformes i p', pagllles fongiformes;
e, épiglotte. I , nerf lingual; 2 , nerf glosso - pharyngien.
papi'lles, dans lesquelles aboutissent les nerfs du goùt. Ces papilless-o_nt plus nombreuses à la base de la langue I chez ôertains animaux,elles sont recouvertes d'un étui corné qui la rend très rugueuse.
La mastication vient en aide à la perception des saveurs, en contri.buant à la dissolution des matières solides dans les liquides buccaux.L'odorat la favorise singulièrement I aussi, quand celui-ci est atténué,comme dans le cas du rhume de cerveau, le sens du goùt est beaucoupmoins développé.
La Providence a placé les organes du gofrt à I'entrée des voiesdigestives ' comme eeux de I'odorat à I'entrée des voies respiratoires,afin de surveiller la qualité des aliments ou de l'air que nôus intro-duisons dans I'organisme. Le merveilleux instinct qu'ont les animaurpour repousser les aliments qui leur seraient nuisibles ne dépendpa1- du goût, mais de I'odorat, triuisque cette répulsion précède lapréhension.
LE TOUCHUR
III. Le toucher.
t6t. Iléfinition. - Le toucher est le sens qui nous fait jugerile la presence, dp la forme, de l'étend,ue et dn, la températuredes corps; il a pour organe général la peau, mais n'a pas pâr-tout la même délicatesse : c'est ainsi que chez I'homme il estsurtout localisé dans I'extrémité des doi,gts et de la langue.
f 69. Structure de la peau. - La peau (fig. 5l ) est formée dedeur couches distinctes: llune , le Cerffiê, relativement épaisse,est de beaucoup la plus importante; I'autre , l'épiderrne, formela couche superficielle.
f 6.3. Le derme. - Le derme a une terture fibreuse; il reposesur une couche de tissu cellulaire, et sa partie en contact avecl'épiderme est couverte de papilles dans lesquelles aboutissentles nerfs du toucher. Il contient dans son épaisseur les glandessébacées, qui donnent à la peau sa souplesse, et les glandes su,do-ri,pares, gui sécrètent la sueur. Lorsque sous I'influence du froidla sécrétion des glandes sébacées s'arrête, la peau se dessèche, 'se gerce, et il survient des creuclsses'.
C'est le derme, qui, par I'opération du tannâge, fournit le cuir.
LB4. l'épiderme. L'épiderrne est une couche protectricegénéralement mince qui recouvre les papilles. Un nombre incal-culable de nerfs de sensibilité siilonnent le derme et viennentse terminer à sa surface.
Quand l'épiderme est enlevé , ces nerfs r so trouvant en @Il-tact direct avec les objets, donnent la sensation de la douleuret non celle du toucher.
L'épiderme peut, par le frottement, acquérir une épaisseur consi-dérable : c'est lui qui constitue les cors aux pieds et les callosités qaeI'on remarque aur mains des travailleurs.
Une ampoul,e n'est autre chose qu'un peu de liquide interposé entrele derme et l'épiderme.
On appelle pigmcnt la matière colorante de la peau. Le pigmentconsiste en une multitude de granulations microscopiques appliquéesimmédiatement sur le derme et qui, vues à travers l'épiderm€r don-nent à la peau une teinte plus ou moins foncée suivant la race et lesindividus.
165. PnoouclroNs Épmnnureurs. - Qp range parmi les productionsépidermiques : les cheaeu,æ, les poils, les plumes, les éca'illês, lessnghs, les comtes et les scÔots,
^n
{30 NoTIoNs sUR tns scIENcEs PHYSIQUES wT NATURELTES
Les poils sont implantés rJans le derme et prennent racine dansp une cavité tubulaire (bulbe pi,lifère'1.
Les o'ngles sont également constitués(ng. 51) par des celltrles épidermiquesqui, au lieu de se réunir en une tigerrllongée, s'aplatissent pour former unelamelle cornée, {ui se moule exacte-rnent sur le tissu sous-jacent et y adhèrefortement.
Les plumes, les ëcai,lles, les corneset les*sabots ont une origine et unmode d'accroissement analogues à ceurdes poils.
QunstroNNAIRE, - Qu'est-ce que I'ouie?Décrivez I'oreille externe, I'oreille moyenneet I'oreille interne. - A guoi sert la mem-brane du tympan ? Comment transmet - elleses vibrations à I'oreille interne ? - D'où
Fig. 51. - Racine d'un poil. pe.wt proaeni,r I'a swril'i,té?
P, poil; E, épiderme; C, tissu _Quest-ce qwe l'od'orat? - A quoî' somt
ee1ulaire s-ous - jacent'; D il,ues les oil'ewrs? - Que eom'premil' lfappareùl'
derme; b, bulbe pilifère ig, g, oJfacti'f? - Quet est l'orgine il,u gô't't,a -glandes sébacées . Qu'est-ce que le toucher? - Quelle est la
structure du derme? - Quelles glandes contient-il? - Qu'est-ce que l'épi-derme? - A rywoi sont d,us les cors? l,es cal,'l,oSi,tés? - Qw'a:ppello-t'ofù pig-tnemt? - Qwel,les sont les principales pratl'uctdons épi'd'ermiq.ues? ,
CHAPITRE XI
ra v0Ix
{66. I}éfinition.. - La aaiæ est lu faculté çlue possèdent lesa,rai,mau,æ supéneurs de pouvoir, ù, aolonté, produi're des sonlqui leur pertnetterû de communicyær entre elræ.
il ne faut pas la confontlre avec la pa*ole , qui est la voixarticulée, et dont I'Homme seul se sert pour exprimer sa
pen$ée.
lB7 . Appareil vocal. - L'uppareil aocel ( fig. 52 ) comprendle laryna, partie supérieure et élargie do la trachée*artère.
t=-,e-4:"1-r=r:i;,.a.,F.'g;="È's:'+û-l;:-*!*.'t-,*:.a::=/l'T;-;-- 2 t'J),2.--a:.-'-:
/i t ^- : '::-.,
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r"a vorx 43t
Le larynæ (fig. 53 ) est, oomposé de piêces cartilagineuses réu-nies par des ligarnents eL mues par des muscles I il forme enavant une saillie, connue vulgairement sous le nom de pornme
Fig. 52. - Appareil vocal humain vu de face. Fig. 53. - Coupe verticalot, os hyoide; 2, saillie du cartilage thyroide, du larynx humain.
formant ce qu'on appelle vulgairement la l, 7, cordes vocales supérieures Ipomme d'Adam; 3, cartilage thyroide ; &, 2, 2, ventricule du larynx;cartilage cricoide I 5, trachée - artère. 3, 3, cordes vocales intërieults.
diAdam. Au-dessous de cétte saillie se trouve un organe san-guin spongieûx r rouge-brun ; c'est le corps thyroïde, dont ledéveloppement exagéré constitue le goitre.
La muqueuse du larynx reoouvre , de chaque côté, deur replismembraneux dirigés d'arrière en avant. et qui forment ce qu'onappelle les cordcs aocq,les. La paire supérieure (ligo,ments supé-rieurs de la glotte ) est impropre à la production de la voix Ila paire inferieure ( l.igaments inférieurs de la glotte) constitueseule ltappareil générateur du son. Des muscles peuvent rap-procher plus ou moins les ligament,s de droite des ligaments degauche jusqu'à obstruer le passage de I'air ; c'est ce qui arrive ,par exemple, quand on prononce des voyelles en les détachantles unes des autres.
La glotte est I'espace libre que les cordes vocales laissententre elles. Une mernbrane cartilagineuse ,l'épiglotte, surmontele larynx , et, en se rabattant , peut en fermer ltouverture.
16B. Production de Ia yoix. - Sous I'action des musclos dularynx, les cordes vocales se rapprochent, et ltair, chassé despournons par la contraction des muscles de la respiration, forcele passage et les fait, vibrer comme vibrent les lèvres de I'ins-trumentiste dans le jeu de la trompette, du trombone. L'erpira-
432 NoTroNs sUR LEs ScIENcES PHYSIQUES ET NÀTURELLES
tion étant alors lente et les muscles en contraction permanente,I'appareil respiratoire se fatigue facilement.
La tension plus ou moins considérable des cordes vocales, oula diminution de leur partie vibrante par le contact d'une frac-tion de leur longueur, augmente la rapidité du mouvementvibratoire des bords libres et donne naissance aux sons élevés;on devine que, daris ce cas, la production du son est très fati-gante.
L'homme possède deux registres de sons bien distincts z la aoiæ depoitrine, dont il use dans le parler ordinaire , et la uoiæ de faussetou de tête, plus flûrtée que la précédente, et dans laqueile les cordesvocales ne vibrent que partiellement.
Dans le chuchotement, les cordes vocales ne vibrent pas ; ce quiexpligue pourquoi il est impossible de fredonner un air en chucho-tant.
La parole, - La voix n'est qu'un son; la parole est le son articulé,c'est-à-dire modilié par les organes qui surmontent le tuyau vocal ,et qui sont : les /osses nasales , la bouche et les organes qu'elle ren-ferme.
Les éléments de toute langue parlée se divisent en aoqelles et enconsonnes, dont la réunion forme les syllabes , {ui à leur tour com-posent les mots, signes des idées. Les voyelles sont produites par lesvariations de forme et de uolume de la cavité buccale , et les organesqui modifient le son rendu font naître les consonnes.
QursrroNNArRE. - Qu'est-ce que la voix? - Que cornprend I'appareil vocal?-Décrivez les organes du larynx" - Qu'est-ce que la glotte? - Comment se pro-duit la voix? - A quoi sont dus les sons élevés? - Qw'est-ce qwe la parola! -Qwel,s sont log é|,éments d,e towte lwrt,gue pafl'ëe,
DEUXIEME PARTIE
T.OOLOGIE DESCRIPTIVE
NOTIONS PRÉLIMINAIRES
{69. Classification zoologique. - Pour faciliter l'étude et la con-naissance des différentes espèces animales, on les a sectionnées encatégories, qui se subdivisent elles-mêmes et successivement en plu-sieurs autres. De cette façon, toutes ces espèces se sont trouvéesréparties en groupes suffisamment nombreux pour que chacun d'eutne comprenne qu'un nornbre relativement restreint d'espèces.
Pour établir ces catégories, on a eu recours à la considération dedifférents caractères.
Un caractère est une disposition organique ou physiologique, per-manente, particulière à une espèce ou à un groupe d'espèces.
La forme des dents, Ie nombre des membres, le mode de respiration,gont par eonséquent des caractères et peuvent être utilisés pour laclassification des espèces. Les caractères devant être permanents, ils'ensuit que la taille, la couleur, {ui ne sont souvent que des étatspassagers, ne peuvent servir de base à l'établissement d'une classi-ûcation.
Les classi,fications arti,ficielles ou ' syst èmes sont basées sur la con-sidération des caractères tirés exclusivement d'un seul organe. Cemode de classification, facile à appliquer dans la pratique , a I'incon-vénient de ne rien apprendre sur I'organisation de I'animal en dehorsdu caractère fondamental dont on s'est servi p.our le classer, et derapprocher souvent des espèces qui ont ce rnême caractère commun,mais qui diffèrent considérablement l'une de I'autre à tous les autrespoints de vue.
La classi'fication naturelle s'appuie sur des caractères tirés, nond'un seul organe, mais sur I'ensemble des caractères que peuventprésenter les différents organes de I'animal r €tr attribuant à chacunde ces caractères une importance relative plus ou moins grande.
M
434 NorIoNs guR r,Es scIENcES DT PHYsIQUES NA,TuREttEs
Le grand principe de la classification est donc basé sur la subordù-na,ti,on des caractères, qui attribue à certains organes et à certainesfonctiOns une importance telle, qu'aucun changement ne peut s'Y
introduire sans entrainer à sa suite des changements notables danstoute I'organisation.
ll7Û. Nomenclature zoologique. - Le règne animal se subdivisesuccessivement en embranch,entents, classes, ordres, fami'lles, trtbus,gerùres, espèces, ro,ces, uari,éttis, indt'uid'us,
Pour désigner I'espèce, on emploie deux rnots latins : le premierest le nom du genre auquel I'espèce appartient , et le deuxième I Quiest souvent un adjectif, caractérise I'espèce. Ainsi le genre Çant'srenferme les espèces Canis lupus ( le Loup ) , C. uulpes ( le Renard )C. fami,h,arts (le Chien domestique), etc.
On appelle aariétti un groupe dont les individus diffèrent des autresindividus de la même espèce par des caractères de peu d'irnportance,comme la taille, la couleur. C'est ainsi que dans I'espèce à laquelleappartient le chien domesti{u€, on trouve comme variétés : le Dogue,le Griffon, le Teme-neuue, le Ch'ien de berger, etc.
On donne le nom de race à une variété dont les caractères se per-pétuent par I'hérédité , et que des soins particuliers peuvent modifier(éIeuage),-
L'i;diuid,u est le d,ernier terme de la subdivision I c'est un auimalconsidéré en particulier.
/t71. Caractères spécifiques de I'homme. Les caractères quidistinguent I'homme âe I'anlmal sont surtout des caractères psyclrc'logiques et moruttæ,
Fig. 5&.
Crâne d'Européen.
Au point de vue de son organisationprincipalement par le développementi'angle faci,al, la conformation de la
rig. 55.
Crâne de Singe.
physique,. il s'en distinguedu cefaea,u, I'ouverture dentatn et la stdtion aertt-
cale.On appelle angle f acr,al (flg, 5&-55) I'angle ABC formé par _deur
droites -partant ioutes deux de la mâshoire supérieure , au niveau
NOTIONS PRÉLIMINÀIRES 435
de la base du nez , et passant, l'une par le milieu tle la droite quijoint les deux conduits auditifs externes, €t I'autre entre les deuxsourcils. Pour I'Homme civilisé, il est de 80 à &5o ; ehez quelquesmisérables peuplades, il descend jusqu'à 64o I chez les Singes, il estde 60 à 30o ; chez les Chats, de 30 à 260.
Races humai,nes, L'espèce hurnaine est unique. La tradition t
I'histoire, la comparaison des différ'entes langues, I'examen approfondides ossements trouvés dans les couches géologiques, tout confirmece que la Bible et la foi chrétienne nous enseignent au sujet de I'ap.parition de I'Homme sur la terre.
Cependant , malgré cette unité d'origine , des causes particulières,telles que la nature du climat , la manière de vivre, ont à la longueintroduit dans I'espèce humaine des différences physiques qui ontnécessité sa subdivision en races. Ces diflérences portent surtout surla couleur de la peau et la forme du crâne.
Les races humaines sont : la race blanche, europëenne orr cûucû.sique; la race jaune, asiatique ou rtùongolique; la race moire outith,i,opiqué, et la race rouge ou amëncacne.
L'ethnographr,e est une science qui étudie les mæurs et les habi-tudes des différents peuples.
179. Division du règne animal en embranchements. - Lerègne animal a été divisé en embranchements d'après les carac-tères tirés de la perfection plus ou moins grande des diversorganes et spécialement du système nerveux. La classificationactuelle comprend neuf embranchements :
(nHzrJlEEùlh.{H
c7zÊqÉHr{
frlÊ
FI
Èl
t-t.r.1
EF./r
Système nerveux cérébro-spinal ren-fermé dans une enveloppe osseuse,le crâne et la colonne vertébrale .
Corde dorsale, rudiment d'axe céré-bro-spinal . . . . 6 . . . . . .
Système nerveux formé de trois pairesde ganglions, corps mou générale-ment protégé par une membranecalcaire
Système nerveux formé d'un certainnombre de ganglions réunis en unechalne médiane. Membres articulés.
Système nerveux composé d'autantde paires de ganglions qu'il y a
d'anneaux dans le corps de ltani-mal, Pas de membres articulés. .
VnnrÉsRÉs.
TutucrERg.
MolruseuEs,
AntnnoPoDEg.
VEng.
H.HzzoFÉgA,.4t-l.HEtsû
frl
tsO .frl<EAtsû
Êle
?t);{ar{Er|1trf(JzÉmEr{
{36 NorIoNs suR LEs scIENtES PHYsIQUES r:T NATURELLES
7 Système nerveux composé d'un an-t neau central et de cinq nerfs '
I disposés en rayons. Peau incrus-I tee-de calcaire-et ae piquants. . . ÉcnmonERMEB.
\ Système nerveux rudimentaire et
I rayonné. Appareils de la diges-
I tion et de la circulation confon-\ dus . . . ., . o . . . . . Cof,gNrÉnÉn,
/ Corps formé d'un sac sans distino-\ tiondtorganes. . . . . . SpoNcIAIREs"l*{ Corps formé d'une ou plusieurs cel-
I tutes sans aucune distinction d'or-\ ganes.... ....... PRorozoaIREs.
Les huit derniers embranchements forment le groupe desinaertébrés.
QunstroNNAIRE, - Quell,e ast l,'utilité des classifr,eatôoms? - Qu'est-ce qoo'uncaractère? - Sur quoi sont baséæ les classlficatioms artifi,cr,el,les? Quel, est l,eurttæontsémient? - $ur qwoi s'appuie la classifr,catiom natwrelle? - Comrnemt scsubil,insise l,c règma ami.mal? - Qwets sont les carantères spécifi,qwes d,e l,'Hornme?
- Qduppelh-t-on angl,e facial? - Qwetles soml, l,es prtncipales rqÆes hwmaimes?
- Faites lc tableau synoptiquc il,e la subd,itsision il,w règne animal, an embran-ahdtncnts.
CHAPITRE I
TES VERTÉBRES
173. Caractère des Vertébrés. - Les Vertébrds son[ pourvusd'un squelette dont la partie principale est la colonne oerté-brale. Ils possèclent un système nerveux céréb*6- -"pinal, pro-tégé par des enveloppes osseuses et situé au-dessus du canaldigestif. Ex. : le Chien, Ie lVloi,neau,la Vipère, la Grenouille,la Carpe.
On les divise en cinq classês suivant le tableau ci - des-sous :
ffi ( g ( Respiration toujours pulmonaire, sang
É ) 5 ) à température constante, corps cou-E ) 3 ) vert de poils, mamelles, quatre mem-F (F( brgs . . . . .. . . . . . , . . . MAnautr'ÈREs.
I
l
tr\É l.^m,/ Ëi*r,: iF-t \ c.
=là
CTASSE DES MAMMIF'ÈNNS 437
Respiration toujours pulmonaire, sangà température constante , corps cou-vert de plumes, quatre membres dontdeux transformés en ailes OrsBLux.
llespiration toujours pulmonaire, san{tà température variable, corps couvertd'écailles, quatre membres ou pas dutout .... RgprILEs.
Respiration bra nchiale puis pulmonaire,sang à température variablel corps nu,quatre membres ; métamorphoses . . Be.rnecrENs.
Respiration toujours branchiale, sang atempérature variable, corps couvertd'écailles, membres transformés en na-geOires .. .... PotssOttS.
CIASSE DES MAMMIFÈNNS
174. Caractères des Mammifèresl - I.es Mammifère.s sontdcs animaux à sang chaud. Ils ont un cæur à quatre cavités,une respiration pulmonaire ; leur squelette se compose à peuprès des mêmes pièces que celui de I'homme.
Le caractère particulier qui seul suffit à les déterminer consistedans Ia présence des mamelles, organes sécréteurs du lait, destinéà nourrir les petits pendant les premiers temps de leur existenoe.
On les subdivise en t6 ordres incliqués dans le tableau suivant :1r mains, dentition analogue à celle de
Ithomme. SNcEs.4 mains, dentition d'insectivores . . LÉnrunlnr\s.
Dentition oomplète, canines très fortes,griffes puissantes. . CmNrvoREs.
Dentition de carnivores ! menrbres
(nFTÉ4i1tïEËH
CN
,hJ)
rt)q)
hD
v)
Èf1
zo
transformés en nageoires.Dentition complète , molaires
PrxNIpÈDES,
hérisséesde tubercules aigus . . INsncrtvoREs.
Dentition d'insectivores, ailes membra-neuses CuÉmoprÈnns.
Dentition incomplète, pas de canines. RoncnuRs.Dentition incomplète, ni canines ni in-
cisives . . . . . . c . . . ., . . EogxtÉs.
438 NofIoNs stJR tEs scrENrES pnysreuns ET NÀrurrnr,rffs
u,og(Ëo(/)
'FtlFlD
zo
N.MBRE ( 5 doigts au pied, une trompe.rMpArR
"E i 3 doigts au pied, une corne.Dorcrs (l aoigt au pied. . . . . .
( 4 doigts au pied, estomacNOMBRE \ sinnplg. . . r . . . . .
PAIR IDE Dororu J 2 doigts au pied, estomac
( multiple. . . . . . .
PnonoscrDlENS.
RnrNocÉRos.
SoltpÈnns.
PonclNs.
RuutrqaNTÊr.
CÉrecÉs.
ïIfrrnsuprÀux.
I\{oNornÈMEs.
u2t?É,fJtF{l.-a
HE4E
Corps en forme de poisson et dépourvu depoi{s, dents semblables . . . . . o . o
2 os marsupiaux soutenant une poche mar-supiale, dentition variable. . . . . . .
2 os marsupiaux soutenant une poche mar-supiale , pâs de dents , bec corné, ovi-pares.........
178. Singes. - Les singes sont aussi appelés quadrumo,nesparce que le pouce de leurs pieds est opposable aux autres doigts.
,I
n
;-à-SFig. 56. - Magot d'Algérie ( Singe de I'Anclen Continent).
ce qui fait ressembler ccs membres à des mains. On les diviseen deu.x familles, les Singes d,e l'Ancien Continent et ceux duNouaeau Continent.
\it
cLÀssu DEs uauursÈnus 439
1,o Les Singes de l'Ancien Continent ont trente-deuæ d'ents ,cornme l'homme, et leurs narines sont séparées pd,r une cloison.On distingue les singes anthropomorphes, qui ressemblent à
I'homme par la station verticale et I'absence de queue ; tels sont :lo0rang-outang, le Chimpanzé, Ie Gorille et le Gibbon.
Ces singes, {ui atteignent la taille humaine , habitent surtout lespays chauds, comme les îles de la Sonde et la Guinée.
Les singes ordinaires ont aussi trente-deux dents, mais ilssont de petite taille et ont une queu.e. Les principaux sont :
le Magot (fig. 56 ) , le Macaque, le Guenon , gui habitentI'Afrique.
lo Les singes du Nouuea,u Continent ont trente-siæ d,ents, leursnarines sont très écartées et leur queue est prenante, c'est-ù-direpeut s'enrou,ler autour des branches et seruir ainsi corwne uncinquiènxe rnernbre. Les plus remarquables sont: les Sajous, lesSapajous, les Sakis et tei Ouistitis.
l7B. Lémuriens. - Les Lémuriens se distinguent des Singesper leur dentitian conxparable ù, celle des insectiuores ; ils leurressernblent par leurs cluatre mq,ins. Ex. : le Maki de I\{a-dagascar et le Galéopithèque ou singe volant de I'archipelMalais. ..
177. Carnivores.outre'd,es incisiues ,des canines trèsdéaeloppées , for-tement implantéesdans les mâ,choires,et d,es molatres aa-guës et tranchan-tes, destinées ù cou-per la chair dontils se nourcissent(fig. 57). Leursdoigts sont termi-nés par des griffespuissantes et acé-rées.
Les uns marchent le talontrémité des doigts ( fig. 58 ) :
appuient la plante des pieds
relevé r Do posant à terre que ltex-ce sont les Di,gitigrades ; d'autrestout entière sur le sol : ce sont les
La dentition des carniuores cornprehd,
Fig. 57. - Crâno de carnivore (Lynx ).
440 Nor'IoNS sun LEs scrnNcns pHysrQUEs ET NATURELLEs
Plantigrad,es (fig. 59 ). A côté de ces deux groupes se rangetoute une catégorie de petits carnivores qui ont le corps allongé,
Fig. 58. - Pied de digitigrade. t, talon. Fig. 59. - pied de plantigrade. ,, talon.
les jambes courtes et le museau pointu. Ces animaux permr-formes, tous avides de sang et de carnage, sont Ie fléau desbasses- cours.
| 78. Tribu.9rr Digiti_grades. - La tribu des Digr,tigrad,es com-prend: Ies FéIi,ns, les Hyènes et les chi,ens. Les- Féjins ont lesong_l9s rétractiles, c'est-à-dire..gu'ils peuvent,, à leur sré, les fairesaillir ou bien les retirer dans I'intérieur de la phtte et faire, âo**. ooditr-patte de aelottrs. Cette curieuse disposition des griffer i*r garantitde I'usure par le frottement sur le sol èt les empêcËe de s'émousser.
Les principales espèces sont:,es prtnclLion , lele Tigre, le Léopard, ,Panthère et le Chat.
lela
Les Hyènes comprennent uncertain nombre d'animaux queI'on reconnaît facilement à leurdémarche gauche et embarrassée,résultant de ce que leurs mem-bres postérieurs sont moinslongs que les antérieurs. Ces ani-maux se nourrissent de viandecorrompue, qu'ils recherchentpendant la nuit. Ils sont lâcheset attaquent rarement l'homrne.
Les Chiens n'ont pas d'onglesrétractiles l leur langue est douce:ils ont I'odorat très développé.
Il existe un très grand nom6rede variétés de Chiens domes-
Fig. 60. - Renard. tiques, toutes remarguables parle développement de leur intelli-
gence et les services désintéressés qu'ils rendent à I'homme. Les prin-cipales sont : le Çhien de bergerrle Terre-Neuaer re Dague, le caniche,le Léarier, etc.
Le Loup, le Renard, (fr,g.60) et le Chapat appartiennent à ce mêmeFroil
pe.
Fig. 60. - Renard.
uLa$iûË tlgg Mams.rrI;rrgs {dl'T79, Îr{bu des Plantigrados. - La tribu des plantigrades,
moins nombreuse que la"précédente, comprend les espèëes quiidans la marche, appliquent sur le sol toute la plantè de leurspieds. Les plus remarquables sont les Ours et les Btaireo,ltæ.
{.8O. Carnivores à corps vermiforme. - Les principales espècesq. c.e groupe sont : la Martre , la zibetine , l'Hôrmine (fig. 6l ), laFouine , la Belette, la Loutre eI le Furet.
La plupart de ces bêtes exhalent une odeur désagréablel toutessont très nuisibles en raison des dégâts qu'elles causent dans les pou-laillers. Cependant I'industrie tire un grand parti de leur founure,spécialement de celle de la zibeline, {ui se vend jusqu'à 3000 fr. pièce .
La Loutre a les doigts réunis par une membrane I elle nage facite-ment et dépeuple les viviers; le furet est utilisé pour chasser Ie lapin.
Erig. 62. - Morse (atteint jusqu'à 5 mètres de longueur).
$g NOTIONS SUR LEg SCIDNCES PHTSTQUES ET NATURELLIS
tSt. Anp1tbior oa PinnipèdeE. .- Les amphibrns sont aussi
,Wi*- piànipèd,es po,rce Eue lcurs .membres sont transfownéc
ennegeorreE. 'ces
ariimaux vivent généralement dans I'u.ul, 9ùif, uont très agiles, tandis qu'ils se meuvent difficilement à terre"
ffi; dentitioË est la même que celle des carnivores ' et leur
nourriture consiste en poissons et mollusques'
Les principaux sont le phoque ou^chien de 4er, que -l'on chasse
,urtonî a Îeïre-Neoo*, et le i[ortt (fig: 62) ou Étephant de mer, qui
;;tia- le Groenland. Le Phoque est estlpé pour sa graisse et sa four-
;r;, et le Morse pour I'ivoire de ses défenses.
182. INsrcnvoREs' - I'esleur nourcthre, qut, consæte
!'ig. 6$. - Hértsson.
d,isposttron pA,rtr,cutière du système d,entaire, En effet, ces anr"tna'uæ
oni d,ut rnolàtres hérissées de tubercules pointrr,s s'engrenant les uns
o"i:'::"i"#:t"nr*.,rx hibernants, {ui rendent te, pru, grand,s ser-
vises à I'agriculture, êo détruisant un nombre considérable de larves
fig. ô4. - Chauve-sollris.
Les Insectivoresles plus rêffi&r-quables sont : laTancpe, le Hëris-son (fig. 63) et laMusarangne.
188. CsÉmoP-TÈREs.- Les Qhé,i'roptères sont d'es
Iræecti,uores adaP-tés ù la ate q,é'
rtenne, Les d,oigts d,es rnembres supérianrs, très déaelappés, sont
réunis entre eua et ûuæ tnernbres infërieurs pûr urùe rncmbrs,na $ar-
et d'insectes nuisibles.
c[,Àsgu DËs MAMMTTÈnus 443
aant a,u, uol, Les principales espèces sont les Cho,uaes-sutrts (fig. ô4) etles.Roussettes, Les Chauves-souris de nos régions ne sortentguère quele soir, d'où leur nom de uespertilions. Blles se nourrissent surtout demouches et de larves I aussi le cultivateur doit les considérer commedes auxiliaires et ne pas les erterminer. Pendant I'hiver, où les in-sectes sont rares, elles se suspendent par les pattes postérieures, etrestent ainsi plongées dans I'engourdissement jusqu'au retour desbeaux jours.
184, RoNcBuig. - f,ss Rongeurs sont caractértsés par l'absencede canines et le déueloppement constdtirabledes incisiues médianes (fig. 65). Celles de lamdchoire supérieure gltssent conorne des lamesde ciseau sur celles de la ntachoi,re infërieureet seraent ù bouper les ractnesrles eicorces, les
frui,ts dont ces antmo,uæ se noumtssent.Les Rongeurs les plus connus sont : rfcu- cr*.1t"*afr0"*otreuil,le Loi.r, le Rat, le Campa-gnol, le_ Po79- ou-Souris des ôhàmps.
Eptc, le Lièure,le Lapin et le Castor (fig. 66).Les Rats , les Surmulots , les Mulots et les Loirs causent de gran_ds
dégâ+r dans les vergers et les champs, et la Souris dans les maisons. Le
tlç
Fig. 66. - Caetor.
Lièvre et le Lapin sont des gibiers très estimés. Les Castors, quine'setrouvent guère que dans le Canada, habitent les bords des rivières etse construisent avec des branches des huttes au milieu des eaux.Leur fourrure sert à faire les chapeaux de feutre.
{.85. ÉnBNrÉs. - Les lÛd,entës ont une d,entitton nulle ou tout ùfait rud,imentaire. Leurs doigts sont terminés par des griffes longuee
et recourbées.
M4 NorIoNs sUR LDs SSIENcES PHYSIQUES ET NATURELLES
Les principaur Édentés sont : les Ps,resseuæ, les Tatous, les P60$'
golins et les Fournciliers, ,,
Fig. 67, - Crâne du Tamanoir ou Grand-Fourmilier.
lB6. Les PnososcrDrENs sont ainsi nommés à, cause de la' pré-sence dlunetrompe qui pt olonge leur nez et \eur sert d'organe de
préhension. L'exirémité de cette trompe est d'une exquise sensi-
bitité. Ils n'ont pas de canines, mais leurs molaires sont énormes
et leurs incisives transformées en d,éfenses. Leur pied a cinqdoigts, munis chacun d'un petit sabot.
Fig. 68. - fiepnant indien.Longueur (sans trompe et sans queue ), 2 à 3 mètree.
Hauteur moyetrne du mâle, 2',80; de la femelle, Z'rfi.
L'Eléphant est la seule espèce de Proboscidiens existant actuel-lement. Cet animal, le plus gros et le plus lourd des mammifèresterrestres, est aussi le plus intelligent. L'éléphant des Indes surtout,qui est domesti{ué, exécute avec une habileté remarquable les _tra-fau* les plus difficiles. On chasse l'Éléphant pour ses,défenses, dont,ï'ivoire se vend à un prix très élevé.
ry'lq€
*#i:
cLÀssn DEs MAMMIFÈnrs .44b
187. Le RnlNocÉnos rda pa's de trompe, mais u,ne corne Eut"
le nez. Ses doigts , &u nombre de trois, sont chacun pourous
d;'un sabot. Le- Tapir, plus petit que le Rhinocéros ' a aussi
trois doigts au pied et porte une petite trompe.
{88. Sot tpÈpEs. - -Les Sotipèdes n'ont qûun cl'oigt ù' chaque
pied,, et æ iloigt est muni il'in sabot corné. Chez les Solipèdes'
ie raOius et le-cubitus sont soudés , ainsi que les os métacar-piens, {ui ne forment qu'un seul os appelé .le canon. Les
incisives sont séparées des molaires par un intervalle assez
grand appelé la bàme I c'est là qu9 se place le mors qgi sert àéonduirô
-cer animaux. Les Solipèdes les plus remarquables sont
le Cheoal , l'Ane eLIe Zèbre.Le Cheval et I'Ane sont utilisés depuis la plus haute antiquité et rendent
de signalés services. Le Mulet, produit du croisement du Cheval et
de l'Ànesse, est aussi une excellente bête de somme. Le Zèbre, quivit dans l'^A.frique méridionale, est peu facile à domestiquer.
lB9. Poncns. - Les Porcins sont d,es ongulés qui ont quatred,oigts à, chaque pied, mais d,ont deuæ seulement seraent ù lamarche. Leui aentition est complète, et leurs canines sont quel'quefois d,éueloppëes en forme de défenses. Le museau des Por-ôini s'appelle groin I leur peau épaisse est couverte d_e poils dursnommés'soieslqu'on utilise pour faire des brosses. Les Porcinsles plus connus lont : le Porc,le Sanglier ell'Hippopot&rne'
Le porc, domestiqué detoute antiquité, est d'une.grande utilité dans I'alimen-tation ; il s'engraisse trèsvite et sa viande est ercel-lente, pourvu qu'on ait laprécaution de la bien cuireafin de tuer les trichinesqu'elle renferme parfois. LeSanglier, gui ravage leschamps et les cultures,n'est qu'un porc à l'étatsauvage ; sa femelle s'ap-pelle laie, et ses petits mar-cassins. L'Hippopotame estun animal informe et deforte taille qui habite lesgrands lleuves de I'Afrique I
lg0. Ruuur.Nrs. Les Ruminants doiaent leur nam ù lo
faeulté qu'ils ont d,e faire rsnuonter les aliments de l'estamacdaræ labouche pour les remû,cltef , octe rypelé ruminqtion.
{5*
Fig. 6U. - -Estomac de Ruminant'
æ, æsophage; b, feuillet;c, bonnet; d' panse;e, e,aillefte ; /i intestin.
I'ivoire de ses dents est très estimé.
446 NorIoNs suR LEs scrrNcns pnrsreurs ET NaTuRELLEs
Ltestomac de ces animaux est formé de quatre cavités : lat(r,nsê,lebonrætrle feuillet, la caillette (fig. 69). La panse est unsimple réservoir où s'accumulent les aliments qui ônt subi unemastication incomplète ; le bonnet est une anneie de la panse,c'est du bonnet que les aliments remontent à la bouchô pourêtre broyés .et imprégng*. de salive ; le feuittet est la partie quireçoit les aliments ruminés ; entn la caillette est le ïrai æio-mac, sécrétant le suc gastrique. De la caillette du veaù onextrait la présu,re, Qui peut faire cailler le lait.
Les Ruminants ont une dentition incomplète ; ils n'ont pasde canines, et leur mâchoire supérieure est privée d'incisiv'es ;leurs molaires sont couvertes de lignes saillantes en forme de
{âpgr. Leur pied 9lt pourvu de deux grands doigts cornés etde deux autres rudimentaires. Comme chez les Solipèdes, les osdu métacarpe se soudent pour former Ie canon.
L'ordre des Ruminants peut se subdiviser en quatre famillescaractérisées par la présence et Ia nature des cornes :
cornes persist&ntes, {crat'ses " Bovidés, Antilopidés, ovidéo.
I Pleines .. Caméléopardés.
Cornes cad,uqwes ou, bois.' Cervidés.
Pas de cornes .' Camélidés.
Les Bouid,és sont le Bæuf domestique et les bæufs sauvages : Zébade Madagascar, Bison de I'Amérique du Nord , Buffle de I'Inde, yackdu Thibet. Les Oyi'dés, dont les cornes sont recourbéesen arrière , sont :le Mouton et la Chèvre, qui habitent surtout les pays secs et monta-gneux. Les Antilopr,dés ont les cornes à peu près droites. Les plusrecherchés pour leur chair délicate sont : l'Antilop€r la Gazelle, ôt leChamois.
Les Caméléopardës (de Caméléopard,, ancien nom de la Gi-rafe ) ont deuæ petites cornes persistantes recowuertes de peau.
Le seul animal de I'espèce est la Giraf e, le plus haut de tous lesanimaur; il habite les régions chaudes de I'Afrique.
Les Ceruidés n'ont pas de cornes , nr,q,is d,es bois q%i tombentù chaque printemps et repoussent ensuite a,uee une branche(andouillerl de plus.
Les principaux sont z le Cerf , le Cheureui,l,le Renne.Le Cerf , en troupes nombreuses, habite les grandes forêts de nos
pays; le Cheureuil,, plus petit, vit solitaire I le Renne est domes-tiqué dans les régions boréales, on s'en sert comme bête de sommeet de trait.
uLAgsB DBs xauulrÈngs t47
Les Camét;i1és rf ont pas de cotytes , ma,is leur dentition est
à, peu près complète.Le Chamea,u porte deux bosses, et le Dromadatre une seule (fi9.Ï0).
Ces bosses sont àes réserves de grâisse que I'animal utilise lorsque, dans
ses longs voyages à travers Ie âésert, il ne trouve rien à rnangerl ilpeut d'àitteurr-r, passer de boire pendant une semaine environ' La
Fig. ?0. - Dromadaire (chameau à une bosse )'jlongt oor, 3 m.; hauteur du garrot, 2 m')
a, omoplate et garrot; b, huméms; c, cubitus.; d, carpe ou poignet; erlléta'carpe oo puo*e; f;doigts; g, orteiis; h, métatarse ou cou-de-pied'; i, tarsel
h, tibia; l, rotule.
vitesse du chameau est aussi proverbiale que sa sobriété : i-l-peut phr-
courir plus de cent kilomèfres pal ioui. Le Larna, la Vigogne et
l, Atpacà sont des Camélidés des Ândes qqi servent de bêtes de somme
et dont on utilise la fourrure pour faire des étoffes'
l9l. CÉtecÉs. Les Cétacés, Que l'on pourrudt canfondre
cil)ec tes Poissons ù cause d,e la forme de leur corps t possèdent
tows les caractères d,es Mammifèresrbien qu'ils tsùtent consta'rù-
rnent d,ans la mcr. En effet , leur respiration est pubnonui're,Ieur circulation comprèi'e,
'et ils porlent des ma,melles. Leur
ped,u est nue ; teuri membres, profoniHment modifi'és t soyt't
iransforrnés tn nogeoires, êt teui queu,e , touio-urs horizontale,
leur àert d,'organc"ile propulsion. Les uns sont herbittores, et Iæg,utres cd,rniuor&.
448 NorIoNs suR rus sct!:Ncr;$ pHysleulrs ET NÀtuRErLEs
-l.t princ_ipaux Cétacés sont: les Baleiner, les Cachalotc, les Dau-phr,ns, les Marsoui,ns et le Lamanti,n.
La Baleine est lg.,p.t1s gros animal de la création I elle peut peserautant que trente Eléphants et atteindre 20 à 25 mètres de longueur. La
Fig. ?1. - Crâne de Baleine.o, fanons ; D, maxillaire inférieur.
Baleine n'a pas de dents , rnais des fanons , lamelles fibreuses serréesIes unes contre les autres. Elle se-nourrii exclusivement de petitesproies : mollusques , - poissons , crustacés. on la pêche pour i'.huileque fournit son épàisse couche de lard.
Le Caehalot, presque aussi gros que la Baleine, est recherché poursa graisse, afpelée blanc de batei,ne, dont on se sert dans la fabïica-tion des bougies diaphanes. Les Dauphins et les Marsouins sontfréquents dans nos parages. T.e Lamantin, des antilles , est un her-bivore.
Les Marsupiauæ habitent , presque tousl'Austra,lie I leur système d,entàire pré-sente des types de tous les ord,res pré-cédents I aussi, sd,ns la présence des osrnarsupi,aoæ, gui seruent à les classerdans un ordre spécial t ortr les trou,ue-rait d,isséminés d,ans tous les ordres desMammifères.
Les os rncwsupiau.æ (fig. 72) dépendentdu bassin, et sont destinés à soutenir une
Fig. ?2. - os,à#*,u*. rï:*:"*:*,1::"i1T"Lt_î; *:*.llï:L L'o' 'a' - \'-''::Io"oto*. placés dans cette poche aussitôt après leuril{.' marsupiauxi naissance, y trouvent un refuge.i, os iliaque; s , sacrum. -
Î,es lvtr"*pi"o* les plus remarquables ,parmi les espèces actuellement vivantès, sont lis Sari,guei et leaKanguroos.
199. Mensuplaux. -
Le Kanguroo (ffg.par la longueur deil ne progresse queI'Amérique du Sud.
ur..as$til SËs MalûMtr,'$tt$s' â49
?3), gibier favori des Australiens' est remarquable
,â' {'o*oe et de ses membres postérieurs; a_ussi
fi, 'd;, bonds énormes. - La $a.rigue vit dans
Fig. 73. - Kanguroo (,taille : 6.5 cm.).
193. Monotrèmes. cOmme les précédents t ces animauæ
uppartienncnt ù l'australie ; cornrrue euæ , ils ont des os trro,f-
,uptou, qui soutr,ennent uræ poche marsupiale plus petite' Ilsnàû pû; d,,e dents, mais un iet corné , et tls ponilcnt des æufs'
flg. - Ornithorlrnque (Iongueur : {5 c'm'}'
par ces derniers caractères ils ressemblent aur oiseauxr mais ils en
aifOrent par la présence de quatre_ pattes et des mamelles. Les deur
monotrèmes connus sont : l'orni.tharynque (fi$. 74), {ui pond deur
caufs , et l'Echodna, {ui n'en pond qu'un seul'
150 NoTroNg sun Lts scruNcus pilysreups ET NATURELLf,g
QursuoNNÀrRE. * Quek gont les caractbres des vertébrés? Donnez leur sub-division en classes.
Quels sont les caractères des Mammifères? - Faites le tableau synoptiEre dsleur classification. - Qu'appelle-t-on Onguiculés et Ongulés ? - Comment seeubdivise l'ordre des Quadrumanes et celui des Carnivores? Indiquez leureprincipaux earactères. - Quels sont les caractères des Amphibies ? des fnsec-tivores? des Chéiroptères? des Rongeurs? des Eil,entés ? - Quels sont les prin-cipaux caractères des Ruminants? - Indiquez les subdivisions de cet ordre,Dites la diflérence entre les Amphibies et les Cétacés.
CHAPITRE IIOISEAUX. REPTIIES. tsATRACIENS. POISSONS
I. Classe des Oiseaux.
f94. Caractères généraux. Les Oiseauæ constituent ungroupe très naturel , dont on reconnalt aisément les individusau premier coup d'æil. Ils ont le corps couvert de plumes.
Les longues plumes des ailes portent le nom de rémiges(fi$. T6), e! celles
#_t1 queue celui de reetri.ces. Les petites
Fig. "r'i-r. -- Disposition des plumes.l, bec ; 2, front ; 3, vertexi &, occiput I 5, couverture du cou; 6, couverture des aileo;
7, couverture du dos; 8, rémiges; 9, couvertures de la queue ; 10, rectrices.
plumes ou tectrices, appelées aussi couoerturesrsont imbriquéesles unes sur les autres comme les tuiles d'un toit. Le duaet estformé de plumes très petites protégeant I'oiseau contre le froid.
On appelle rnue Ie renouvellement périodique des plumes ;elle peut avoir lieu une ou deux fois par an; pendant la mue, lesoiseaur chanteurs sont silencieur,
olsEÀttx {st195. Squolette. - Les os des oiseaur sont creux. Leur tête,
nelativement petite, est terminée par un bec corné qui est I'or-gane de la préhension. Le cort, for-mé d'un nombre assez considérablede vertèbres, est très mobile.
Le sternurn (fig. 76), sur lequeldoivent s'insérer les principauxnnuscles du vol, est très développéet recouvre en grande partie I'ab-domen. Fig. 76. - Sternum d'oiseau.
En avant du sternum il y a une partie saillante, nommée
bréchet, gui ressemble à la quille d'un navire et sert d'attacheaux muscles du vol.
Les pattes sont grêles, plus ou moins longues suivant I'espèce,
et terminées par des doigts dont le nombre et la dispositionconstituent, avec la forme dubec, Itun des principaur carae.'-
tères de classification.Le s membres qntërieurs sont
les organes du vol; le bras etI'avant-bras ne présentent riende particulier, si ce n'est quele radius est immobile sur lecubitus. La main, profondé-ment modifiée, se réduit à deuxou trois doigts rudimentaires.
196. (Eufg. - Les Oiseaux sont
Fig. 77. - (Euf d'oiseau.
c coquille; o, albumine; c. o, chambre à
ur ; rn. o, membrane vitelline ; J' jauneou vitellus; cc, cicatricule; ch, chalazes.
ouipares, c'est-à-dire se reproduisent par des æufs.i'æuf se compose d'une enveloppe calcaire ou coquille (fig. 77),
assez poreuse pour permettre à I'air de la traverser. Dans cette enve-loppe se trouve une masse liquide, filante: c'est l'albumi,ne ou blancd'*f, entourée d'une fine mernbrane (rn. coquillère) appliquéecontre la coquille. Dans cette masse flotte le jaane ou aitellus, deforme sphérique, et entouré lui-même d'une membrane propte (m,uitettina); deur cordons d'albumine épaissie (ehalazes ) , firés aurdeur extrémités de la coquille, le maintiennent' en place.
La surface du jaune d'ceuf présente une petite tache blanchâtre, lastcatrtcule , partie importante, servant de point de départ au déve-Ioppement du jeune Oiseau.
L'albumine remplit d'abord entièrement la coquille; mais au boutde quelque temps elle se résorbe un peur et il se forme à I'une de ses
extrèmités un espace nempli d'air I c'est la clwrnbre ù air.Quand la Poule ne trouve pas dans ses aliments les sels calcaires
nécessaires à la formation de la coquille, elle pond des aufs à enve-
loppe molle, gu'on appell e æut's hqrdés,
46? NoTroNs suR LEs scrnNcrs pnysreurs ET NÀTURErr.Est|g7, Incubation. L'incubation est Ie phénomène par lequet
l'Oiseau se développe dans l'intérieur de l'æuflusqu'au moment où ilen sort en brisant_ sa coquille. Ce développement èxige toujoûrs unecertaine quantité de chaleur, et demande un temps variabie suivantles _espèces; Ieg petites espèces éclosent du 10e au-120 jour : le pouletru bout de 20 jours, et I'Autruche apres le 4fi, jour.
l9B. classification des oiseaux. En se basant principale-ment sur la forme du bec et des pattes r on a subdivilé la classedes oiseaux en huit ordres :
( 3 doigts en avant, { en arrière,
Beccrocno.) sgrres ' ' ' ' ' ' ' ' o ' ' ' ' RaPtcEs'
I 2 doigls en avant, 2 en arrière, pas( de serres. . . . r . . . . . . GnunpEURs,
EFt*{L)'ftlF.{
Êa
(JrEl
Ezl4l
FlF{u)
aH$ltâ
-lF{
zozdrHF{F{
I'l{
/ 3 doigts en avant, I en arrière, bec
1fort.....o......Bec ) 3 doigts en avant, I en arrière, bec
non crocho. ) faible et membraneux. . . o .
I S aolgts en avant, { en arrière, bec\ fort et écailles sur le bec . . .
Plssnnraux,
Cololtglxg.
Gu,r,rxlcÉs.ÉcHlssrERg.
P.q.LutpÈDEs.
CountruRs.
Pattes très longues, tarse demi - emplumé. . .
Pattes à doigts réunis par lrne mombranc.Stgrnum sansbréchgt . . . . . . . . r . o . . . . .
{99. Rapaces. Les Rapaces ou, oiseauæ de proic ont unbec puissant et croch% et des griffes recourbées et acé,rées eqæ-quelles on donne le nôrn de seme,s ( Iig. 78 et 79 ).
Fig. 78. - Crâne de I'Aigle. Fig. 79. - Sorres de I'AIglo.
On les subdivise en deux familles : les Rapaces diurnes et les Rc-paces nocturnes. Les premiers se reconnaissent facilement à ce qu'ilsont les yeux situés de ehaque côté de la tête, tandis que les secondsont les yeux dirigés en avant.
Les Rap&ces diurnes ont la base du bec revêtue d'une membraneeppelée ctrre. Leur tarse est souvent emplumé jusqu'aux doigts. Lea
Fig. 79. - Sorres de I'AIglo.
orsEAUx {53
principaux sont: les Vautours, les Aigtes (fig. 80), les Faucans' les
Aut u,rs, les Buses et les Busq,rdl,Les Râpo,ces nocturnes ont un plumage terne, formé dlun duvet
abondant qui les protège contre le iroid àe la nuit et leur permet de
volêr sans le moindre bruit.
lls rendent les plus grands services à I'agriculture en détruisant lea
Rongeurs si nombreux gui s'attaquent aux récoltes ; ce sont des
Oiseaux utiles, qu'on a le tort de regarder souvent comme des êtresmalfaisants et de mauvais augure.
Ils comprennent deux groupes : les Hiboun et les Chouettes.
900. Passereaux. - Les Passere&uæ ont trois doigts en aad,ntet un en q,nière ; leurs ongles sont faibles ; la conforrnation de
Ieur bec est adaptée ù leur régint,e, lui-même très uariable : ony rencontre des graniaores, des insectiuores, des frugiuofes.
D'après la forme de leur bec et la disposition des doigts , on
les a subdivisés en cinq familles : les Dentirostres, les Coni'rostres, les Fissirostres, les Tënuirostres et les Syndactylns.
de. DrxrlRosrRng.. CoNtRosrREs.. FtsstRosrRES.. TÉxurRosrsEs,. SyNnÀcrYLEs.
," / Mandibule supérieure portant une échancrure
" t chaque côté, près de la pointe du bec
$ ) Bec fort et coniquef; ) nec court, aplati, largement fendu. . . . .
{ | nec grêle, allongé, souvent arquéÈ
\Ooigts médians soudés I'un à I'autre .. " o o
Fig. 80. - Grand Aigle ou Aigle royal.
454 NoTroNs suR LES scrENcES puygreuns ET NATURELLEs
?.o!. Egnèges principales. - Dentirostres : les Merles, les pie+Erigchgs, Ie .Rossignol, le Rouge-golge, le Ro,itelet, les Fâuaettes ;Conirostres : les Corbed,L;æ, 'l,es- Eiourneq,uu, le'ponsom, le Çhar.d,onneret , le Moi,neau , l'Alouette I
Fissirostres : le Martinet , l'Hcrond,elle , l'Engoulcuent ;
Fig. 81. - Becs de Passereaux.4., bec de conirostro ( Gros-Bec); B, bec de fissirostre (Martimer); c, bec de
ténulrostre (Grimperes,w) ; D, bec de dentirostre'(pie- grièciùel.
Ténuirostres ; la Eluppe, Les Grimpereauæ, les oisea,uæ-mouches,les Bergeronnettes, etc.
Syndactylej.: le Guêpier, le Marti,n-pecheur (fig. gZ).
. A part la Pte, le Corbeau et Ie Geu,i,, ([ui sont rtùiriUl'es parce qu'ilss'attaquent aux petits oiseaux, les Passereaux sont les meijleurs àuxi-liaires de I'agrictllteur 1)zrr la gueme acharnée gu'ils font aux insectes.
Flg. 82. - Martin-pêcheur et patte de Syndactyle.
Le Moineant est nuisible .en été, car il pille les vergers et les vignes Imft il compense bien ce dommage par la chasse qu'il fait aur"che-nilles au printemps.
srssÀur tô6
F-e &Iartin-pêeheur se nourrit uniquement de poislonu qu'il chasse
âvec une grande patience.
W2. GnrMpsuRs. Les Grimpeurs ont les doi'gts dioisés en
d,eUæ pAireS , l'U,ne en, A,ao,nt et l" aUntre en Arrière (fig. BB ).
Cette disposition leur permetde grimper plus facilement surl'écorce des arbres pour y cher-cher les insectes, {ui font Pres-que exclusivement leur nourri-ture.
Les principaux Grimpeurs sont:les Perroquets, les Pi,cs et lesCoucou,s.
Les Perroquets, originaires descontrées tropicales, ont été domes-tiqués ; ce sont des oiseaux d'agré-ment recherchés tant pour labeauté de leur plumage que Pourqu'ils entendent. '
Le Pcc fait la chasse auxdes arbres.
903. CotoMntns. Leset un en a,wière; leur bec
hauteur des nar'ines. Ces
larves d'insectes nichées datrs l'écorce
Col,ombins ont trais doigts en auantest fai,ble, rnembrq,neqæ , enflé à' laoiseuun, à, la di'fférence des Galli'
per bandes. Ils ne Pondentsont sa fuibles, 7ue la mèresorte de lait, mêIé de graint,
F'ig. 83. - Doigts de GrimPeur.
leur facilité à imiter les bruits
nacés, 'tsauent Pûr couples et nonque d,euæ æufs , et ' lears Petitsest oUttgée de les nourcir o,uec une
sécrdté p&r don iabot.
{56 Nolrong sttn r.Es scrnNcns pnysrQuug rT ùIÀTURErrETLes Pigeoni|
Jas.. g4)- sont nuisibres .à l,agricurture, parce qu,irrmangent les grainJdans'les crr.*prl r*ir on r"* oJàil pour leur chairdélicate et aùsi pour te tmn.porties dépêcheu. r.rpe geons uova,geursrendent de srands services' tit"ioJ""iu*ps de guerre, tant à causede leur noeiito a
".o."i. au lieu de leur départ qTe de leur vitesse,qui peut atteindre soixànte kilomètres à l'heure. ces oiseaux sontguidés dans leurs ooyug., par un instinct spécial et non par resens de la vue. outre tes bigeïnr oo*urîi_qu., .f ù; pigeons ramiers,t'ordre des corombins *àpr.nd encore la Tourterelle.904' Ga*necÉs. * Les Garinacés ont un bec puissant aueedes ëcailles sur res narines I t";;; d,oigts ,oni a,ssez forts etpropres ù fouitter ra terre I leurs ail"es courtes , reu,r corpspesant et leur uo| très lourd,.
Les plus remarquabres sont : la eailte, ra perd,ri,æ, ra pintade , rePaon, le Fait!ry, t. c"q) n ii"ti,'i-J ornaon, A.part Ia caire, raPerdrix et le Faisan, tous'iont domestiques, et encore le F,aisan est-ilsouvent élevé dans des parcs spéciaux ot on le nourrit avec desæufs de fourmis dans sa j.,rnrrr*. r
905. EcnessrERs, Les Echassiers ont r,es jambes rongues,d,énudées et reco?taertes d,,u,ne irïù- ,u,gu,euse.ce sont des oiseaux de rivagl, qri"marchlnt dans les eaurpeu profondes pour J chercher"ruûr'noumiturâ, q"i consiste en
{\înr, ,, . t{k n- petits vers, mollusques,pois-sons, etc. ; Ia longueui de
' leur cou est propôrtionnéeà celle de leurÈ jâmbes r c€qui leur permet
- de fouiller
dans Ia vase sans se baisser.Un certain nombre d'Échas_siers ont un vol soutenu etrapide.
On les divise en guatre fa_milles , _d'après des taractèresrrres de Ia conformation de leurbec et de leurs pieds; ce ,ont:les Pressirostràs, les Cittri-rostres, les Longirostres et lesMacrod,acty.les,
Les Pressirostres ou lichas_siers des champs ont un bec
Fig. 85. - cisosne (ranle: I metre;. :::*",i,t_:.ï*blent ln _p-euaux Gallinacés. Ce sont : tei ptu_,iiî;liikr::r* iil:,,.9y:T1,:.1;:â;f,i;i::;l;"iiiiiJi,.ïi;ronsettranchant,son"'u'ui'É;;;i.*\;:r':i;ill5ii"IirT3irTi*::
orsEAux t57Les principaur sont: les cigognes (fig. gb), qui bâtissent leur nid surles clochers et les cheminéei; res' Iïérons ,ïir..o, de
"iuagàl dontune variété appelée Aigrette est très
"rcÉet.hée pour ses plumes;lel&ryes, qui passent èn troupes dans nos pays pendant l,automne.
Les Lo.ngirostres ont un bec irès rong; ce sont des ili;.;r;;;;;;_reurs r vivant autour des étangs. La Béîasse, la Bécassineet le Courl;issont les plus communs dans nos pays. L,.[ôis sacré àr, .n.iens Egyp-tiens est de la même famille. ' r
Les Macrod,actalesr ou Échassiers nageurs, vivent au milieu desroseaux; ils ont .des doigts très longs èt peuvent nager comme IesPalmipèdes. Les .Rcûl'es etles Poutes à,'eaurlôommur"eà.. ,ro, eùrrfu,sont recherchés pour leur chair estimée.
906' PerupÈDEs. - Les patmipèd,es sont caracté,risés par raprésence d'une rnernbrane qui réùnil bs d,oigts (ng. so ;. ie sontdes oiseauæ essentielleme.it na,geurs ; quelqltes -u,n,s pronç1ent&aec la plus grande egi-lité. Leurs plumes sont re-couoertes d,'.un end,uit grusqui,les empêche de se mouil-ler.
La chair des Palmipèdesest délicate et leurs æufsexcellents ; aussi un bonnombre d'espèces sont éle-vées en domesticité.
Le guq,no, engrais trèsriche, qui se trouve en abon-clance sur les côtes de certai-nes lles des mers du Sud,résulte de I'accumulationdes excréments des Pal-mipèdes qui ont habité cesiles depuis des milliersd'années.
Cet ordre se subdivise en quatre familles : les Longipennes, lcaTo_ti,palmes, les Lamellirostres et les plongeurs.
. Les Longipenrùes sont des voiliers infatifables, car ils ont des aileslongues et pointues. Les plus connus sontl la Mouette, oiseau trèscommun sur nos côtes ; l'albatros ( fis. 86 ) et le pëtrel,_ Les Tgti'pa\nes ont le pouce réuni aux autres doigts par une mem-FT". Les plus remarquables sont : le Pétican, l; Cor"rnors,n et laFrëgate.
Les Lamellirostres ont le bec garni de lamelles qui leur servent àtatrtiser I'eau. r.es oies, les Çonard,s, les Cygnesr-sont des Lamelli-
Fig. 86. - Albatros.
4ti8 NorroNs suR LEs scrnNcus pntsreuns Eî NATuRETtEs
rostres domestiqués 1 I'Eùder est une sorte d'Oie du Groenland dontle duvet sert à faire les édredons.
Les Plongeurs ou Brachyptères ont des ailes petites et irnpropresau vol, -{ui leur servent rlans I'eau comme de nageoires. Les Plon-geons_, Pingoutns et Manchots (fig. 87), qui peuplenf les mer's polaires,sont les représentants de cette classe.
Fig. 87. -- Pingouin et Manchot.
907. CouRuuRs, - Les Cou,r"eurs ne sont pes destinés ù, aoler,aussi leur sternum n'a pas de bréchet; mais leurs jambes trèsfortes en font des marcheurs à l'égal du cheual ou tlu charnea,u,.
L'ordre des coureurs comprend : l'Autruahe, le Casoar, leNand,ou.
Lâutruche, le plus grand des oiseaux actuellement connus, peutatteindre deux mètres âe hauteur. Îlle est élevée en grand dans la'solonie du Cap; ses magnifiques plumes font I'objet d'un importantcommerce. Le Casoar est une sorte d'Autruche de I'Australie ; le Nan-dou vit dans I'Amérique du Srttl'
)
eEPrrLEs 159
[I. Classes des Reptiles, des Batracienset des Foissorls.
q0B. Reptiles. - Les Repti,les sont des aertébrés qui res-pirent pqr cles poumpns , Qui ont Ie sang à température iariable,Ie cæur ù, trais ou qucrtre caaités, la peau rugueuse et couaerted'écailles. Tous sont oaipares. Leur nom vient de ce qurilsrampent, c'est-à-dire que leur corps t,ralne à terre quand ilsmarchent. La plupart de ces animaux s'engourdissent pendantI'hiver. On les divise en quatre ordres : les Crocod,iliens, lesSauriems, les Chélaniens et les Ophidiens.
909. Crocodiliens . - Les Crocodi-liens sont en gënëral de grandetaille; ils ont un cæur' à, quatre ca-aités, cornrne les Mammif ères (ce quiles distingue des Saut4ens) , leursdents sont fortement i,mplantées dansIes mâ,choires.
Ils vivent tous dans les fleuves et sonttrès redoutables. Les plus communssont l: Ie Crocodr,le du Nil , le Caî.mand'A,mérique et le Gautal de I'Inde.
9f 0. Sauriens. - Par Ia forme ducorps, les Sauriens se r&pproehentdes Croeodilicns I mais ils sont beau-coupplus petits, et leur cæu,rn'a quetrois caaités.
Les Lëzards de nos pays, qui font Iachasse aux insectes I le Caméléon de Ma-dagasear et l'Omset, sont les principaux Représentationthéorique
Sairiens. - de la circulation du sang
Le Caméléon possède la singulière chez les Reptiles'
propriété de changer de eouleui à vo- o, capillaires des poumol.t-; .b'ionté et de s. ,oorî"aire ainsi à la pour- oreillette gauche; c' oreillette
sute de ses ennemis I l'orvet, appelé ::'*ii,,iil'i:''"'$;.iàilno"'serpent de verre ou borgne, est un rep-tile dont les membres sont presque disparus I contrairement à uneopinion répandue, il est tout à fait inoffensif.
911,. ChéIoniens. Les Chéloniens ou Tortues ont u,n bec
cofné, et leur aorpt est protégë p6f unc boîte asseuEe.
Fig. 88.
Cette boite se compose d'une partie
4tiu NOTTON$ SUR LES $L:IENCÉS PETSIQUES ET NAIURELtÉS
dorsale, la eurapûee, eld'une partie ventrale ,le plastron. Les Tortuosvivent sur terre , dansles fleuves ou dans lamer.
La Tortue grecque,qu'onélèvé dans les jardinspour chasser les limaceset les insectes, est le typede Ia Tortue terrestre.
Les Tortrres des fleuves(fig.89) ont les pattes pal-rnées et nagent facilement Ielles se nourrissent demollusques et de pois-sons. Les Tortues marinessont en général de grandetaille; on les recherchepour .leur chair excel-lente, leurs æufs et l'é-caille de leur carapace.
g! 9. Ophidiens.I"es Oph,itltens ou ,Ser-pe nts sont clépouruusde membres et proçJres-sent par refttation. Leurcorps ett allongé et cy-
Iindrique ; tls ont une langwe échancrëe, tout ù' fait inoffen'siae, 7wi est Ttour euæ l'organe du tou,cher. Leu'rs Aeu{D rt'onlpes cle pa'upière, ce qui leur donne une frùtë. fascinatrice ; ces
yeuæ sont simplement recouuerts per Ia peau Qui, ù lewr
niueau, est complètement transparente.
Fig. 89. - Tortue d'Europe.
f ig. tt0. - Tête de Vipèro( protit ).
Fig. 91. - 'l'ète de Vipère(vue par-dessus).
On divise les Serpents en deux groupes : les Serpents aeninwu,æet les Se.rpents mon oenintettæ,
Iæs priircipaur Serpents venimeux sont ' les Crotales ou Serpents
Rf,FTILES. BÀTRACIENS IûT
ù somnettns, les Trigonocépha,lps, {ui habitent les pays chauds, et lerVipères (fig. 90 et 9) , que I'on rencontre dans nos climats.
Le venin des Serpents est sécrété par une glande situee sous lapeau r utr peu en arrière des yeux, et s'écoule par un canal qui abou-tit à deur longues dents de Ia mâchoire rupérieure. Ces dents oucrochets sont mobiles, rabattues en amière contre le palais quandla bouche est fermée, et ne se redressent que lorsque I'animal veutmordre. Elles sont creusées d'un canal ou d'un sillon qui conduit levenin au fond de la plaie dans laquelle elles se sont implantées.
Quand on e été mordu par un serpent venimeux, le meilleur moyende prévenir les conséquences de cet accident est de sucer la morsurede façon à en ertraire, autant qu'il est possible, le venin qui s'y estintroduit I cette opération est Eans danger si I'on n'a aucune plaiedans la bouche. On cautérise ensuite la blessure avec la pierre infer-nale r ur fer rouge ou un charbon ardent. Si c'est un membre qui aété mordu, on Ie serre fortement afin de ralentir la circulation dusang dans cette partie.
Parmi les Serpents non venimeux, on peut citer les Boas, énormesserpents d'Amérieu€ r et les Coulanres , communes en France ; ees
dernières se distinguent des Vipères par leur tête allongée couvertede larges plagues cornées.
913. Batraciens. - Lcs Batracieræ sont des anitnouæ qui res-semblent q,ut reptiles par la respiration pulmonaire dansl'â,ge adulte, et auæ poissons pa,r la,respirationbranchiale daræ
le jeune â,ge. Leur pecru nue sécrète un liquid,e qui prâtient lad,essiccation, et qui est oewimelhr chcz le Crapaud, et la Salo-tna,nd,re.
M étamorpho ses. Ltæufi déposédans les lieux humides, donnenaissance à un Têtard dont lecorps, dtune seule venue, se ter-mine par une large queue. LeTêtard ne vit que dans I'eau etrespire par des branchies , ex-térieures d'abord, puis internes.Peu à peu les membres appa-raissent, la queue tombe , et lesbranchies sont remplacées pardes poumons. Après cette sériede transformations, qui s'effec-tuent dans ltespace de deux moisenviron, I'animal est arrivé à Fig. S!. - Grenorille d'6tang.
son plein développement.Diaision. On divise les Batraciens en trois ordres : les
Anourer, les Uroilèle*, 0t les Pèremnibrannhæ.
,}62 NOTIONS SUR LES SCIENCES PI{TSIQUES ET NÀ1'URELLES
Les Anoures subissent des métamorphoses complètes et n'ont pas de
queue à l'âge adulte. Les deux principauxAnoures sont z le Crapaud,batracien terrestre, utile pour la gueme qu'il fait aux insectes, et laGrerwuille aqaatique ( ûg. gZ), dont les cuisses sont un mets recherché.
Les Urod,èfes coire"o*îrt lu'queue toute leur vie; la Satarnand,re em
est le principal représentant. C'est un animal inoffensif , malgré son
aspect repoussant. S'il est vrai que la Salamandre peut revenir à la vie
eprès congétation, il est faur qu'elle puisse résister aux atteintes du feu.
Les Pdrenntbrunches conservent non seulement [a queue , mais
eneore les branchies tout en acquérant des poumons. Le Protëe est
un Pérennibranche qui vit dans les lacs souterainsl aussi est-ilà peu près aveugle.
914. Poissons. * Les Paissons sa%t des uertébrés aquatiques ;Ieur cæur n'a que deuæ caaités, treur resptration se fait par des
Fig. 98.
Représentation théoriqueile la circulation du sang
ches les Poissons.
a, branchies ; b', ventricula i c ,oreillettei d, veinesi a, &r-tères; /, eapillaires do nutri-tion.
Fig' 9lr'
Coupe transversaled'une branchie.
{ , veine d'amivée, arrivée du$ang noir I 2, artère de re-tour ; 3, cartilage de supportdo la branchie.
branchtes I leur corps, tout d'une aenwe, est couaert d'écaillca ,et leurs rnelnbres sont transforrnés en n&geoires.
Les Poissons ont une circulation simPle, c'est - à - dire que le
sang ne fait qu'un Beul circuit : il arrive par les veines dans le
Porss0r{Ë {63
c(Eur, qui le pousse dans les branchies, d'où, purifié, il va
directement aux organes , sans revenir au cæur ( fig. gB ).Les bronchies, gu'on appelle vulgairement les ouîes (fig. 94), consti-
tuent I'appareil respiratoire des Poissons ; elles sont situées latéralementsur les ôôtOs de la tête, et formées de quatre doubles séries de fila-nrents rouges disposées sur des arcs osseux et protégées par une sorte
cle couvefôle ou opercule. L'eau, pénétrant dans la bouche, vientsortir deruière les opercules, baigne ainsi les branchies , et abandonneI'oxygène qu'elle tient en dissolution.
Lôi organes de locornotion sont les nageoires, sortes de membranesmaintenues par des rayons en forme d'éventail , et disposées soit laté-ralement ( nageoires paires : pectorales et uentrales) , soit sur la lignemédiane (nageoires impaires : d,orsale, anale et caudale).
La plupart des Poissons ont le corps protégé par des écatlles(Perche, Carpe); quelques-uns ont la peau nue et lisse (Anguille),ou rugueuse et chagrinée (Requin, Raie).
Irig. 95. - Coupo longitudinalo d'un Poisson blanc"s, compartimll^t_1119:i:::, { vessie nararoire ;r', compartiment postérieur, I@, æsophage.
Un grand nombre de Poissons sont munis d'une uessie dite nata-tor,re, sorte de sac rempli d'air occupant la place des poumons. Cettepoche peut servir à la respiration I mais en général elle est un organede locomotion {iui permet aux poissons de s'élever ou de descendredans I'eau.
Les poissons se multiplient par des æufs, et leur fécondité est pro-digieuse; Ia Morue et le Hareng peuvent pondre plusieurs millionsd'æufs , la Carpe des centaines de mille, la Truite plus de trentemille. A I'époque du frai ou de la ponte, certaines variétés de pois-sons exécutent des migrations parfois très longues : les Harengs et lesSardines viennent du Nord pondre sur nos côtes en bandes innom-brables, les Saumons remontent les fleuves pour pondre en eau douce,tandis que les Anguilles vont à Ia mer.
Le poisson est un aliment excellent , aussi la pêche est - elle unelndustrie universelle. Pour augmenter le nombre des poissons dansnos riviàres r otr pratique la pisciculture, qui consiste à recueillir let
464 NorloNs suR tEs scIENcEs pHTsIeuES ET NAluRn:LLEs
æufs artificiellement et à les faire éclore dans des bassins fermés, afinde les souttraire aux causes de destruction. Quand les petits aleai,nssont assez forts, ol les jette dans les rivières que l'on veut repeu-pler. Cette industrie prend chaque jour de nouveaux développements.
915. La classe des Poissons , qui est très nombreuse, sedivise en six ordres :
azo0U)
of*l
(n14ÊzoF(JF:q
CNaË(J
porssoNs oss'Ux i -ffi*:tiirli.l]*.-î-:
aca*ruoprÉnycr'NË,ou{rÉlÉosrÉsxs I Rayons de la nageoire
( dorsale flexibles. . . Mer,acoprÉnycrpNs.
/ Bouche transversale si-I tuée à la face infé- .
porssoNs I rieure du museau. . SÉlacrENs.CaRTILAGINEUX I Bouche circulaire dis_
I potee pour la suc-\ cion.... r... CYcr,osroMES.
Squelette en partie osseux et partie cartila-gineux. . . . . . . . . . . GANOïDES.
Respiration bronchiale et pulmonaire (unou deux poumons). . . . . . . DpNpusrEs.
2ll1- Téléostéens" lo Acanthontéryoieng. Les princioaur
Fig. 96. - Perchos, poissons d'eau d,ouce.
A.canthoptérygiens sont: le Maquerea,u etle Thom, qui vivent dans IeIner 1 la Perche, poisson de rivière (fig. 96).Iæ Thon est commun dansleMéditerranée I il fournit une chair très appréciée et fasile.à conserver.
PorssoNs ffi
!o Malonoptërygùms. Ê Les principaur Ma,lacoptérygr?s sont:la Morae, l; màitan, le Hareng , la Sard,ine, poissons de mer I leSaumon, le Brochet , l'Angur,ttè, la Carpe, la Tru,ite , le Ço!to*,poissons de rivière. La Morue, qlue nos marins vont pêcler à Terre-i.{"ou", est un poisson estimé pour sa chair et pour I'huile que I'onretire de son foie. Le Harertg se pêche à I'automne dans les mers
du Nord, où il vient pour friyer en bancs très serrés I c'est- un pois-
son etceilettt et à bon marché. La Sardine, pêchée aussi sur nos
côtes, sert à faire des conserves à I'huile.L'4?gu_ille vit dans les eaur
douces, mais elle va pondre à la mer I la chair de ce poisson est des
plus délicates.
2lZ. poissons cartilagineur. - t. Sélaciens. Les Sélaciens ont un
squelette cartilagineur, e-t leur bouche est située à la face inférieuredù museau. Le "Requii, principal sélacien, est un énorme poisson dont
la bouche est armée- de dents nombreuses et pointues ; il est très redou-
table, même pour I'homme. Sa peau rugueuse sert à pglit le bois et
à faire des objets de maroquineiie. La Raie et la Torpille sont .aussides Sélaciens I le dernier possède un appareil électrique qui lui per-
met de donner de fortes commotions.Z. Çyclastorraes. Les Cyclostomes ont la bouche circulaire disposée
pour ti succion I le prinôipal poisson dg cette subdivision est la Lam'proie , espèce de poisson de rivière semblable à un serpent.
Poissons ganoides. - L'Esturgeom a Ie squelette tantôt osseuxt
tantôt cartilalgineux; ce grand poiJson, très commun dans la Méditer-ranée, est péché surtoult pour sa vessie natatoire, dont on fait une
colle de poisson très estimée.
2f.8. Ilipneustes. Les Dipneu,stes ressemblent aux Batractenspar leur veîsie natatoire transformée en poumon r ce q_ui leur permet
à" ""rpirer
dans I'air I ils ressemblent aux Poissons par leurs nageoires
et leurs branchies.Les principaux sont : le Probptètts et le Cerqtodus; ce dernier est
commun en Australie.
eunsuoNNArRr. - QuéIs sont les caractères des oiseaux ? - Sur Eroi est
baJge leur classiûcation ? - Ditrérence entre les Gallinacés et les Colombins. -Citez des passereaur utiles et des Passereaux nuisibles. - Quels sont les carac-
tèresdes Reptiles? - Quelle difiérence y a-t-il entre les Crocodiliens et les
Sauriens ? - Que faut,- il faire quand on est mordu par une Vipère ? - Com-.ment rospireniles Grenouilles? - Pourquoi le Crapaud est-il un animal utile?
- Citez àes poissons d'eau douce et des Poissons do mer, et dites I'ordre auquel
lk appartierutùnt.
4,6
d66 NCIfIoNs suR Lns scIENcn$ pnysreups ET NÀTUnELL,gs
CHAPITRE IIT
ENfiBRANCTTEMENTS DES TTINICIf;RS ET DES MOTTUSQUES
2{g, Tuniciers. - a ne consi,dérer que I'apparence , les Tuni*cters sont des ani,mauæ que I'om cla,sseratt d,ani les d,erniers écke-lnns de la série. Pourtant on .les ra,nge tmméd,iatement o,prè:s les'vertébrés, ù ca,use de, la présence d'une cord,e darsule àerueureo,nalogue ù lu moelle épi'ni.ère des uertébrës, Leu,r corps est enae-loppé d'ynq _tunr,que formée d'une espèce d,e ceilutoie. Les uns,comme la claueline , vivent fixés I tandis gue d'autres, les Salpes ,sont nageurs. Ces animaux peuvent se reproduire par bou.g*oon"-ment.ou par des æufs.
99o. Mollusgues. - I-es Mollusques ont le corps ,nou,, géné-ralement diuisé en trois parties : le manteau, Ià coquilti et lepied. Leur systèrne neraeufi se eornpose d'une paiie d,e gen-gli,ons cérébroides rattachés par un collier ù d,euæ pairàs d,egangli_ons_ abdominauæ. L' apparei,l circulatoire est làcunaire,c'est-ù-dire qu'entre les ueines et les artères it y a d,es lacrrneset non des capillaires.
Le manteau est un repli de la peau qui protège le corps en-tièrement ou en_partie ; entre le manteau et le coips se trôuventles branchies. La coquille est une enveloppe ca[caire sécrétéepar le manteau , sa forme est très variable, et parfois elle està peine visible , clten la limace, par exemple. Le piea est la troi-sième partie du corps: _il sert parfois de suppôrt à I'animal ,comme chez ltescargot I dtautres fois ctest une couronne de bras,comme cela se voit chez les Céphalopodes.
On divise les Mollusgues en trois classels : les Céphatopod,es , .
les Lamellibranches et les Ga,stéropodes.
921,. Céphalopodes. - Les Cdphalopodes ont la tête entouréed'une cou,ronne de bras au nornbre de huit ou diæ, gui seraentèr, lu fois d'organes de \ocomotion et de préhension"
Ces animaux nagent à reculons et possèdent la curieuse propriétéde changer à volonté Ia couleur de leur corps et de se sousiraireainsi à la_poursuite de leurs ennemis. Les principaux Céphalopodessont : le Pou,Ipe ou Pieuare, l'Argonaute,Ia Sei,che etle Calmai. LesPoulpes atteignent parfois de grandes dimensions et sont redoutablespour les nageurs gu'ils peuvent enlacer de leurs tentacules. L, Ar-gonaute vogue sur les flots, se servant de sa coquille comme d'une
ÎUNICIERS [r MOT.LUSQUES lg?barque. La Seiche (frg,une couleur brune, ladans son corps une co-quille interne appelébiscuit de sei,che qu'onmetdansles cages pourfournir aur oiseaur lecalcaire nécessaire àla coquille de leursæufs.
929- Lamellibran-ches. - Les h,mel-libranches doiaentleur norn ù la dispo-sùtion de leurs bran-chiet , gui sont dis-posées en lamelles dechaque côté d,u corps.
Comme leurtête n'estpas distincte, on lesappelle aussi Acé-plt'ales; ils sont enfermés dans une eocluilte bivalve qu'ils ouvrent àvolonté . L'Huître et la Moule sont les plus connus. L'Hùître se fixe aurrochers et s'irnrnobilise toute sa vie I elle se nouryit des substances
97) est très commune sur nos côtesn elre fournitsëpia, utilisée par les peintres; on trouve aussi
que lui apporte I'eau de mer I I'Huitre se multiplie rapidement, mais onpeut encore assurer I'accroissement de I'espèce en pratiquant l'éle-yage oa ostréicul,ture; c'est ainsi que l'hui-
ff ff: ":H:: :iï,H ::';;,*;ïî'J"ff : ffitad,ine sécrète la nacre et produit aussi ffi"',(tN\\ iÂ:i/.
r%/- i,:-/l--/=/l:/ll'':/.lz !A,
quille contournëe en spirale et fermée Fig. 98. - Escargot.gu,elquefois p&r un opere'v"Ie.
Lor Gætéroptodæ qéricns respirent par un pounon. L'.Eseorgat *
- Fig" 97, - Seiche conÉuDe.
468 NoTIoNs sUR LEs ScIENcES PHIIIQUES ET NATURELLES
la Limace sont les plus communs ; ce sont des animaux fort nuisibles,qui dévorent les feuilles tendres et les bourgeons de nos jardins. LesGastéropodes aquatiques respirent ordinairement par des branchies Iles plui communs dans la mer sont : la Pourpre, {ui fournit lamatière colorante si recherchée, la Porcelaine, le Casque, etc.
QursrroNNÀrRE. - Pourquoi les Tuniciers sont-ils classés à la suite des Ver-tébrés ? - Comment so fait ia circulation du sang chez les lfoUusques? - Pour-
Eroi les Limaces sont-elles nuisibles ? - Pourquoi les Lanellibranebes sont-ilsainsi appelés ? - Qu'appelle-t-on ostréiculture ?
CHAPITRE IY
EMBRANCHEMEMENTS DES ARTHROPOIIES ET DES VERS
f. Les Arthropodes.
994. - Les Arthropodes ou Articules, ou Annelés, ont le corps
formé d,'anneauæ et poumu de membres articulés, ce qui les dr's''ti,ngue
d,es Vers, Leur système neraeuæ consiste en une chaî'ne
de ganglions placés suiuant la ligne médiane d'u corps ; _lcgaiglion céphàtique est situé 'q,1t,-d,essus de l'æsophage t tandis
çlue les autres sont situés cnu-dnssorts du canal digestif .
On les divise en quatre grandes classes, suivant le tableau
ci - dessous :
/ Sir membres. . . .' . INsrcrEs'ÀRTrcurÉs II Plus (RespirationfBpattes. o . AnlcnrqlDEs.
ÀnrE;&'DEs i ae six ) trachéenne. I Plus de 8 pattes. MyRrapoDEs
\ membres. ( Respiration branchiale, . . CnusracÉs.
gg5. INsncrps. Les Insectes se distinguent des autres
Annelés, parce qu'ils ont trois paires de pattes et qrle_ leur
corps est divisé en trois parties : la tête, le thoraxl et l'abdornen
(fig. 99).
226, Tête. La tête, toujours très distincte du thorar, porte les
!%ær les antennes et les organes. de la mastt'cation.- Lej Teux sont immobiles , nelativement gros, tantôt simplesr comme
aItTHROPoDEg {'69
chez les vertébrés , tantôt composés , c'esl - à - dire formés chacund'une multitude de petits yeux distincts, placés les uns à côté derautres.
Les antsnrùes, vulgairement appelées corneE, sont insérées sur !æcôtés de la tête, et affectent les formes les plus variées ; ces appen-dices , âu nombre de deux, sont les organes du toucher et de I'odo-
rat, sens extrêmement déve-loppés chez les Insectes.
La bouche des Jms ectes bro-yeurs comptetrois paires d'ap-pendices, qui sont les mandi-bulesrles md,choires etla lèareinf éri,eure, Ces organes sont des
appareils puissants, qui peu-vent ronger et perforer le bois,le plomb et même la pierre.
Fig. 99. - Division du corps d'un insecte.
Nomenclature des diverses parties d'unColéoptère i a, tète; b, thorax antérieur( prototborax ); c, thorax moyen (méso-thorax); d, thorax inférieur (métatho-rax); e, aile.s;.f, abdomen; g, aile re-pliée au repos ; h, éIytre ou étui corné;r, antennes ou organes du toucher.
Fig. 100.
Tète de Papillon (grossie).
a, æil à facettes ou réseau d'Yeux;
f, antennes; u, lèvre inférieure;s, trompe ou suçoir.
Chez les Insectes lécheurs, la lèvre inférieure devient une sorte
de languette qui leur peimet de lécher le suc des fleurs.Chei les lræectes suceurs, les pièces buccales sont profondémen!
modifiées et adaptées au régime particulier de I'animal. Ainsi les Pa-pillons sont munis d'une trompe dont la longueur est plusieurs foiscelle du corps.
Enfin les Insectes piqueurs ont les mandibules transformées en
stylets perforants I ce qui leur permet de percer la peau de leur proieet d'en sucer le sang.
227. Thorax et rnembres. -- T-,e tltorar est toujours formé de
trois anneaux, {ui portent chacun une paire de pattes ; ce sont :
le prototltora,æ, le nÉsothoraæ et le n'tétatlrcruæ.
{70 NorroNs suR Las scrrNctrg pnysreups ET NÀTURELLEs
Les pattes, dont la forme dépend du genre de vie de I'insecte,comprennent la hanche, la cuisse, la ja,mbe et le tarse (fig. 10t).Le tarse est constitué par une série d'articles emboîtés les uns dans
Fig. l0l. - Pied d'Insecte.h, hanchli ct cuisse; f , jaqbei tt tarse.
les autres , €t dont le nombrevariable est un caractère de clas-sification.
Aoles, tln grand nombred'insectes ont deux paires d'ailesfixées, la première au mésotho-rax, et la deuxième au métathorax.Dans certaines espèces (Hanne-ton , Coccinelb), la premièrepaire est formée d'ailes dures,cornées, qu'on appelle élytt'es Iles élytres sont impropres au vol,
et servent d'étui protecteur à la deuxième paire d'ailes.Certains Insectes (Mouches , Cousins) n'ont qu'une seule paire
d'ailes, fixée au mésothorax ; les ailes postérieures sont alors trans-formées en petits organes , nommés balancitrs t llui rnaintiennentI'insecte en équilibre pendant le vol.
228. AbdOmen. - L'qbdomm est formé d'anneaur qui neportent ni pattes ni ailes. Sur chacun de ces anneaux se trouvent depetits orifices latéraux nommés stigmates.' ce sont les ertrémités destrachées, canaux. toujours ouverts où I'air entre et circule libre-ment.
229, Circulation et respiration. - Les insectes ont un vaisseaudorsal, où le sang circule d'amière en avant ; puis il tombe dans lacavité générale r sê purifie au contact de I'air des trachées, et re-tourne au vaisseau dorsal.
28O. Métamorphoses des insectes. - Les Insectes sont ovipares Imais beausoup sont loin d'avoir. atteint leur complet développementau sortir de l'æufret doivent subir une série de métamorphoses avantd'y parvenir.
Le premier état de I'Insecte est celui d,e larue ou de chenille. Lalarve est formée d'un certain nombre d'anneaux réguliers , nus oueouverts de poils. Après plusieurs mues, elle cesse de mang€r, s'en-fonce dans la terre, et s'engourdit, ou bien elle. file un cocon danslequel elle s'enferme I son corps se couvre alors d'une peau dure,eornée, et tombe dans une sorte de mort apparente ; c'est l'état de
nymphe ou chrysalide.Pendant ce temps, I'Insecte éprouve des modificatio4s importantes;
certains organes disparaissent, tandis que d'autres se développent.Enfin, après un temps plus ou rnoins long, il se débarrasse de ses
enveloppes et sort à l'état d'trnsecte parfatt,[æs Papillons présentent cette série de phénomènes d'une fagol
P€Roerquable.
A,RT IùKOI'ODËS 177g$l. Classification des Insectes. - Les Insectes se divisent en
quatre sroupes si I'on se base sur la conformation de ltappareil dc
\=
',31il2//,2ltl:l\/./fi l\Iir[?/i;;':-/.'/Z7tll.t
Fig. 102. - Métamorphoses du papillon machaon.f. Larve (chenille). - il. Chrysalide. - III. papillon.
préhension ; on distingue : les broyeurs, les lécheurs, Ies suceurnet les picyueurs" Mais si I'on prend comme caractères différentiels lenombre et la forme des ailes, on obtient la classification suivante :
| | f2élytrescornées,Dé-I I I tamorphosescom-
I gl Ailes ) plètes. . . . . Cor,ÉoprÈRrs.
t *.1 dissemblables. ) Z pseucloélyrres, mé-)Ë) | tamorphoses in-lg\ \ complètes.... OnrnoprÈnrs.I E I 4 ailes 1r
Méhmorphoses corn-(n IËt semblables I plètes. . . . G. NÉvnopfÈREg.
E)t à .lMétamorphosesin-!i{ \nervuresserrees.I complètes. . . . psnunor.*ÉvnoprÈnns.txl\ I
@ \ Insectes | 4 ailes à mailles peu serrées ,
3 /tOctreurs. I métamorphoses complètes. . HyuÉnoprÈnns.
f 4 ailes couvertes d'écailles, mé-Insectes! tamorphosescomplètes... LÉptnoprÈnns.suceurs . I a ailes en général, métamor-
( phoses incomplètes. . . . . HÉutptÈREs.
Insectes | 2 ailes et quelquefois pas du tout, DrprÈnrspiqueurs. I métamorphoses complètes . (ou mouches).Parasites. . . . . c . . r . o , e o . INSncrEs tprÈREg.
'iit.
e72 i\orrotrs suR tËs scisncks PHTSIQUbS TT NÀîI'RELLEE
Cotéti'ptèrar.- Les Coléoptères se rdconnaissent facilement à leurs
élyires tornées couvrant pârfaitement la deuxième paire d'ailes. Les
côteoptères utiles sont : rès carabes, grands chasseurs de Limaces
,r. rtrL-< et de larves I le Scarabée ouBousier, gui détruit les ex-crérnents et les disPerse dansla terre I la Coccinelle ou Bêteù bon Dieu, qui fait la guemeaux Pucerons I la Cantharide.,
Fig. r0B. - carabç doré ou rardinière. l:tlt:Ë:,I"nî:r.1"il'ir",i"J,ii:sibres sont: Ie ctl,arançon ou counalli;titîi:'h::;rïi ;;iuolant, insecte à fôrtes mandibules, dont la larve creuse le troncdes arLres, et le Hwnneton, dont la larve ov aer blanc vit troigans dans Ie sol, y causant de grands ravages I c'est le plus nuisible des
Coléoptères.
Orthoptères, - Comrne exemples d'Orthoptères, otr peut citer laBlatte de cuisine ou Cafard, la Mante religieuse ou Prega'Diou, leGritton ou Crr,- cri, la Cour"tilière ou Taupe-Grtllon, qui dévaste lesjardins potagers, et les insebtes sauteurs, tels que les Criquets et les'sauterilles,
animaux voraces qui sont un des fléaux de l'Égypte et de
I'Algérie . Le Perce-oretU,e, insecte nuisible, est aussi un Orthoptère.
Né,uroptères. - Le Fournù:h"om est le principal névroptère à mé-tamorphôser complètes; sa larv'e se creuse dans le sable un trou en
forme d'entonnoir pour y faire tomber les insectes et les dévorer.
Pseudonéuroptères (ou néuroptères d, m,étamorphoses incomplètes).
- Ce genr.e comprend : la Lt bellule , qui se tient de préférence aubord d-es étangs, et fait la chasse aux mouches. - Le Termite, grand.e
fourmi de I'Afrique australe qui vit en troupes nombreuses, et que
les indigènes mangent volontiers.
Hyménoptères, Les Hyménoptères les plus connus sont : les
Abeittes, les Guêpes et les Fourmis. Les Abei'lles vivent en commu-nauté dans des ruches naturelles ou artificielles. On distingue troislortes d'Abeilles dans une ruche : les mdles oa Bourdons l la reina, {ui
Fig. L04. - Fourmi-lion.
ÀRÎHROPODES I73
pond un très grand nombre d'ceufs, et les ouarièrec. Ces dernières sontles plus nombreuses I elles puisent dans les fleurs les substances quileur servent à faire le miel, et leur abdomen sécrète la cire qui formeles alvéoles où ,la reine dépose les æufs. Chaque ruche ne doit possé-der qu'une seule reine I s'il y en a deux, la plus ancienne sort avecun certain nornbre d'ouvrières et forme un nouvel essaim qui vas'établir ailleurs..,
Les Guêpes et les Frelons ressemblent par leurs mæunr aur Abeilles.rnais ce sont des insectes plutôt nuisibles qu'utiles.
Les Fourmis vivent également en républiques dans des nids oufourmilières qu'elles
', creusent en terre : elles se nourrissent de ma-tières sucrées qu'elles, trouvent dans les fruits de nos jardins.
Lépidoptères. - Les ''.Lépid,optères ou Papitlons ont les ailes cou-vertes d'écailles microscôpiques, qui s'attachent aur doigts dès qu'onles touche. Les uns ne volent que le jour, ce sont les papillonsdiurnes; ils sont souvent ,parés des couleurs les plus brillantes ettiennent leurs ailes verticales pendant le repos. D'autres papillons nevolent que le soir ou la nuit'; on les appelle crépusculaires ov noc-turnes I au repos, leurs ailes sont horizontales ou abaissées.
Les Papillons les plus nuisibles dans nos contrées sont : le Piérided,u chou, la Pyrale de la vigne et le Sphynæ Tête-d,e-Mort, guimange les feuilles des pommes dè terre.
Le Bontbyæ du mùrier est un 'papillon nocturne, dont la larve ,nommée aer à soie, se nourrit de feuilles de mûrier et file un coconde soie ; on l'élève dans les magnanefies.
Ilénùptères, - Les Hénrriptères les plus connus sont : les Punaises
Fig. 105. - (Estro. Fig. 106. - Puce (grossie).
des bois et des maisons; les Cigales du Midi, dont le cri monotoneest produit par un appareil spécial placé dans l'abdomen I le Phyl-loæéra de laaigne, dont les ravag€s, depuis 1875, se montent à plu-sieurs milliards. On le combat par I'immersion des ceps, pâr le sul-fure de carbone; mais le moyen le rneilleur est de se servir, commeporte - greffe , du plant américain , dont la racine robuste résiste auxattagues de I'insecte. La Cochenitle des peys ehrrrrls est un petit IId-miptère qui fournit la matière rouge appelée carmin-
l!7 4 NOTIOT{S SUR LES SCIENCES PHYSIQUES IIT NaTURELLES
D,tptères. Les Diptères sont rles irrsecfes redoutés ir c:rtise de
leurs piqûres ; les plus cornmuns sont : les hlttttclrcs, cltti prop:tgent
.o.ru.r1t les maladiôs contagieuses. en transportarit les tnicroLes ; les
C6ûsins., encore trrlus insupportables clue les lVlouches ; les 'l-aort's el"
les (Estr"cs, qui piquent les bæufs e[ les chevaux.Aptères.'- Ltrl Puce et le Pou, soni dépourvus d'ailes et vivent
.n irr"sites sur l'homlne on ne s'ett tlélt:rruasso que p;tr ctes soins
assidtrs tie propreté.
g39. AnecuxltEs. Le coi"ps c{es Aruclt'tt,tcles tt'cr cltte deu:r
di,a'isians: le cépltalotlt.arttw, portan,t Les cluatre Ttuires de'pctttes,
et l'abclcttnen, cll,Li est le pttts sol'l,'L1e7t,t de forrn'e' g'lobulet+se
({is. {07)
Plnsicurs cspt-rces itossùrlenL lnr illlpat'eil 1lt'otttrc[etrr tlc l:t soirl,
qrri leur ser.[ à tisserltes toiles pour citptrirer lt:s Jnsectes dont ellesge ltourrissent.
Fig. d0b. - Scorpion d'Europo( grandoun naturelle).
Les Arachnides les plus rernarquables sont les .Araignées, les' Scor'pons et le Sarcopte d,e la gale.
Les Araignées , désagréables dans les appantements , sont cepen-dant utiles, car elles prennent à leurs pièges un grand nombre de
Mouches.Le Scorpiom da midi de la France est peu dangereux I mais celui
d'Afrique est redoutable, et sa piqùre peut être mortelle pour I'homtrne'Le Sarc opte de la gale vit en parasite sur le eorps des animaur et
de I'homme. Il dépose ses eufs entre le derme et l'épiderffiê r cequi- o-ccasionne tei démang6aisory--rdoùffiî-Aui caractérisent cettq
m*}*diç ''..-.."o.æ..,/î'
Fi€. 107. - Araignée des cavos.
ÀRTIIROPODES 175
933. MvnnpoDEs. - Les Myriapod,es, ainsi nommés ù ca,u,sedu grand nombre de lewrs pattesn ont Ie corps formé d|nnneq4æportant chacun une ou deuæ paires d,e membres.
Ces animaux vivent dans 'les lieux obscurs et humides. Les pluscommuns sont les lr+les., &u corps cylindrie_o., d'un noir bleuâire,qui s'enroulent en spirale quand
-on l-es touche, et les Scol opend.res,qui sécrètent un liguide venimeux.
234. CnusrecËs.',- Les Crusta-cés ont le eorps co'ntTtosé d,e seg-ments distincts et rec,ouuert d,unépiderme corné, encrôtcté de c&r-bonate de chauæ. Cettebg,rapacesedétache de tempts enternps ,laissantà nu un nouael épid,ermà,, qui netarde pc.s ù ducrcir lui-rù,ême.
Les Crustacés sont presqqe tousaquatiques et respirent par des bran-chies. IIs peuvent vivre hors de I'eauaussi longternps que leurs branchiesdemeurent humides. Les principarixCrustacés sont : l'Ecreuisse, le Ho-ntard, la Langauste , Ie Crabe et leÇloporte.
Le corps d'une Ëcrevisse (fig. 109) est la tête,
ie thorax et l'abdomen. La tête, peu distincte du thorax, porte deux paireod'antennes , organes du tact, et six paires de pattes - mâchoires I lethorar est muni de cinq paires de pattes locomotrices, dont la pre-
formé de trois
Fig. 109. - Écrevisse.
parties :
Fig. {.10.'- Crabe tourteau.
^76 NorIoNs suR LEs scrENcEs pHxsruuss sr NÀTUa,lltlss
mière paire forme les pinces , organet d9 .99futlu. L I'abdomen porte
*pt p.ii"u de pattes - l$.eoirôs à-pei1e visibles. L'Ecreuisse vit dans
les eaux doucËs; on l'éiève artifibieilement, comme I'on fai! pour
i* rr"iirur. Le liomard, est un crustacé marin pêché surtout à Terre-
Neuve. La f,àigouste habite de préférence les côtes rocailleuses. La
creuette, beaucoîp plus petite, u *tt test _calcaire transparent : sa chair
est très estimée. L* Crabe nô r.semble nullement aux précédents
crustacés, car son abdomen s'est replié sous la carapac" ; il. vit sur
les côtes de la mer, et plusisurs d.e ses variétés sont comestiblee.
II. I-,€s Vers'
935. Vers.- Les Vers ont le corps cylin'd'rique foryé d"q"n'
necr,ufi semblables, mais its sont d,éTtouruus de membres arti'-
culeis. on tes d,i,uitt t* d,euæ elassee : les Annéti'des et les Hel-
mi,nthes.
236.Annétides.-LecorpsdesAnnëli'desestforméd'anneauxdistincts,très nombreux et très seffés, portant généralement des soies
q"i ;;r;ânt d'àrganes locomoteurs. Un grarrd .ombre de ces animaur
;rlt i" singulièi" p"opriété de reproduire la partie du corps qu'on
leur aurait enlevée.-i* principaux sont : ra sangsue (fig. l0g), l'arënicoledespêcheurs
et le Lornbric ou Ver de terce'
Fig. 111. - Sangsue médicinale'
Les Sangsues ont le corps terminé par d.eux ventouses qui leut
servent à se fixer sur les animaux dont elles sucent le sang'- En
*èaàrinu, r'"r"gi des Sangsues diminue beaucoup I 91 en, éIève
cependant encorË d.ans res irarais, spécialement vers I'ouest de la
France.Le Ver d,e terce, que I'on trouve partout, creuse des galeries.:9"-
terraines, ameubrit ù terre et contribue à lui donner de la fertilité'
287. Helminthes. - Les Helminthes sout des animaux dépourvus
d,appareils locomoteurs , et vivant dans les organes des autres ani-
maux.Les principaux sont : le Téni' ou ver solitaire, la Trt'ehine et les
Vus intestinq,u'æ,
vERs. * ÉcutNoDt:tu\tEs
Le Téni,a vit dans le tube digestif dedeux ou trois mètres de long. Il n'a pasde cavité digestive , mais il puise parcontact les principes nutritifs I aussisa présence détermine une faim insa-tiable. Il se fixe par une tête ou scolexpourvue de crochets I cette tête est sui-vie d'un grand nombre d'anneaux platsdont le nombre s'accrolt sans cesse,et dont les derniers sont remplis d'æufs.Si ces æufs, rejetés avec les excréments,sont mangés par un porc, ils éclosentdans le corps de I'animal et lui donnentla ladrerie. Un homme qui mangera dela viande ladre, incomplètement cuite,aura peu de temps après des Ténias dans
I'homme et peut atteintlre
îig. 772.
lrichines enkystéesdansun muscle (très grossies).
477
I'appareil digestif.La Trichine s'enkyste, c'est-à-dire se revêt d'une couche résistante
'dans les muscles du porcI si I'homme mange de la viandelrichinéemal cuite, les trichines passent dans les muscles et peuvent causerune maladie mortelle , la trichinose.
QunsuoNNArRE. - Quels sont les caractères qui distinguent les Vers et lesArthropodes? - De combien de parties se composo le corps d'un insecte ? -Nommèz des Coléoptères utiles et des Coléoptères nuisibles. - Quels sont lesprincipaux Hyménôptères ? - Quelle est I'utilité des Araignées ? - Nommez lesbrustâcés lejplus èo-muns. - Quel est leur mode de respiration ? - Quellesprécautions faut-ll prendre guand on mange de la viande de porc ?
CHAPITRE Y
EMBRANGHEMENTS I}ES ÉCNTWODERMES, DES CGIENTÉNÉS,DES SPONGIAIRAS ET DES PROTOZOAIRES
938. ÉcrwoonRMEs. - Les Êchinodermes sont des anirtuûvtræ
rnari'ns d'ont la peûu t dure et calcaire t est solraent hért'ssée
dlépi,nes. Leu,r appareil digestif est.un tube ù parok distinctesd,e celles du, co?ps.
Les principaux Échinodermes sont : les Astéries ou Étolt^es dttner (fig. 'ltO) et les Oursr,ns.
I+s Âstéries sont ainsi appelées à cause de leur forme étoilée; les
Oursins ont le corps globuleux, mais le test calcaire est formé de cinq
{6*
478 NoTroNs sun Lss gcruNcrs pursleuns ET NÀTURELLng
divisions bien distincter, quoique soudées ensemble. Ils sont eomestibles9390. CcrsxrÉnÉs ou Fo-
LYPTERs. - Les CæIentérésont, wn appqreil digesti.f ré-duit ù une simple eaaité,çlui a pour paroi's celleamêmes dw corps. .IZs se sub-diaisent en danæ classes:Ies Acal,èphes et les Poly-piers.
24o^. Acalèphes. E LesAcalèphes sont des anirnaurgélatineux , transparents, {uiflottent dans les eaux de lamer; ils ont Ia forme d'unecloche dont les bords portentdes tentacules simples ou rami-fiés qui leur servent d'organes
les fuIéduse.r ou Orttes de noer,
Fig. 113, * Astérle comrnune.
de préhension et de locomotion. Ex. :
Fig. 114. - Aciinies ou Anénrones de mer.
_ lns P_olyp_e_s les plus communs sont : res Acti,rui.e.e, Ies Hyd,res d,eau
douce, les Madrépores et les Coralti,aires.Les Actinies ou AnémoneË de mer se fixent aur rochers des côte's;
leur bouche est entourée de tentacules disposées comnne les pétalesd'une fleur et colorées de teintes variées, d'ôù leur nom d'anémone',
SPONGIÀTRES. PROTOZOAIRES 479
Les Mad,répores, très communs dans les mers du Pacifique , formentpar leur support calcaire, pêu au-dessous de la surface de lamer, des
réeifs dangereux. Les Coralliatres sont des Polypel vivant en groupesur un support calcaire de cor.lleur rouge nommé Polypiel du corail I
le corail, iréquent sur les côtes de l'Algérie, est recherehé pour fairedes objets de bijouterie.
242. Spoxcta,IRES. - Les Spongiaires sontd'abord libres dans les premiers temps de
Ieur existence, se groupent ensuite en colo-nies nombreuses, et sécrètent alors une il14'tière calcaire ou siliceuser qui forme bientôtune Inasse solide extrêmement poreuse, des-tinée à loger la colonie dont I'ensemble con-stitue qne .Ep ong e ( frq. 1'15 ).
Les Éponges ont la forme d'une sphère oud.'une coupe qui s'aecroît peu à P€û r à me-sure que de nouveaux individus prennentnaissance par bourgeonnement.
On trouve les ptot belles Éponges lelong des côtes de Syrie, ou leur pêche con-stitue une industrie imPortante.
Chez les Éponges il ir'y a aucun organe spécialernent destiné à une
fonction ; I'anirnal se nouruit des rnatières que lui apporte I'eau en
ciiculant librement par ses pores ou oscu,les,
Ce que I'on utilisg sous le norn d'éponge n'est que le squelette de
l'épon[e vivante, dont on a enlevé Ia partie organisée gélatineuse.
g43. PnorozoarREs. Les Protozoaires sont ainsi nomméssérie animale.tellement élé-
mentaire, qu'ils se montrent sous
I'aspect d'une masse gélatineuseanimée de mouvements contractileset de forme constamment variable.
Les Protozoaires se subdivisentrn deux classes : les Infusoires etles .Rhizopodes.
Ùl*t*, Infusoires. - Les Infusoircs(fig. 116 ) sont des animaux micro-scopiques qui se développent ordinai-rement dans les infusions végétales ouanirnales ou dans les eaux stagnantes.Leurs formes sont extrêmernent variées.
Les Infusoires naissent'les uns des
Fig. 116. - Infusoiresvues BouÊ un fort gtossissement.
autres paf segmentation, ou se reproduisent par des germes que
ou I'eaù hansportent et répandent partout, et qui se développentqu'ils s€ trouvent dans des COnditiOns favqrables,
I'airlors-
de petits animltux qui,
Fig. 115. - Eponge.
ItO Norroxs sun LEs sclgNcrs pnysreurs ET NÀTURELLEs
245, Rhizopofl6s. - Les Rhizopodes sont les derniem représen-tants de la série animale. Leur corps, d'une ertrême simplicité, estformé de protoplasma granuleux qui, dans la plupart des cas, sécrètedes matières calcaires ou siliceuses, sous forme d'aiguilles, de piquants,de coquilles parfois très élégantes.
A cette classe appartiennent les Amibes, les Rd,ir:.biret et lesForsfrninifères.
QunsnoNNÀrRE. Pourquoi tes Écbinodermee sont-ils ainsl nommés? -Qu'est-ce qui caractérise les Pollryiers?-Que fait-on du corail? - Quel estle enractère distinctif des Éponger? Où les trouvo-t-on surtout? - Indiquez lccrnctàre des Protozorirss. - Quo slyoz-vou! dos Infusoires ?
CHAPITRE VI
ÀNIM AUX UTITES
2,48, Iléfinitioll. - Les animaur utiles sont ceur dont nous tironrparti , soit pour notre subsistance, soit pour les services qu'ils nousrendent, soit pour les produits industriels que nous en retirons.
On range également dans cette catégorie tous les animaur destruc-teurs d'espèces nuisibles.
i2l*7. Lo b6tail. - Par bétail on entend les animaur de ferme,Bæufs, Moutoræ , Porcs, etc., à I'exception des Chevaux, des Chienset des volailles. On peut Ie subdiviser en gros bétail ( Bæufs , Vaches ,etc.), et en nrenu bétail, (Moutons, Porcs, Chèwes, etc.).
Outre les engra,is ercel'lents que fournissent la plupart des bes-tiaur, et Ie traaail, que peuvent produire quelques - uns d'entre eur ,ils constituent I'une des plus précieuses ressources de I'agriculture,par les différents produits d'alimentation qu'ils donnent en abondance,comme la aiamde d'e boucheria,le lait,le beurt'e, les fromages, etpar les importants produits industriels qu'on en retire, comme lescairs et les l,o;incs,
Les principaur mammilères composant le bétail ordinaire sont lelBæufs, les Moutons ,les Porcs et les Chèares.
Le Bæuf est, sans contredit, I'une des eslÉces de bétail les pluspr€cieuses par les nombreur services qu'il rend à I'homrne commeanimal domesti(true. C'est un rude et vigoureux travailleur I sa chairest une ressonrce abondante pour la boucherie, et il n'est presquelucune partie de son corps qui ne soit employée dans.l'industrie. Sapeolu sert à la préparation de anirs ercellents ; son poil fournit labornre avec laquelle on gartrit les fauteuils, les canapés ; res &tt ft,es jlGÊ or, ront utilisér dans le tabletteric pour faire des peigner, der bou-
ANIIWÀUX UTILES d8T
tons, des manches d'instruments ; sa graisse est employée dans lafabrication des bougies et des savons ; . ses intestins fournissent labaudruche, etc.
Le Mouton esl une espèce importante parmi celles que I'on élèveen vue des produits qu'elles rapportent. Sa chair fournit une nouni-ture succulente et délicate I sa laine sert à la fabrication des étoffes
et constitue un revenu très important pour I'industrie française.Le poil de la Chèwe sert à la fabrication des étoffes, des coiffures.
Avec sa pea,u, très estimée dans la ganterie, on fabrique du parche-min , du maroguin. Iæs Chèvres de Cachsrn'ire (Thibet ) sont P€Dorrl-
mées pour leur poil long et abondant n !trui sert à la fabrication des
étoffes dites de CaÆlærnire.Le Porc est, parmi tous les animaul domestiques, celui qui se
prête le mieux à I'engraissement. Il fournit du lard en abondance Isa chair, de digestion assez difficile, sert de base à la confection denombreur produits alimentaires qui ont donné naissance à une branched'industrie particulière , la chorcuterie.
248. Le gibier. - On appelle gibier les animaux qqe I'homme se pro-eure par la chasse, quels que soient les moyens employés, et qui serventà son alimentation. Ces animaux sont des mammifères ou des oiseaut.
La chair du gibier est plus succulente , possède un fumet plusagréable que celle des animaux domestiques, et pap conséquent estplus estimée que la viande de boucherie I mais ses gualités mêmes larendent plus ercitante, et par suite moins facile à digérer pour des
estomacs paresseux,On peuf citer comme espèces principales de gibier parmi les malnmi-
fères : le San glier, le Cerf , le Cheuratil , le Lièare et le Lapln ; etparmi les oiseaur : le Fa,isan, le Coq de bruyère, la Psdriæ, laCaille,la Crriue,l'Alouetterle Canard, saurtage et la Bëcasse.
24fJ. Auriliaires de I'hommo. - Le Chi,en parait de tous les ani-maur celui gui se prête le mieux à la domestication , celui queI'homme s'attache le plus volontiers, et dont il a su le mieur dirigerles instincts et les merveilleuses aptitudes. On sait combien il montred'intelligente activité et d'instinct remarquable dans la conduite et lagarde des troupeaur qui lui sont confiés Ces éminentes qualités t;ointes au désintéressement le plus absolu r €tr font un des animaurde ferme les plus utiles.
Le Bmtf se place au premier rang parmi les travailleuns infati-gables de la campagne. Son dos, large et arrondi , le rend impropreau transport des lourds fardeaur I mais son cou développé , ses largesépaules, €tr font une excellente bête de traction. La pesanteur de sa
démarche, la masse de son corps, sa patience dans le travail, lerendent plus gue tout autre animal propre aux rudes travaur des champs.
Le Cheaal est un des meilleurs auriliaires de I'homme pour lesnombreur services qu'il lui rend. Suivant les usages auxquels onles destine , les chevaur peuvent se subdiviser en chevaur d,e selhof en chevaur de trait,
489 Norrons suR LES gcrnNcrs pnysreuns ET NÀîuRELLEs
Les chevaux de selle comprennent les chevaux de guer"re, les che-vaux d,e luæe ( chasse, rnanège, promenade ) et les chévaux d.e seyviee(voyage, service journalier). Ils ont pour types deux races célèbres :'e cheual arabe et le cheual pur sang angliis.
Si les chevaux de trait manguent de légêreté et d'ardeur, leur corpsmassif , leurs fortes jambes, leur puissarice musculaire , leur patienceextraordinaire r €tr font de robustes et vigoureux travailleurs.
La France possède sans contredit IeJ meilleurs ehevaux de trait;I'une de ses races, la race boulonnaise rest le type du eheval de gros trait.
L'd,ne marche ordinairement au pas ; il a tà trot dur et siccadé, etne sait pas galoper.
Sa grande sobriété r sâ docilité à ne refuser aucun travail quin'excède pas ses forces r €il font un utile auxiliaire des pauvres habi-tants des campagnes , auxquels il rend les plus grands services parses modestes mais précieuses qualités. Sa peau seit à faire des tarn-bours, des tamis. En Orient r otr en fait la peau de chagrin si necher-chée pour la reliure., L'Ércphunt ne se rencontre que dans l'afrique et dans I'Inde.Depuis longtemps I'homme a su le plier à ses exlgences et I'utiliserpour la chasse, la gueme ou le transport.
Le Chameaæ est utilisé comme bête de somme dans le Thibet, laSyrie et la Perse. Le Dromadaire est commun dans le nord cle
llAfrique. Le Chameau est plus léger et plus robirste que le cheval.Il ne s'attelle pâsr étant lui-m,ême comme une sorte de vôiture vivante,sur laquelle on peut accumuler jusqu'à 300 kilos de marchandises.C'est un animal indispensable pour les caravanes qui ont à traverserdes déserts sablonneux d'assez grande étendue.
Le Renne est un animal exclusivement propre aux contrées bo-réales. Il est pour les Lapons, les Samoyèdes r ur auxiliaire de pre-mière utilité, et remplace chez eux le Bæuf, le Mouton et le Chevat ,qui ne pouruaient résister au climat rigoureux des terres arctiques.
Sa peau sert à fabriquer les vêtements, les tentes des habitants deces pays ; ils en font même. les voiles de leurs barques et jusqu'à descanots. Sa chair est utiliséb pour I'alimentation ; ses os, sei bois,servent à fabriquer toutes sortes d'ustensiles.
25O. Mammifères à fourrure. - Les animaux à fourrure sont degMammifères {ui, pour la plupart, habitent les régions froides du Nordou les contrées brûlantes de I'Asie, de I'Afrique et de I'Amériquedu Sud. Ces quadrupèdes sont presque tous carnassiers , et leur four-rure est à peu près la seule chose dont I'homme puisse tirer parti.
On nommé pelleteries les peaux de Mammifères préparées pour êtreconservées avec leur poil ; on leur donne le nom d,e fourcures quandelles sont utilisées pour la confection des vêtements. ,
Les fourrures les plus chaudes sont fournies par les animaux despaYs troids ; comme les poils sont toujours plus serrés en hiver qu'enété, on attend les grands froids pour leur faire la ehasse. Les plusriches fourrures proviennent de petits Mammifères tels que la Martreuba. Lautre, I' Ilernrine, Ia Zibelina,
ANIMÀU{, UTILgg 483
261 Oileaur do basso - cour. - Qn appelle ba,sse- ctttr I'endrgitclos dans lequel on élève les aolar,lles. La basse-cour est une res-source importante pour le ménage du cultivateur, et peut lui fourniren abondance des æufs dont il peut tirer un grand proflt.
Les principales espèces d'oiseaux que I'on élève dans les basses-cours, les unes pour leur chair et leurs æufs, les autres pour leur chairet leurs plumes, sont: les Poulesrles Dr,ndons, les Pr,geons, les Canards,les Ores, et moins souvent les Pr,ntades, les Foisaros et les Cygnes.
Les plumes ne servent guère qu'à la confection des objets de luxeet d'agrémentl on employait autrefois les plumes d'Oie pour écrire.Les plumes d'Autruche sont très recherchées, ainsi que celles de cer-tains oiseaux qui ont un plumage brillant, comme le Paon, les Oiseaux-i\'Touches, les Paradisiers.
Le duuet des Canards, et surtout celui des Oies, est employé pour laliterie; on en garnit les coussins et les oreillens.
252. Poissons. - Les poissons d'eau douce , la Carpe, la Tanclte,la Truite,l'Angur,lle, la Perche, le Brochet, les Gouions, donnentd'excellents aliments maigres ; on les mange frais. Les poissons demer ordinairement employés comme espèces alimentaires sotrt : leHareng,la Sardine, l'Anchots, le Thon,la Morue, le Merlan,leMaquerecr,7.t,, la Sole et la Rane,
On appelle aiulers des réservoirs d'eau, naturels ou artiflciels, des-tinés à la conservation et à la multiplication du poisson. Ce sont engénéral des étangs dans lesquels on retient à volonté les eaux depluie, de source ou de rivière. Le vivier est pour les poissons ce quela basse-cour est pour les volailles.
253. trnsecte$. - Il existe très peu d'insectes utiles; quelques-unscependant sont de hardis chasseuru qui font une guerre acharnée auxautres insectes nuisibles; ce sont surtout les Carabes, Les espèces lesplus remarquables pour les produits qu'elles nous donnent sont lesAbeilles , le Ver à, soie, la Cantharide et la Cochenille.
Carabe* - Les Carabes sont de grands et beaux insectes munisde longues pattes, et courant avec agilité dans les parterres et lesplates - bandes de nos jardins. Ce sont de féroces carnassiers, grandsdestructeurs de chenilles, de larves et d'insectes nuisibles, gue I'ondoit protéger et laisser courir en paix quand on les rencontre''
Abei,ttes. - Les Abeilles vivent en société dans les excavations deslroncs d'arbres et des rochers r ou d.ans des abris préparés spéciale-ment pour elles et auxquels on donne le nom de ruches.
Pour récolter le miel r otr enfume la ruche avec précaution aprèss'être mis à I'abri , pâr un masque en fil de fer et des gants épais, dela piqûre des abeilles r {u€ cette opération rend furieuses. Celles quinestent dans la mche , à demi étourdies, laissent I'opérateur en paix.
Les rayons détaehés, mis simplement à égoutter, donnent lo rnieluærge; par compression , otr obtient ensuite un miel de qualité infé-rieure. Mais le plus souvent, poup extraire le miel sans détruire lesrayonsr oo se sert d'un eætracteur à, force centrifuge.
Leg miels estimés proviennent des ruches établies à prorimité de
484 NorroNg sun LEs scrnNcrs pnysreuns ET NÀTURELLEs
plateaux couverts de plantes aromatiques. Les miels les plus r€rrorrt-més sont ceux de Narbonne et du Gâtinais.
Vers ù soie. - Le cocon du Ver à soie, de la grosseur d'un æufde pigeon, est formé d'un seul fil de soie sécrété par la chenille, etdont les, contours s'agglutinent pour former la coque. Ce ûl atteintune longueur de 300 à 350 mètres.
Pour recueillir la soie, on fait mourir les chrysalides en les plaçantdans une étuve dont on porte la température à {00 degrés. On plongeensuite les cocons dans I'eau bouillante, qui décolle les fils de soieagglutinés I on rassemble les extrémités des fils de plusieurs cocons,et on les dévide comme on déviderait une pelote de laine.
La soie 'ainsi obtenue est dite écrue ; elle est jaune ou blanche, et abesoin de sutrir un lavage spécial avant d'être soumise à la teinture.
QunstroNNArRE. - Qwek sontt atu général,r les animawæ utiles? - ew'em-temitr-om par bëtail? - Qwel,s somt l,es prf,ncipawæ Mammt,fères qwi constituemtIe béto,ll,? Qwe retire-t-on d,e,chactnt d|ewæ? - Qw'appel,le-t-om gl,bier? -Qwell,es somt |,es prlmcî,pales espèees il,e gibier? - Nommez les priræô,pawæowæil,Caires d'e l,'Homme? - Commemt subitri,oise-t-on l,es cheuawæ rel,atioe-memt o,wæ servlces qw'il,s peurent rend,re? - Qwe saaæ-ûol"lE il,u Renrae? -Quels sont l,es pri,nctpawæ ami.mawæ à, fowrrwre?
Qw'appelle-t-on basse-cour? - Qwell,es sont l,es pri,nci,pal,es espèces dioôseawæqw'on éLèoe dans l,es basses-eours? - Qwels sont Les prômcipauæ Pof,ssoms wti-I,isés il,ans l,'ali.memtation? - Qu'uppel,le-t-om oi,uiers? - Qwels sont tes prin-cî,pawæ imsectes util,es? - Comrnemt recueil,le-t-on le rniel,? D'où prootemtI,q soic?
CHAPITRE VII
ANIMAUX NUISIBTES
â's't*. Farmi les animaux il en est qui nous sont directement nui-sibles, c€ sont les grands carnassiers qui nous dévorent, les parasitesqui nous rongent, les espèces venimeuses qui nous empoisonnent ;d'autres nous nuisent indirectement en attaguant les animaux qui nousservent, les végétaux que nous utilisons , les produits d'industrie quenous employons , comme les vêtements , les meubles, les denréesalimentaires, etc. Ce sont des concurrents qui nous disputent ce qu'illeur faut pour vivre, et la Prgvidence, qui fait bien toutes choses, lesmet évidemment à même de se procurer les moyens de se nourriret de perpétuer des espèces qui doivent, dans ses desseins , échapperà toute destruction de la part de I'homffi€, et dont sa justice se sertquelquefois pour nous châtier.
255. Mammifères. - Les Mamrni,fères les plus redoutables et quis'attaquent directement à I'homme sont z le Ti,gre, le Iion, le ,Ia,guar,la Pqnthère, l'Ours et le Loup,
ÀNIMAUX NUISTBLE8 485
Quelques rongeurs sont placés dans la catég-orie. des animaur nui-
sibles , ..rorri,i;exemptô, les Lièares et les Lapr'n2, qui commettent
parf'ois aes aOiais considet"bt.u dans les vergeï i l.: Ra.ts et les Souris,
qui infestent ies habitationsl les Mulots,^qu1 détruise.nt les récoltes.' L" Four,ne , la Belette, le Putots , le Renard, font une guerre san-
glante aux animaux de 6arse-root. Lu Lautre mange le poisson del
rivières et des étangs.
256,0iseaux, - Les vaUtoUrs , les ar,gles, les Faucons, s'at-
taquent aux oiseaux plus petits et détruisent une assez grande {uâr-tité de menu gibier. ô . r : a:-^ ^- -ô6y
Les grandes" espèces d.e rapaces font quelquefois des victimes parml
les troupeaux qui paissent dans les montagnes'
267. Reptilos. - Les Reptiles les plus redoutables sont les cai'-
rnd,ns, les -Crocod,iles
et les Serpents aenimeuæ'
2bg. Insectes. _. presque tous les insectes sont nuisibles, soit à l'état
de larves ou de chenilles, soitàl'état d]insectesparfaits'ce sont de rudes adversaires, contre lesquels nous avons
souvent à lutter pour leur disputer nos animaux ' nos
piunt.r, nos alimànts,nosvêtements et nos habitations'^ L", principaux Insectes nuisibles sont : les Hanne'
tons, lLs Charançons, les Çriquet'::- l* Phy-l-loæélo 'les Py,cerons, les- Guêpes, Ies ctrteni,lles, les Mouches,
tài-Co"sins, ies Pundrses, les Pouæ et les Pu,ces.
Hanneton, - Le Hanneton est un des plus grands
ennemis de I'agriculture. Sa larve r connue sous le
;;; de aer' btah,c, passe trois ou quatre ans dans la
terre, coupant et rongeant, au moyen de ses puis-
santes *.ttaiUules, to--utes ies racines qu'elle -r-en-
contre. Ces larves sônt parfois si nombreusesr gu'elles
détruisent des récoltes entières.' Le Hanneton ne vit que trois semaines à
l'état d'insecte parfait; il éclot au printemps,
d.évore avec "oidito
les jeunes feuilles des
arbres et peut causer de véritables dégâts'
Charan'çonl. É Les Charançons lont de
petits Colàoptères vivant sur des espèces vé-
|et*.t parti^culières. Leur bouche est armée
cl'une sorte de trompe recourbée, puissant
appareil de destructiôn au mo-Yen duquel ilspàttrotent les substances les plus dures'
Criquet. - Le Criquet voyageur, impro-prement appelé Sauterelle, ne se rencontreguère qu'en Afrique. - -
Les Criquets voyagent parfois en rangs si
serrés , qù'ils forment un véritable nuage
qui obscûrcit le jour. Le sol sur lequel rlss-'abattent en est recouvert, et en quelques
Fig.1t7. -Larvedu Hanneton.
Fig. 1L8.
Charangon du blé-
,., grain de blé; 2, gran-deur naturelle; 3r Gha-
rançon grossi.
$
I
4d6 N0frotc{s sUR tÉ:s scIENCEs pHïsIQUEs ET l{Â.run&ttBsinstants toutes les récoltes sont anéanties. Ce fléau est extnémement
qlnr\lJl-r ,11{fo*n redouté- des agriculteurs algériens.Phylloæérq,, - Le phyttoætira uastatriæ est unpetit insecte apporté en
"F"uoce depuis une ving-taine d'années sur des prants de vigne venant
dlAméri{ue r ej qui depuis a détrriit ta plusgrande partie rle nos vignobles, autrefois si plor.pères. Il se ûxe sur la racine des ceps deIq1ru, y. imp.lante sa trompe, €t passe toute IaDelre sarson à sucer le suc des raàicelres. Bien-*i"_.,:T:s-_,ci
finissent pan être couvertes par ldeslu\
Fig.rie.- phyuoxéra. i{itiffi ffi"1ï- lâ;,ï.tî.', qui épui.""ili;Ï;i.
Pucerons' - Les Pucerons sont de petits animaux de couleur verte,noire ou bronzée, que |on rernarque ôn grand nombre, serrés res unseontre les autres, au.tour d.es jeunes pàùrr., de différents végétaux,sureaux, rosiers , tilleurs, groseilliers, etc., et {ui, ûxes à la plantepar leur bec, en sucent la ièoe avec uoiaito.
. trouve que sur uneespèôe végètale parti_
,/' culière I les autres raives s'a"ttaquent au./ Dors ou aux fruits, qu'elles rongent ac_
Les Guêpes et les Frelons sont des espèces munies d,un aiguillonacéré dont la.pigùre, ,sans. être dangerà,r*u, est excessivement dou_Ioureuse et détermine I'en{lure a. i.'p"rti" atteinte.Il est à remarquer que ces insectes r* ,* servent de leur aiguillonque lorsqu'ils,s9nt agacés ; on peut les raissu, *o,r*i" ,,r, Ia peau sansaucun inconvénient; ils ne piquent biàn souvent que rorsqu,on lesmaltraite en voulant les chasser.Les Guêpes sont encore nuisibles par les dommages qu,elles cause'tdans les vergers en s'attaquant auxïi";-beaux fruits.
\ / - !*r Lépidoptères sont surtout nui-
{ré !.* pt"prrt des chenilles viventde feuil tes,
M et le plus souvent chaque espèce nu ,u
tivement.Les Mauches sont des insectes aga_
.çtllu qui pullulent guelquefois danu i*,habitations. - I
Le Cousiro est très avide du sang deI'homme;
.il perce la peau au rnoyenâ',.rnlong suçoir et y verse en mêmô t.mp,un venin qui provoque une vive i;_Ilammation et une, violente démangeai-soll.Fig. 120. - Acorws de la gale.
Les Pouæ, les puceset les punai.ses sontdesanimaux qui naissent et se multipli"rrt-dans la maipropreté. Leursmorsures sont irritantes et occasionnànfag.u1o"r aJ*r"àeaisons. La pro-preté est le seul moyen de se maintenir a t'al"i d.-."rtbt* répugnantc.
ANIMAUX NUISIBLES {87
asg.Acariens.LesAcarienssontdepetitsÀrachnidesquivivent en parasites sur les nnatières végétales et animales, rnortes ou
vivantes.L'Acaru.e ou Sarcopte d,e la gale (fig. 120) a
-l'aspect d'un petit p-oint
blanc visible à l'æil ïu. vu au rnicioscope r il a I'apparence d'une
petitetortue. . r -_ :r-r^-^r^_^^r Lorsqu'on place un de ces anirnaux sur la pe_au, il s'enfonce rapl-
dement sous i'épid"rffiê, et y creuse un sillon, dont Ia longueur.varie
de quelques *itti*at""r à plusieurs centimètres , et analogue. à une
Jr"no*. d'épirrgle. c'est sa présence sourf l'épiderme qui constitue Ia
gal,e,
260. Ténia ou Ver solitairo. - Le Ténr,a présente,,avant d.'arriver
à son complet développement, une série de métamorphoses_extrê.me-
ment corieuses, et nË^vit à l'état adulte que dans le canal d.igestif de
I'homme.On se débarrasse de cet hôte importun en avalant 30 à 40 grammes
de poudre de kousso d'Arabie délayée dans un demi-verre d'eau. La
racine de Grenadier parait jouir des mêmes p-ropriétés. L'expulsion de
la tête du Ténia est ia conàition essentielle de la guérison complète.
216t. Escargots. Limaces. - Les ,Escargots et surtout les Limaces
causent à I'agiiculture de véritables dégâts, €tr rongeant les Pousses
des arbres et les légurnes des potagers'- i"* plus à craindie sont les petités espèces, principalement la petite
Limacô grise et ses nombreuses variétés, {ui se reproduisent avec
une d.ésespérante activité.
eunstroNNArRn. - euets soml tes princi'trtouæ omimowæ nwi'sibles purmi les
Mammifères, les Oiseauæ et l,es Repittes? - Nommez hs Insectes muisibl,es les
prut comrnums et ind,iquez, pour chaewn, en quoi dh sonl mwisibl,s. - (Jri':
t"aez-1)ou:t il,e f Acotus d'e l,a gale?
B0TAi.\[trQUE
CHAPITRE IANATOMIE GÉNÉnIIn
l. La cellule végétale. - Tous les végétauxpar une agglomération de cellules dont Ià forme
plus ou moins modifiée.
Fig. 1,. - Cellule végétale.ma, membrane cellulaire ;
p, protoplasma; ,o, noyau.
La cellule uégétale ( fig. I ) est un petitorgane microscopique., d.e forme,ifrO-.lique, ou ovoide quand elle est isôtOe,d'un diamètrg lul qu'it en faudrait
"iign*,plusieurs centaines pour faire une ton[L.o,de { millim. Eile se présente tout dËbordsous I'apparence d'une masse liquide, leprotoplasma, entourée drune mômbranepropre, tran,sparente , at drune seconcleenveloppe formée cle cellulose, qui luidonne de la consist,ance.
Au milieu du protoplasma sont disséminées des granulations extrê-mement petites, parmi lesquelles on en distingue une plus consiàé-
);=#rrable,constitrréeparunlongûlenrouléirré-
i@Æil #:i;:iii ;ï"iïïi?it"ô,ffiH:'fii :ï*;î;:f;.corpuscules
arrondis, gu,on apperre
ffi "*:,ffi, nii',*iï
*",,-*,:ïlï Sîj:aux parties vertes des véeétaux leui couleurpropre; de l'ami,don_(frg.2;, de la fécute, engrains arrondis incolorei I des cristaux d,oæa-Fig. 2. - Llne ceilule dhrn late d,e chauær. des gdz , a*, ,r", -e"*îil"-
tubercule de Pomme de ri,ers, , {ui donnent aùx org"rr*, reur colora-terrê,contenantdesgrains ûo1 r' leïr parfum, leur saveur, etc.d'amidon' Le protoplasma est la substance fondarnen-tale, la partie essentiellement ïivant'e de la celtule; ï"rt lui qui donnenaissance aux granulations gu'il renferme, aussi bien qu'*n* memhranesqui I'enveloppent.
sont constituésprimitive s'est,
Àhtatoi\{rn cÉxÉnr,r d89
Ordinairement, la cellule se déforme ; la merhbrane s'épaissit encertains points, et la surface prend une apparence annelée, rayée,ponctuée, scalariforme. De plus , il arrive fréquemment que le con-tact immédiat de toutes les cellules n'est pas complet ; il en résulte
INFig. 3. - À, cellules arrondies présentant des méats rn, -'B, cellules prisma-
tiques ne laissant gue des méats très petits ou nuls. - C, cellules étoilées (tigede jonc) offrant des méats m et des lacunes Z.
de petits intervalles vides, extérieurs aux parois cellulaires, et danslesquels pénètrent des gaz; on donne à ces espaces libres le nom demëats intercellulaires. Lorsque ces cavftés atteignent ou dépassent lesdimensions des cellules voisinesr oD leur donne celui de lacunes (fig. 3).
2. Tissus végétaux. - On appelle tissu s uégétauæ un. ensemble decellules modifiées de la même façon et concourant à I'accomplissementd.'une même fonction.
Les différen'ts tissus végétaux peuvent se subdiviser en deux groupes :
les tissus uiuants et les tcssus morts.Les tissus vivants comprennent : 1.o le tùssu formateur oa mëristènLe,
qui constitue le Eommet des bourgeons et les extrémités des racines I engénéral, on le rouve dans toutes les parties de la plante qui sont envoie de croissanre I 2o le tlssu cellulatre oi parenchAû@, qui forme lecorps de toutes\es plantes inférieures (Mousses, Champignons, Lichens,Algues) ; les feuilles,les fruits,les racines charnues, en fournissent aussides exemples I 3o le tissu ëptdermique, se développant à la surface desorganes 1 4o le tissu sécvéteur, produisant les gommes, les résines, etc.
Les tissus morts sont : Lo le ti,ssu conductertr, formé de canaux danslesquels circulent les liquides et les gaz;2o le sclërenchynte, donnantaux organes leur résistance et leur solidité.
3. Parties principales de la plante. - La plante puise leséléments nécessaires à sa nutrition et à son développement dansla terre et I'atmosphère ; elle est donc, en général, composéedtune partie souterraine, la rq,cine, {ui la txe au sol et styramifie en tous sens, €t d'une partie aérienne comprenant latige, les branches et les feuilles.
La tige, plus ou ûoins développée, forme le trait d'unionentre les racines et les feuilles, of sert de conducteur aux sucgnourriciers ( sève ) circulant des unes aux autres.
ffi
{90 NorIoNs suR Las scIENcES pnîsreuns ET NATURELLns
Après s'être couverte de feuilles, la plante donne d'abord des
fl,eurs, ensuite des fruita, renfermant des graines qui , par lagermination, perpétueront I'espèce à laquelle appartient laplante mère; puis elle meurt (plantes annuelles) ou tombe dansune sorte de repos pour recommencer la même évolution lorsgueles conditions atmosphériques seront favorables (plante s bæan-nuelles et aiuaees | .
4. Embryon.
Fig. /l. - Compositionde I'embryon (Fève).g, gemmule i t, ti-gelle I r, radicule;
On appelle embryon I'organe spécial de lagraine gui donne naissance à la plante. Ilcomprend trois parties : la radicule, la tigelleet la gemtnule (fig. 4).
La graine renferme souvent des organegcharnus, remplis de matières nutritives des-tinées à nourrir la jeune plante au. commen-cement de son développement ; ce sont lescotylédons.
Le nombre ou I'absence des cotylédonsdans la graine entrainant des modificationsextrêmement importantes dans Ia structurede la plante, ces organes ont servi de base
c, cotylédon. à la subdivision du règne végétal en tr'isgrands groupes : les Dicotylédones, MonocotyWdones et Acotylé-dones, suivant que la graine renferme plusieurs cotylédons, utrseul cotylédon, ou qu'elle en est dépourvue.
Les Dicotylédones et Monocotylédones forment Ie groupe desplantes Phanérog&rnes, of les végétaux Acotylédones celui desplantes Cryptogû!rues, comprenant : les Cryptogarnes oa,sewlaires, les fuluscinées et les Thallophytes.
QunsnoNNÀrRE. - Décrivez la cellule végétale. - Qwc pcut-ellc contemir?Qwel,l,e cm est I,a portie fomilamemtob? * Oornmemt appel,le-t-om let c*paceslibres qwe l,es cel,lrul,es |,aissent entra ell,es? - Qw'appell,e-t-on tissoas tségëtawæ?
Cornrnent l,es subdiutse-t-on? - Que comprerunent l,es ti,ssws oiuants et l,es
tissras rnorts? Quelles sont les parties principales d'une plante? - Qu'appelle-t-on embryon.e Quelg organes comprend-it? - A quoi servent les cotylédons? -Quellos sont les grandes divisions du règne végétal?
$. Iléfinition. -rement cachée dans
CHAPITRE IITA RACINE
La racine est Ia partie du végétal ordinai-la terre et destinée à absorber les liquides
tÂ, nÂ$Nn
néceseaires à sa nutrition ; elle résulteloppement de la radicule et ne portejamais de feuille.
6. Caractères extérieurs. - La racineest un organe à peu près cylindri
NZ NorroNs sun tns scIENcEs puysreurs ET NÀTuRErrEs
en racines ligneuses ayant la dureté du bois ( Chêne, Orme ,Rosier), et en racines charnues (Navet, Betterave).
Flg, 7, - Racines fasciculéesd'une graminée.
Fig. 8.Racines adventives du Fraisier.
9. Racines adventiveg. On appelle racines adaenttues des
racines qui se développent sur des organes qui normalementn'en portent pas (fig. 8).
Les jeunes tiges ont la propriété d'émettre facilement des racinesadventives I il suffit , pour favoriser ce développement, de les mettreen contact avec un sol humide I c'est ainsi que de jeunes tiges deSaule, de Lilas, de Sureau, enfoncées 'dans une teme humide r s€
couvrent rapidement de racines adventivês.Cette propriété particulière des tiges est souvent mise à profit pour
multiplier, dans un but d'utilité, les racines de certaines plantes. Onprovoque Ie développement de la racine de la Garance, employée enteinture, €tr accumulant de la terre humide autour de chaque pied ;c'est ce qu'on appelle buter la tige. Quand le Blé est levé, otr passe
dessus un rouleau de bois, de manière à coucher les jeunes tigessans les briser; au contact du sol, la partie voisine du collet émet desracines adventives pendant que I'extrémité se relève, et les nouvellesracines ainsi développées contribuent à fixer plus solidement la tige etassurent à la plante une nutrition plus active.
lO. Bouturage. - Faire une bouture consiste à mettre en contactavec de Ia terre humide une partie récemment détachée d'un végétal ,
de manière à provoquer le développement de raeines adventives ; cettepartie détaohée porte le nom de bott't'ti're.
On peut faire des boutures avec des fragments de tige, de branches(plançons) , quelquefois de feuilles , etc. La facilité avec laquelle lesplantes se prêtent au bouturage est variable suivant I'espèce I les
arbres à bois tendre se bouturent plus facilement que les arbres à
bois durl les jeunes pousses réussissent mieux que les vieilles branches.Les Saules, les Lilas, les Sureaux, les GéraniumS r se reproduisentfacilement par le bouturage,
{ 1 . Marcottago. - Le maf cottûge consiste à incliner qne tise llexible
I"A RACINE
et à la maintenir en contact avec le sol sans la{93
détacher du pied au-quel elle appartient ( fig. I ).Des racines adventives naissentbientôt au niveau de la partiegui touche Ia terre , Êt, quandelles sont suffisamment déve-loppées r on sépare la branchede la plante mère.
19. Fonction des racines.
- Les racines servent géné-ralement à ûxer la plante ausol; mais leur fonction prin-cipale est d'absorber lessubstances nécessaires à sanutrition. Certaines racinesadventives, les crampons duLiercer par eremple, sontexclusivement des organesde firation.
Les poils radicaux sont gor-gés d'un liquide assez dense,qui n'est séparé des solutionssalines, toujours très peu con-c_entréesr lue pgr l'épaisseur de la paroi cellulaire. Par un phénomèned'osmose (fig. {0)
' ces solutions pénètrent dans les poils à mespre gue
ceur-ci cèdent aux cellules plusprofondes le liquide qu'ils con-tenaient primitivement, et le phé-nomène se continue ainsi avecplus ou moins d'activité, suivantl'énergie de la nutrition, ou sui-vant les conditions extérieuresdans lesquelles la plante est pla-cée.
13. Assolement. - Les végé- p, poils absorbants remplis de proto-taux enlevant au sol des subs- plasma i aF t assise pilifère 1 enîl', êD'
tances qui varient suivant I'es- doderme; o, vaisseaux du boisi Fctpèce à
- laquelle appartient la parenchyme cortical'
plante que I'on cultive, on conçoit qu'un terrain serait vite épuisé sion ne variait la nature des végétaux qu'on veut y récolter. Aussi a-t-onsoin r €û pratique , de varier la succession des récoltes et de cultiver,par exemple, I'Orge et Ie Blé dans un champ qui aura donné desBetteraves I'année précédente. On donne à cette alternance de cul-ture le nom d'assolëment.
Cet épuisement du sol ne s'observe pas pour les plantes qui croissenti l'état sauvage, comme les Chq,rd,oras, les Orties; car ces plantes,
Figuro théorique pour expliquer I'ab.sorption par les racines.
Fig. 10.
é94 NoTIoNs sun LEs sornNcrs pr{ysreuns ET NÀîuRErLEs
mourant à I'endroit même qu'elles ont épuisé, restituent au sol lesmatériaux qu'elles lui avaient empruntés.
lI4. Réserves nutritives. - Lorsque les matériaux absorbés par lesracines ne sont pas immédiatement consornmés, ils s'accumulent soitdans les racines elles - mêmes, soit en d'autres points du végétal , etf'orment ce qu'on appelle des rëseraes nutrtttues (fig. 6).
QunsrroNNaIRE. Qu'est - ce que la racine ? Qwels sont ses co,reçIèreseætérôewrs ? - Quelles sont les difÏérentes parties d'une racine ? - Qu'appelle-t-onchevelu? - Comment se.subdivisent les racines quant à leur forme? Citez*en des exemples. - Qu'appelle-t-on racines adventives ? - C omment fauorise-t-am'l,e d,ëuel,oppememt d,es racines ad,uemtiaes? - Uomment fait-on wne bowtwre,wne ryLarcotte? - Quelles sont les principales fonctions des racines? - Comrnemtse fai,t I'absorpti,om par les raci,mes? Qw'est-ce qwe l,'assol,ememt? - Qw'appe'l,l,e-t - om réserues mwtritiacs ?
CHAPITRB ITI
TA TISE
{5. I}éfinition. - },n tige est la partie ordinairement aériennedu végétal, qui croît en bens inverse de la raoine. Elle se dis-tingué facilement en ce que seule elle porte des bourgeons. Sa
structure varie suivant I'embranchement auquel appartient laplante.
r 16. $tructure d'unetige ligneusede Dicotylédone.- I\ous prendrongcornme type la tige d'un Chêne. Unecoupe transversale (fig. 12) montrequ'elle est composée de trois partiesbien. distinctes: l'écorce, le bois oucylindre central et la moelle.
ll7. Écorce. - Ltécorce est for-mée de trois couches concentriquesqui sont, de dehors en dedans :
rig. t{. - Tige ligneuse de dix ans. l,épiderffiat l'enuel,oppte h,erbucée etd, duramen; &, aubier; oc, écorce. Ia eOuche subéreu,se OU liège.
Lesrayonsblancssontlesrayons rr!.:_, . r r . ôr
méduliaires. ' L'epId'errne eSÏ la Cou0ne qur revetla partie de la tige exposée à I'action
de l'air et d.e la lumière. Dans certaines tiges âgées ( Chêne , Orme )il est fendillé , crevassé, et finit même par disparattre complètement.
LA rIGE {S5
_L'-enaeloppe herbacrie est formée de cellules renrplies de chloro-p\ttel c'est elle qui donne la coloration verte aux jeunes tiges.La couuhe subëreuse oa liège, {ui n'existe gue daàs les figËs adultes,
est constituée_ par du tissu celtdàire; tantôt âtte est très rèduite, tan-tôt_ elle prend un accroissement considérable en épaisseun, et for*tle l!'ège. La couche subéreuse du Chêne-Liège est surtout utilisée pôurla fabrication des bouchons"
f B. Bois. - Le bois oa l:igneu$ est I'ensemble des couches coû-centriques comprises entre la moelle et l'écorce; elles sont sillon-nées par les ra,yons méd,utte,ires. On donne le nom drétuiméd,ul-laire à la couche la plus profonde du bois.
Les couches internes 'sont en général plus foncées que les couchesexternes I leur. tissu est plus €ompact, ef le bois prr cànséquent plusdensel cette.région, la plus dure-d.e la tige, est âppelée d,irameà oocæ'ur dv' bois, tandis_ que les couches eiternes,
^plor jeunes et plustendres, forment l'aubi,er, appelé aussi bois btancr' à cause de sa cou-leur plus claire.
lB bis. ta moellg. * La maelle est un tissu -spongieux formépresque entièrement de cellules mortes ; elle est-très abondantedans la tige du Sureau et dans les ptahtes herbacées, commedans le Jonc des jardiniers (truneus giout*s). Elle est nulle ou àleu près dans les tiges des arbres à bois dur (Chêne, Hêtre, etc.).On peut cependant la constater encore dans les rameaux envoie de cnoissance.
19, Différentes sortes de tiges. - La forme des tiges estordinairement cylindrique_. Elle- peut être cependant qriud."n-gulaire
' comme dans les Labiées (Sauge , Menthe , Ortieblanche);
triangulaire r comme dans cer[ain s- C'areæ I cannelée , commedans quelques Ombellifères ( Berce).
Quant à leur direction, les tiges peuvent se subdiviser entiges fleribles et en tiges dress ée{.
!.f tiges flexibles peuvent être r&rnpa,ntes (Pervenche, Num-mulaires ) ,_ traçantes (Fraisier ) , g*i*pantes i Lirrrr, Bryone ) ,ualubiles ( Liseron, Haricot ).
Les princi?all tyqel de. tiges dressées sont : la tige propre-ment dite (ortie, Géranium), le tronc (chêne, brme), lechaume ( Blé, Avoine ) et le stipe ( palmier ).
- 90. Tiges souterraines. Les tiges soutemaines, commeleur nom I'indique, se développent dàns la terre et non dansI'atmosphère; ce sont les rhizômes, les bulbes et les tubercwles ,
Les rhizoffLes Jfig. {2) s'allongent obliquement ou horizontalsment dans le sol, et émettent aé loin en loin des bourgeons qui
490 NorIoNs sun LEs sclnNcns
se développent verticalement et'
( Sceau de Salomon ).
PHTSIQUES ST NÀTURELLES
viennent s'épanouir dans I'air
Fig. lZ. - Rhizome du Sceau de Salomon, montrant de nombreuses racineridventives, ainsi que les cicatrices laissées par la destruction des tiges aériennes
des années Précédentes.
est composé d'une tige souterraine très rac-courcie ou plateau, portant un gros bour-geon plus ou moins central, entouré d'écaillesôu de-tuniques fixées sur Ie plateau ; la partieinférieure du plateau donne naissance à de
nombreuses racines.D'après la nature des enveloppes du bour-
geon, otr subdivise les bulbes en bulbesécaitteuæ (I.,is), tuniqltes (Oignon) et so-
Iides ( Colchique ).On appelle caîeu,æ des bourgeons ou
bulbes sêôondaires qui croissent à I'aisselledes écailles de certains bulbes, et qui peu-
vent se développer séparément après avoirété détachés de la plante mère ; tels sont
les caieur qui constituent les gousses d"4.iz.
Les tuberculer sont des renflements con-
sidérables des parties extrêmes de cer-Fig. L3. - Bulbe du Lis. taines tiges sOuterraines , {ui _prennentune consistance charnue et se chargent de matières fésulentes.
Le bulbe (fig. {3)
I,A TltE 497
Les plus connus et aussi les plus utiles sont ceux de la Pornme
de terrc eI de la Patate.
9l1. Fonctions de la tige. É La principale fonction de lstige est de conduire les liquides nutritifs des racines vers les
fzuiUes et de les distribuer à tous les organes. La tige sert ,
encore à supporter les organes principaux de la respiration"(feuittesl et de [a reproduction(fleurs et fruits). Dans certainscas, elle peut accumuler des Iûâ-tières nutritives dans ses tissus,et devenir ainsi un organe deréserve ( fig. 14).
22. Usage des tiges. - La Pornmede terce ou Parmtentt'ère, du nomde son vulgarisateur, est un' alimentsain et agiéable. La facilité avec la-quelle on la cultive r son aptitude à
se développer dans tous tes terrains,les mille manières de la PréParerpour la table, €tr font une Précieuseressource pour I'alimentation. Elletburnit abondamment de la fécule,et peut servir à la fabrication d'un Fig' 14' - Chou ravq'
alcôot (atcool d,e porrtrnes d,e terre). t; tige aérienne -renflée, constihrant
Les Èulbes de l' Ail., de l'Oignoi, ïn" réserve de matières nutrl'
du Poireau, , de l'If chotote, soit dei tives'
condiments qui servent à relever le goùt des aliments.L'écorce aè la Cannelle est utilisée comme substance aromati(lue'
celle du Quinquina, comme fébrifuge et fortifiante.Le lrègâ, gui tett à fabriquer deJ bouchons , est I'enveloppe subé-
reuse, c-onsidérablement développée, du Chêne-liège.Le 'tan,
employé dans la preparation des cuirs , n'est autre chose
que l'écorce du Chêne rouure réduite en poudre.' L., jeunes tiges de eertains Saules sont utilisées dans la vannerie.Le 1ôin, .*pioyé pour la nourriture des bestiaur, est fourni_par la
tige d'e certainàs ptantes appelées plante_s (ou7rag.ères, L7 gVit!'e, qui*it l" tige des Gràminées alimentaires (Ble , Orge),. s-ert de litière.
Les fibres textiles du Chanarc, du Lin, servent à la fabrication des
toiles, des étoffes.La Canne à $rcre fournit du sucre. Le jus qu'on en ertrait, soumis
à la fermentation, sert à Ia fabrication du rhum,Le bois d,e Santol est travaillé pour la fabrication d'objets d'art. Le
Santa| rouge fournit une belle malière colorante, la santalinc, Le bois
de Bréstt, \e bois d'Ind,e ou de Campêche, sont des bois -rouges t$s
omployés pour la teinture. I"e Qucrcttron et le lustet donnent des
couleurs jaunel.17
4gB NorIoNs suR LEs scl$Ncss pursreuns ET NaTuRELLËs
Les meilleurs bois de cotustrwctiprt sont les bois de Chêrte , de l{êtrc,de Chdnigmier, Les bois de Sapin, de Pin, de Cèdre, sont avanta-geu$erlent employés pour les constructions maritimes I la rë,sine dontils sont imprégnés garantit les prèces submergées de I'action destruc-tive des eaur. Le Chêtu, leNrryerrl'Orrne, le Buisrle Houærl'Acajut,
rle Pati ssond,re, sont recherchés en ébénisterie.Le Charbort dê boi* est le produit de la calcination, à I'abri du
contact de I'air, des branches et des tiges des arbres. Le charbon deFusain est utilisé pour le dessin. Les cendres de bois soumises à deslavages méthodiques donnent r pâr évaporatiou, des eaur de lavage ,du carbonate de potasse impur, connu sous le nom de potasse ducolnmerce'
QunsrroNNarnb. - Qu'est-co que la tige ? - Quelles sont les trois parties qulconstituent uno tige de Dicotylédone ? - Quelles sont les troi s parties de l'écorce ?
- Qu'est-co que le bols ? - Qu'est-ce que la moelle ? - Quelles sont les diffé-rentes sortes de tiger relativement à leur forme et À leur direction ? - Quellersont lec tiges souterraines ? Citez-en des exemples. - Queltes sont les fonctiontde la trgo? - Q*allat soml lcsprincipalct cspèces ilont om wtil'i'se bs tigesl
THAPITRË IV
rEs tsouRcEot{s
g3. Nature des bourgeons. - Les bourgeons sont des organesformés de feuilles très pet,ites groupées sur un axe extrême-ment court ; par leur développement, les bourgeons produisent
des branches ou des fleurs.Au point de vue physiologique r orr
peut les considérer comme des sortesde graines qui se développent sur la tigeoù ils Bont fixés au lieu de germer dansle so[.
Normalement les bourgeons sont si-tués à I'aisselle des feuilles ou à I'extré-mité des rameaux.
24. Bourgeons adventifs. - On appellebourgeons aduentifs des bourgeons qui nais-sent guelquefois en des points d'un végétalautres qu'à I'aisselle des feuilles. Ces bour-geons peuvent se développer sur les tiges,les feuilles , san$ raison apparente ou psrorgenes (â9. t5),
Fig. 15.
Bourgoons advontifs dévolop-pés autour de la cicatriced'une branehe coupéo.
suite de plaies faites à ces
IES EOURGEONS .90On appellc drryæw les bourgeons adventifs qui se développoni
rur les racines traçantes des Acacias , des Peupliers, des Ormes, etc.
25.. Recépago. - Le recé,pag,e est une opération de cLlture rela-tive à la propriété qu'ont les végétaux de pouvoir émettre des bour-geons advetttifs. ll consiste à couper un arbre au ras du sol I le pour-tour de la section se çouvre de bourgeons adventifs, parmi lesquelsun certain nombre se développent en branches, de sorle que le pied,qui ne portait qu'une seu le tige , devient une souche de laquellepartent un certain nombre de troncs de même âge, et par conséquentde mêrne force.
Quand les plantations d'arbres n'ont pas subi I'opération du recé-page, elles donnent des bois de haute futaie, employés dans la char-pente et la construction I au contraire , quand, par un recépage pra-tiqué tous les cinq ou six ans, on multiplie les branches issuei de lasouche r or obtient des bois de taillis, {ui servent â faire des clôtures,des fagots, des échalas, etc.
Les branches de Saule utilisées dans la vannerie ont besoin d'avoirtoutes la même grosseur et d'être flexibles, par conséguent assezgrêles; pour arriver à ce résultat, on recèpe ces arbres i une faiblehauteur au-dessus du solI des bourgeons- adventifs se développentalors et donnent des scions que I'on coupe chaque année, et q,ti'parconséquent repoussent de plus en plus nombreux.
26. Taille. - La taille consiste à couper un certain nombre deieunes branches très près de leur point d'insertion, de manière qu'ilne subsiste sur la partie restante que deur ou trois bourgeons, ies-guels profiteront naturellement de la sève gui aurait été employée parla partie enle.vée. C'est pal la taille que i'on favorise te àevâtop'pe-ment productif des arbres fruitiers.
27. Ébourgeonnoment. - L'ébourgeonnementse pratique au prin-temps; il consiste â détacher simplement un certain nombre de bou"-geons dont l'épanouissement commence. Quand cette opération sepratique â I'automne, alors que les bourgeons sont encore à l'étatd'yeuxr oû lui donne [e nom d'éborgn&ge.
Il va sans dire que les feuilles étant ies organes essentiels à la vie{q vfSAhl , il serait très imprudent de supprimer tous les bourgeonsà bois sous le mauvais prétexte de favorisbr ainsi le développe"mentdes bourgeons à fruits.
28. Remarguo. - La taille et l'ébourgeonnement sont des opéra-tions gui ont pour but de diminuer le nombre des bourgeons sur unvégétal, de manière à répartir les matières nutritives enire un moinsgrand nombre de.bourgeons privilégiés, dont Ie développement peutétre ainsi favorisé par les soins intelligents et intéressèÀ de I'hôrti-cul teur.
29-, Greffe. - f,4 greffe consiste essentiellement à transporter unbourgeon r ou un rameau portant des bourgeons, d'un végéiat sur unautre végétal" La partie détachée porte le nom de greffon, et la planterur laquelle on Ia ûre, celui de sujet,
500 I{OTIONS SUR LES SCTENC8S PRYSIQUES ET NATURETLES
On appelle sûuaq,geons les plantes qui n'ont pas été gre{fées. L€8pieds obienus par boutures ou par marcottes, sonl dils francs de pied-
8O. Conditions dans lesquelles doit se pratiguer la greffe. - On
ne peut greffer I'une sur I'autre que des espèces appartenant au même
g€nre ou a deux genres très voisins. Ainsi toutes les variétés de Pammierpeuvent se grefiù les unes sur les autres; il en est de même des ^â bri'iotters , deJ Pru niers, des Poiriers, etc. On pouma greffer des varié-tés de Pontrniers san des Aubëpines, mais non un Rosier sur un
Lilas, etc.Pour assurer la réussite de la greffe, il faut choisir des espèces dans
lesquelles les mouvements de la sève se font à la même époque.
L-es principales sortes de gre{fe sont : la greffe par bourgeons, lrgreffc pûf rûrneau ou par seion, et la greffe per approche.
Bl. Greffe par bourgeons. - On distingue deux^sortes de grelfe
par bourgeonsl la greffe en écusson eI la greffe en flûte,La griçe en écusson consiste à détacher, en forme d'écusson
' un
lambiau 'd'éco".e portant un ou plusieurs bourgeons. On fait dans
l'écorce du sujet une incision en forme de T, on en relève les bords ,
et on glisse !'écusson de maniôre à le mettre en contact avec I'aubierdu suËt ; on rapproche ensuite les bords de la plaie, et on les main-
tient Ën pt"r" pài aes ligatures (fig. 16). Ce mode de gre{fe s'emploie
au printèmps [greffe ù-æit poassant) ou à I'automne (greffe ù æil
dormantl.Dans lâ greffe en ftûte, otr enlève au sujet un anneau d'écorce que
I'on rempùce par un anneau de même dimension portant des bour-geons et détaché de la plante gue l'on veut greffer.
32. Êreffe par rameau ou par Scign. - La greffe pclr ferne&u' 8e
ææ" G^ a fait . en transPortant sur le
$*'ffi rÀ ffi kh #Ëiï.l;ffiriiîrî"":rl;ii,ffiffi ,fil,m W T$ \'fr *J,ii?'iËnJi.l,îi:i,"1:tiii': wffill,tfi fi,'f,ililli $ffi{ilfiffi ilfl'ffi W |'ffi }'b meaux sur le sujetr otr(.1 4 ûBiltM nr lM/lnt ,. Bfliltlil,ùt ,i, shlll '' Dffillillil$ ltlllil/,rllï' ililllllll}llf AIMW'ffi ffi;V''W.'K
'rilrr'rnriiriirffi wiw w w $fi r"Ë*i"uJ".#;:"ri:"Ê:":;ll lt' aill0ffin VUt/4,,
li ,fil!fillliirlw MiAr
ffi ffi tr,# Hh rfï,'*rËàlibl ou cerui denii;iillilllltitffi $ilrfiifi,., iilfllllffil ï,f,tijll
$ii,iril:iilil$ffi \rTilw ffiï,,ffi w ffi tri,:;"(::',:r,onne.f,!'t lllhrw Wil
I i,rri
"lilili[ffiil':""r -
ffiiffi ffiffi ;}ftfi'#i#'f:ir,. 11 l Ll:lhllff l Iq: I IilJililM I I
hturffi
11 C D _E tact deux rameaux llexi-
f ig. 16. - Grefle. bles appartetant à des
a, B, c, grefre par bourseon (eu écr,"son)t lriltJ*:UtT":i':i-D, D, grelÏe par rsmeau (greffe en fento). tailiés pto, ou moins pro_fondément, de façon que les deur entailles se correspondent exacte-ment. Au bout d'un certain temps , parfois assez long, la soudure eot
LA TEUTLTE
faite, et I'on peut séparer I'un des deur rameaur de la plante à la-quelle il appartient. La nature offre assez souvent des exemples desoudure analogue.
3l*. Utilit6 de la greffo. - La greffe des arbres fruitiers a pouravantage d'oméliarer la qualité des fruits , d'o,uancer l'époque de leurmaturité,; enfin, c'est le seul moyen de conseruer les aartétés. Eneffet, êD vertu de la grande loi clu retour à I'espèce, une bonnevariété que I'on voudrait perpétuer par des semis donnerait des fruitsde moins en moins bons, et finirait par retourner complètement àl'état sauvage.
QursrroNNÀIRE. - Que sont les bourgeons? - Qu'appell,e-t-om bourgaùrùsoilnentifs? - Qw'est-ce que I,e recépage? - Qu'appel,le-t-on futaies ct toillis?- En qu'oi comsistc I,a taille? l'ébowrgeonnetnemt? Quel est lawr but? - Enqwot consiste I,a greffe? - Peut-om grefer unc espèce sur ù?ne owtre espècc?
- Quelles somt les d,ifférentes sorteE iln greffeî - Commamt les pratiquc-t-on?
- Qwelle est l'wtilité iIô I,a grefel
CHAPITRE V
TA TEUTTIE
I. Caractères généraux de Ia leullle.35. Nature do la feuille. - La feuili,e est I'un
les plus importants de la plante, à cause du rôlequ'elle remplit dans la vie végétale, et de la facilitéelle se transforme en une foule d'autres or-ganes.
Les feuilles sont d'abord renfermées dansle bourgeon à l'état rudimentaire ; il n'y adonc que les rameaux développés dans I'an-née qui portent des feuilles.
36. Parties constitutives de la feuille. -Les parties constitutives d'une feuille (fig. {.7)
sont : le limbë, portion élargie et aplatie dela feuille; le pétiole, appelé vulgairement laqueue, {ui . rattache la feuille au rarneau ; lagaine, formée par une dilatation de la basedu pétiole.
Les feuilles qui manquent de pétiole, otdont le limbe est par conséquent directementûré sur la tige, sont dites sessrlles (Girollée).
97, timbo. - Le limbe, dont les décou-
des organegconsidérableavec laquelle
Fig. 17.
Feuille de la Ficaire.I, limbe; p, pétiole;
g, gaine.
Ë08 Btorlong gun tçg srrgxcng pgrgreuEs Es B{ÀEtn&Lr.ss
puros sont srtrêmement variées, est la partie la plus importantode la feuille. Il est sillonné par les lrraures, qui sont les rami-fications du pétiole. Les intervalles des nervures sont remplirpar le pûrenchytne, tissu cellulaire d'une structure et d'uneorganisation spéciales, renfermant les organes actifs des fonc-
tions que Ia feuille doit remplir.Les plus importants de ces or-
ganes sont les stomates ( fig. tB ),petites ouvertures microscopiquesgue I'on observe à la surface de lafeuille et par lesquelles s'effectuela fonction principale de la nutri-tion de la plante lfonctî.on chlo-rophylhnnnel.
88. Différentes sortos da lsuilles.
- il aruive fréguemrnent que le con-tour du limbe, au lieu d'être continu ,présente des échancrures plus ournoins profondes.
Épiderme de Ia feuille de I'[ris, pré-sentant quatre stomates tr$s gros-
Lorsgue les échancrures vont jus-qu'au pétiole (Marronnier) ou jusqu'àla nervure médiane ( Acacia ), on ditque la feuille est composée I elle est
1lors, dans ee cas, formée de petites feuilles secoridaires appeléesfolioles, Eui sont fixées au pétiole ou à la nervure médiane
-par de
petits pétioles particuliers ou pétiolules. Toutes les feuilles dans lep-quelles les échansrures n'atteignent ni le pétiole ni la nervure médianesont dites simples (Ficaire, fig. \7).
Quand les échancrures ne sont pas aussi accentuées, mais sonteependant assez profondes, on dit que la feuille est lobée (Vigne). Lafeuille est enti'ère lorsgue le contour du lirnbe ne présente ni denteiures
Fig. 19. - Feuilles composées.
ni échancrures 1 Lilas).Les feuilles composées
peuvent être pennées oudigitées (fiS. tg).
Les f anilles pennies sontcelles dans lesquelles lesfolioles sont fixées de cha-que côté de Ia nervure mé-diane (Acacia). Les feuillesdigitées ont leurs foliolesfixées au sommet d u pétiolecommun, de sorte qu'elles
.r'rË. rv. - rnuurnË t;erulruo*T. _ divergentautourdecepoint{, feuille pennée. - 2, feuille digitéc. f Mnnnnnnion\ T n ,TnÀfta r(Marronnier). Le Trè{le e
sls.
Fig. {8.
des feuilles digitées comprenant trois foliolesl ses feuilles sont trifolioléæ.
LÀ B$UILLN
T9. Pisporition des fouilleg sur la tige. - on appelle faûilestvd'icoles celles gui naissent sur la iartie aé ta tige la ptirs voisine dela racine ; feuill es caulinaires, celles qui occupenl la région compriseentre la base et le sommet des rameaur l ce sont les plus nombreusei. Ondonne le nom de feuill es ilorales ou bractées aux feùilles qui sont situéegdans le voisinage des lleurs. D
Relativement aux positionsrespectives que les feuillespeuvent occuper les unespar rapport aux autres, o[les subdivise en feuillesopposëes, urtici,llées et ql-ternes (fiS. 20).
4f}. Feuilles opposéer.
- Les feuilles opposées sontcelles' dont les points d'in-sertion sont situés aux ex-trémités d'un même diamè-tre. Ces feuilles sont ainsiplacées par paires autourde la tige, et sont orientéesde telle sorte, {re deuxpaires consécutives sont encroix I'une sur I'autre ( ti-las , Sureau ).
41. feuilles verticillées.
- Les feuilles verticillé,essont groupées autour de latige de manière que leurspoints d'insention sont situés sur des circonférences dont le planest perpendiculaire à I'axe de la tige. L'ensemble des feuilles situéessur une même circonférence constitue un aerticille. Ainsi les feuillesdu Laurier-rose sont verticillées par trois ; celles du Caille-lait ( Croi-sette ) le sont par quatre.
42, Feuilles alternes. - Les fantlles atter.rùes sont disséminéesautour de la tige de manière à se trouver toutes à des hauteurs diffé-rentes.
If. F'onctions de la leuille.
43. Idée générale. - Les feuilles sont, avec les racines, lerorganes importants qui concourent à ta nutrition de la plante.Elles sont le siège d'échanges incessants de gax, et de vapeurs ;elles absorbent certains éléments puisés dans I'atmosphère, etolles rejettent à I'ertérieur différents produits proyenant du tra-vail de la nutrition.
5æ
Fig. 20. - Disposition des feuilles cur la tlgoI , feuilles alternes; 2, feuillos opposéos;
3, feuilles verticillées.
504 NoTIoNs suR LEs ScIENcBS PHYSIQUES ET NÀTURELLES
44. Fonctions essentielles. - Les fonctions essentielles de la
feuille sont : la respiration, la fonction chlorophy llinnne et latra,nspiration,
Laïespiration est une absorption constante et perm?-nelle
d'oxygèoe accompagnée d'un dégagement correspondant d'acide
carbonique.La fonction
stabàorbent de I'acide carbonique, le dé-composent, fixent le carbone dans leurstissus et exhalent I'oxygène provenantde cette décomposition. Cette fonction,intermittente, Do s'accomplit qu'avecI'intervention de la chlorophylle et de lalumière ; elle g'effectue par les stomates
chlorophyttienne (fig. 2l) est une fonctiol par
* laquelle les parties vertes des végéta11x
Fig. 21. l risule théorique (fig. {g).pour expl'iquer
1,"^,311?l"T: L'action de la lumière est indispen-me de la fonction chloro-phyllienno, sable à la formation de la chlorophylle
st, etoma te; ctt,, chambre sto- danS leS tiSsUS végétaUx. LeS'-partiesmatique limitée par des cel- plongées dans I'obscurité ne deviennentlules à chlorophylle cht'; ép,
iu*nlr vertes , mais restent blanches ,épiderme de la feuille' :. ' llettes. Tout le monde a re-
marqué que les tiges de iffiffrl#l,;;re. qui s'allonjent dans les
mo.â trumiaes sont complètement blanches I c'est pour la même
raison qu'on lie la saladè, afin de la rendre blanche et tendre.
Flg. 22. - Figure théorique pour expliquer les Fig' 23'
Irois fonctionJfrincipalesàe ta feuille.l-,eJ flèches Gui, parasite sur une brancho
indiquent la marcne aes liquides et des gaz. de Pommier'
La transpiration ( fig. 22 ) consiste à rejeter au dehors de lavapeur d'eâu. Cette
'fdnction est d'autant plus active, 9to la
ârË
LA trSUILLE 506
lumière est plus vive; elle diminue par un ciel nuageur et cess€à peu près pendant la nuit.
45. Plantes parasites. Les pla,ntes parosites sont des planterqui se firent sur d'autres végétaur et y implantent leurs racines. Il nefaut pas les confondre avec celles qui ne réclament , de la part de laplante sur laquelle elles se firent, que le support. Le Lierre, les Orchi-dées, les Mousses, les Lichens sont dans ce cas, tandis que le Gui(ûg.23), la Cuscute, les Orobanches, etc., sont de vrais parasites.
III. La sèvo.
{'6. Naturc de la sèye. - La sènte est un liquide aqueur, puisépar les racines et destiné à nourrir la plante. Ce liquide con-tient en dissolution des gax. et des sels dont la nature et lesproporbions varient évidemment suivant la composition du solet I'espèce du végétal.
47. Sève brute ou sève ascendanto. - [s printemps , dès que lesrayons du soleil élèvent la température, I'activité physiologique desracines se réveille; elles puisent avec avidité les sucs nutritifs qui doivenlservir au développement des différents organes, et la circulation desIiquides séveux prend une énergie particulière qui rend la vigueuraux tissus végétaux. C'est alors qu'une entaille faite dans les couchesligneuses de la Vigne, pâr exemple , la laisse échapper en abondance.On donne à cette première sève le nom d,e sèae brute oa sèue a,scerù-damte.
Ce mouvement d'ascension se continue jusqu'au complet dévelop-pement des rameaux et des feuilles, puis se-ralèntit et finit par s'arrê-ter complèternent à la chute des feuilles.
Il peut cependant arriver qu'à la fin d'un été ehaud et humide unenouvelle ascension de la sève se manifeste I les bourgeons qui nedevaient se développer que I'année suivante s'épanouissent alors,I'arbre se couvre de feuilles et quelquefois de lleurs. On donne à cettesève tardive, particulière aur espèces dont la végétation est précoce ,le nom de sèue d,u mois d'aottt ou sèae d'outornne,
Ce mouvement d'ascension de la sève dans les tissus résulte decauses multiples, dont les principales sont : 1o les phénomènes demutri,tion et de croissq,mce des tissus ; 2o l'éuaporotion, qrti s'effectuepar les feuilles I 3o I'action des forces physiques , capillarité , erdns-Tnose, etc.
&8. Sôve élaborée ou sève descendante. - La sève ascendante, arri-vée dans les feuilles, y subit d'importantes transformations qui larendent pnopre à servir à la nutrition des tissus. Elle se dirige ensuiùevers les organes qu'elle doit nourrir, ou vers les tubercules, les bulbes,les graines , où s'accumulent les réserves qui seront consommées plurtarrl. [,e licJuirle provenant rle le srlve ascendanle élahorrle per ler feuillcrporte le nom-de rêue élsboréa ou séuc detccnfumua
506 !{orlons sun tns scmNcrs pxysreuns ET NÀ?uRErLEs
Iâ plupafi des végétaux donnent naissance, par l'élaboration deleur sève, à différents produits gui circulent dans les vaisseaux, s'ac-cumulent dans les organes ou sont rejetés au dehors. Les principaurproduits ainsi formés sont : le Ia,teæ ou suc propre de la plante, laféeule, le sucre, les gommeq les résines,les huiles,la cire, le caout-chouc , l'opium , le camphre , et les matières colorantes.
QunsrroNNArRE. - Quelles sont les parties constitutives de la feuille? - Quoforment les ramifications du pétiol e? - Que sont les stomates ? - De quoi estformée utre feuilla composée? - Qu'entend,-on par feui,Lles pennées et parfewil,les il,igitées? fewî,Iies rod,icales, coulinalres, ftorales? - Commenl sonlil,isposées les feuilles opposôes? les fewillet oerticillées? l,es feui.lles alternes? -Quelles sont les fonctions essentielles do la feuille?- Qu'est-co que la fonctionchlorophyllienne ? - En quoi coneiste la tranepiration'l Que somt |,es plantes pe-rasltes?
Qu'est-co QUo la sève? Qw'emtend.om par sèue ascendamte et par sèue iles-cend,ante ? - Quell,es sont |,es eawses d,e la eirculation il,e la sèae? * Qwel,s somtlcs princl,pawæ prod,wits réswl,tant il,e liélaboration il,e la sètse?
CH/TPITRE VI
IA fTEUN
I. La fleur err général.
{9. Définition.-La fleur estLrne réunion d'organes provenant defeuilles modi{iées, dontla fonction est de forrnerla graine et de Ia rendrepropre à reproduire levégétal. La graine estrenfermée dans le fruit,qui n'est lui-même quele développement dsI'ovaire, I'une des par-ties de la fleur.
50. Prefloraison. -On appelle préfiaraisonIa disposition spéciale queprésentent les organes {lo-,raux avant I'épanouisse-ment de la fleur; les diffé..rentes parties qui la cons-tituent sont alors presséesles unes contre lesautres,donne le nom debmûon
Fig. 2/t. - A, sommité fleurie d'un pied de renon-cule portant des fleurs pédonculées, Br uD ra-meau d'amandier à fleurs sessiles.
et forrnent un petit organe aruondi auquel onflarç|,
T"A rLEUN WT
5d. Épunoulgssmonù. L'égtæroouisssnùent est l'apparition derorganes constitutifs de la fleur renfermés dans le bouton. Quand l'écar'lement naturel des pièces extérieures du bouton permet à ces organes dese développer, ceur-ci s'étalent au jour ; on dit que la fleur s'cipanutit.
62. Bractéeg. - On appelle bractées des feuilles situées J.ans levoisinage des {leurs, et qui ont subi des changements de forme oude coloration. Comme les feuilles, les braetées peuvent être o,lternes,opposées ou uerticillëes,
Les principaux types de bractées sont z I'inaohtc,re, la spathe, larupule et la calteatle.
53. Inflorescence. Ë On donne le nom d'infloreEcenæ à ladistribution spéciale des fleurs sur I'axe qui les porte.
On appelle pédoncule le support de la fleur ; il peut être
Fig. 25.
Figuro théoriquo'résunnant les principaux types d'inflorescence indéfinie4., épi; B, grappe simple; C, grappe composéo;D, corymbe simple; E, ombelle
sirnple; F, ombelle composée I G, capitule coupé en long 1 e, écaille de I'invo-lucre; b, bractée de la fleur; f, fleur; r, réceptacle.
simple ou ramifié, axillaire ou terminal. Ses ramificationsforment les axes secondaires, tertiaires, etc. ; on désigne sous lenom de pédicelles les subdivisions qui portent les fleurs. Unefleur dépourvue de pédoncule est dite sessilel dans le cas eon-traire, la fleur est dite pëdonculëe ou pédicellée (fig. 24ll.
Les principaux types d'inflorescenco sont : la grappe, le co-rymbe, l'épi, l'ombelle et le capitule.
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LÀ FLBUR 509
}4.Organes constitutifs de la fleur. - La fleur se compose
généralerrrent, de qualre séries d'organes disposés autour d'unaxe central ; on donne à ces  B
séries le nom de aerticillesfloraun; ce sont le calice , lacoroll.e., les étamines , dontI'ensèmble forme l'androcée ,et le pistil ou gynécée tfig. 26)'
l.e culi,ce est I'enveloppe laplus externe de Ia fleur;il estordinairement vert eb forméde pet ites feuilles modifiéesappelées sépales. Si les sépalessont, soudés les un s auxautres, le calice es[ monosé-pale ou gamosépate (Prime- o:.li^lt entièrei B' fleur montrant le
vères) I s'ils ,ont riu'.'^^à' S;i:ilii#'liffiliT:'î::1lillf:::toute adhérence entre eux, il lice ti ta côr'olle cr,l'aorhère d'une
est dit, polysépale oa dialYsé-pale ( Giro{lée ).
La corolle est la deuxièmeenveloppe florale I c'est la partie ordinairement colorée et
odorant'e de la fleur, les piècei qui la constituent s91t appelées
pétales. La corolle es| mànopétale ou gamopétale ( Liserol ) t si
i.t pétales sont soudés les uns aux autres, €t polypétale ou
dialypétale ( Rose ) , s'ils sont libres.L'énsemblà des deux premiers verticilles, calice et corolle, forme
le périanthe, qui ne joue qu'un rôle secon- L
daiie dans les fonctions essentielles de la fleur.L'and,rocée comprend les étamines. Ltéta-
mine est le plus souvent formée d'une sortede petit sac, l'anthère, terminant un_suppo$grêie plus ou moins long ' auquel on donne lenom de f,let (fig. 27lr.
L'anthère renferme une poussière colorée,le plus souvent jaune, qu'on appelle pollen,et (ui s'échappe lorsque la fleur est épanouie.i#;iiJiràiïËï. -,
arpettes tibres-àu Itu;,"I' ; T:îïlîi;tJV prËLlb trËÙ rulrrru ut7 vlr'r-Pvot'ço ^t"t_::_"^: f, frlet a, anthèfO;soudés. Il présente ordinairement I'apparence " l, iosLr de I'anthèrel, loges de I'anthèredtune petite coloanette, le style, dont la base renférmant le pol-
renflée est l'ooaire, dans lequel se trouvent len p'
les oaules ou futuies grainel; le sommet du_style, de forme
très variable, porte le nom de stigmate (fig. 28 ).
étamine e,l'ovule de I'un des carpellesqui constituent le pistil P, le récep-tacle r.
1?'-a
Fig. 26. - Fleur de Fraisier.
17*
S{0 Norrorrs sun LEs scrnnctrg pnrsreurs ET !{aruREr.LEs
Les _guatre verticilles lloraur sont flrés sur ùn support corrr-trtun, Ie réeeptacle 1 qui n'est gue l'épanouissement du somrnet
--stig' du pédoncule ; c'est le réceptacle qui
constitue la paft,ie alimentaire qubnappelle le fond de I'Artichaut.
On appelle {leur complète une fleurpourvue des qual,re verlicilles dont nousvenons de parler, otest-à-dire d'un ca-lice , d'une corolle , d'une androcée et_d'un pistil. Une fleur est dite incomplètelorsqu'il lui manquo un ou plusieursverticilles.
Si I'un seulement des deux verticillesdu périanthe vienl, à manguer, il est, deconvention gue celui qui subsiste est uncalice, qu'il soil, coloré ou non. Ainsi le
-st
0v
.tt''D
@-Fig. 28,
Pistil de Jacintho.ob,ovairo;sr,style ;sti,g,stig- Lisr-la Tulipe, Ont Un Calice et pas de
mate. Coupe transversale COrOllg.du mème ovaire. On voit Les IIeurS qui SOnt pOUrvUeS dréta-qu'il est formé de trois car- rpelles souoéeJ,-ioi""*Ë; minet-it de pistil sont appelées herrna-ôr, croiso a i i,' oioL'.-
--' *##:i;,ii,iuË:,,î:îTT'.iiîffiil;
9l pat d'étamines sont des lleu rs pisti.Itées, et c-elles qui oni druétamines et pas de pistil sont, des fleu.rs staminées.
Si les {leuis staminées et pistillées se trouvent sur le mênrepiedr_ la plante est monoiqu; (Noyer, Iuais); si ces fleurs ,ontsur.deur pieds distincts, la plante est d,ioiquc (chanvre, Dat-tier ).
If. f,'onctions de Ia lleur. _
55. Formation de l'æuf végétal.._- Lâ formati,on d,e l'æuf wégëtdtrest le phénomène par lequel le pollen déposé sur le stigmale aÉter-mine dans I'ovule la formation de I'emhryôn, et par suitË tu t"urrsfor-mation de I'o'ltule en graine et de I'ovaire en fruit._ Le liquide visgueux dont le stigmate est imprégné retient faailementles grains de pollen gui s'échappent des anthèrés au rnoment de leurdéhiscence et gui viennent le toucher. Sous I'influence de I'humidité,les grains se gonflent et émettent des prolongements (tubes polti-ni'ques) qui s'insinuent dans le style et se trouvônt bientôt en cônhctavec I'ovule dans lequel se forme l'æuf végétal.
Aussitôt l'æuf formé, toute la vitalité de ta plante se concentre dansI'ovaire, la corolle se llétrit, la fleur se dessôche et tornbe, I'ovaire*eul subsiste et continue ton développement; on dit que le fruit Ee nou,c,
LI FRUIT ilT I.À GNAINE 5{T
b6. Circonstances qui influent sur ta pollinisation. - Dans les
fleurs hcrmaphrodites, ia pollinisation est facile, car les anthères sont
toujour, r'o,rines des stigmates I mais dans les fleurs qui ne pg:sèdent
chicu.e que des étamines ou des pistils, le transport du pollen des
anthères sur le stigmate ne peut se laire qu'artifïciellement, soit par
te vent, soit par lei insectesr les abeilles et les papillons surtout'Les Arabes favorisent la fécondation des Dattiers, {ui sont des
plantes dioiques, €tr secouant le pollen des {Ieurs staminées sur les
rtigmates des {leurs Pistillées.ftuand la saison a été pluvieuse, I'eau ayant entralné les grains. de
pol-len, la fécondation s'e.t trouvée en partià supprimée, et bon-nombre
d'ovules restent stériles. Cette stérilité, iegrettable surtout pour la Vigne,
est désignée par les vignerons sotls le nom de coulure de lo Vt'gne'
QUusnONNAIRE. - Qu'est-ce quo la fleur ? - Qu'appcl,h't'om préflorals?*? -eiest-ce que I'épanouissementi - Qu'appette-t-om bractéesl - A çr-oi donne-
t-on le ooÀ d'inlioru..unce?-Comments;appelle le support de la fleur?- Faites
le tableau synoptique des principaux types d;inflorescence. - Quelles sont leg ver-
ticiltes de la nàur? que comptuoïunc étamine? - Quelles sont les parties
gui constituent le pistill l- qu'ett-.e que le récepta-cle? - Q9'appello-t-on fleur
àmplète? - Quaoa ait-on qu'uno plante ost monoïTro ou dioigue?
eue iteoieniemt tes grairùs d,e potlen quotrcd lb ,t'échappefit il'eg amthères?
Qwettes sonl les csuwi qui tnflu,emt sur b pol,trinisotion? - A quoô est iLue I'o
coul,ure il'e lo Yig*e?
CHAPITRE VII
IE TRUIT ET I.,A GRAINE
I. Le lruit.
UZ, Constitution du fruit. - On appelle fruit I'ovaire fécondé
et mûri.Le fruit comprend deur parties : le péri,carpe et la graine.
Certaines partiôs accessoirei accompagnent souvent le péricarpe
6t subissent en même temps que I'ovaire des transformationsconsidérables à la suite de la potlinisation. On est convenu de
désigner sous le nom de fruit i'ensemble des graines r du péri-carpe et des organes qui I'accompagnent.
58. Péricarpe. - t-,s péncarpe (fig. 29 ) est la portion du
fruit qui forme les paroi; de I'ovaire grossi. Il comprend troisparties : Lo une couche externe , l'épico'r?e, formant la-pelureàer Pommes, des Prunes, des Pêches ; 2o une couche interne
nommée end,oeafpe; c'est elle qui constitue les tnembranes
612 NorroNs suR LEs scrrr{css pnysreuns ET NATURETLEg
coriaces gui entourent les pépins de la Pomme et le noyau quienveloppe I'amande dans les Prunes, les Cerises, les ^lËricoti ;$o un parenchyme cellulaire , *o,rount purpeux; compris entre
les deur couches précé-*r_ dentes, et que I'on désignePer sous le nom de mésocarpe;, il constitue la partie char-
'f n nue et succLlente degPommes, des Cerises, des
' g r Pêches.
Flg. 29. - Section longitudinale d'une pêche,pour montrer la structure de ce fruit à nbyau..
pér,-péricarpe cornprenant : l'épicarpe ép, lemésocarpa ffir l'endocarpe eia, formaii iciIe noyau i_g\ graine monirant lefunicul e fn,qui relie la graine à la paroi du pericarpe.
terre qu'après Ia destruction des!1lymi,ne, le Concombre sauaage,éclatent et projettent leurs graioé* a
60. Classification des fruits. _
59. Iléhiscence. - Ladéhiscence du fruit estI'acte par lequel le fruits'ouvre pour laisser échap-per les graines. La plupaitdes fruits charnus sonl in-déhiscents ; ils tombent surle sol, et les graines nrar.rivent en contact avec la
enveloppes. Cependant laont des fruits charnus quiune grande distance.
D'après la consistance du
ent
ffiYMÆfuFig, 30. - Exemples de fruits Becs.
^1,,?Ilo^l.d:--tl1lgtl; B3.iaryops". dqBlé; c, sousses du Lorier cornicuré donti,ono egt ouvert
: ô_,, i r, q" j H"r" bËiË, ?iËi;"i ;i:i,ffiii Ëif*l#du mouron rougê; F, capÀule du pavot; Gr'diakène du'Fài",jr; H, poryakènedc la petite Mauve.
péricarpe' on peut diviser les fruits en trois groupes: les fruitg,ecE, les fruits cltarnws cL les fruit,g à rroyau.
TI{
W
LE TRUIT ET LÀ ILEUR 5I3
Un fruit sec est un alçène s'il est indéhiscent (Blé noir)n et unewpwlc s'il est déhiscent (Pavot).
TABLEAU SYilOPTIQUE DE LA CLASSIFICATIOÎI DES FRUITS
sEts
/ ArÈxn proprement dit (Sarrasin, Lai-I tue); di,akèm,e (Carotte); triakènct ( Capucin e) ; polyakène ( Mauve ).I Gu.xo (Chêne, Châtaignier).
I Clnvonsr ( Blé, Seigle ).\Sru.Lnn (Orme, Erable ).
7 CrnsuLE proprement dite ( Lis , Dr-I tura, Violette ).I Foluculr ( Aconit, Fivoine).{ LncuuE ou Goussn ( Haricot, Genêt).
I Srr,rqun ( Chou ) ; si'licule ( Pastel ,
I Bourse à pasteur).\Pyxrnr (Mouron rouge, Plantain).
1 Bl.tn (Raisin, Cassis, Tomate).I MnloNrnn (Melon, Citrouille).) nfnoNror (Pomme, Poire).I HnspTCRIDIE ( Orange , Citron ).f CmsuLE cHARNUE (Balsamine, Mar-I ronnier ).1 Dnunn (Prune, Pêche, Cerise, Olive).I Cpsulæ onuprcÉn (Noir, Àmande),
If. La gralne.
(nHf{
F)Érr{
CAARNUS
A NOTÀU
rxoÉnrscrNls(Akène ).
nÉnrscuxrs( C,apsule).
rnoÉHrscENTs
pÉnrscrxrs
rNnÉsrscENTsnÉxtscnxts
6l, Organisation de la graine. -compose de trois Parties : une enveJloppe simple ou mult,iPle, formantce qu'on appelle les tégurnentsde lagraine; un olbumcn, et,un embryonou plantule.
69. EmbrYon. F L'embryon(ûg. 3t ) est la partie essentielle de
ia -graine; il se comPose de trois
pari,ies : la rodicule, la tigelle et lagernrnule, formant Par leur ensem-ble une petite plante rudimentaire.
La radiculc donne naissance à laracine. La tigeltc fait suite à la râ-dicule 1 c'est la future tige. La gem'nulr,est un petit bourgeon formé de
Une graine rnmplète t€
Fig. 31,.
A, plantule do I'Amandier; c' co-tylédons; r, radicule; tg, tigelle;g, gemmule; B, Plantule grossioet dont on I détacbd lcg deurcotylédons; r, radicule; t91 ti'3cllc ; 9, gcmmule.
feuilles ébauchéeg. Elle est
tl g,--o
5{4 NorroNs sun LHs scrrNcss pnysreung ET NATuRsmws
tantôt visible, tantôt cachée avant son développement. Bn enle-vant l'écorce d'une graine fralche de Ilaricot , ou que I'on âlaissé tremper dans I'eau pendant quelque temps si elle est sèche,elle se sépare en deux parties, âu milieu desquelles on aperçoittrès visiblement I'embryon ( fig. 32, A ).
63. Cotylédons. Les totylédons sont des appendices latérauxffxés à la base de la tigelle. ils constituent tles organes de réservedestinés à fournir les aliments nécessaires arr développement de I'em-bryon.
Quand il n'existe qunun seul cotylédon , celui - ci s'insère ordinaire-ment autour de la tigelle, qu'il entoure et recouvre comme une feuilleengainante.
84. Germination. tr,a germina,tion eet, I'acte par lequelItembryon Be développe.
Une graine mrlre peut rester un temps considérable dans unétat stationnaire sans que ses propriétés germinatives soientaltérées ; de sorte qu'elle pourra être conservée des années etmênne des siècles sans perdre la faculté de pouvoir germer lors-qu'elle se trouvetra dans des conditions favorables.
65. Conditions ndcessaires à tra gernaination. - Pour que lagraine puisse germer, il faut d'abordqrrtelle soit mû,re, et ensuite qu'elletrouve en quantité sufiisante d,e l'eau,de l'air et de la chaleu,r.
L'eaur oD pénétrant les tissus de lagraine, les gonfle et les ramollit ; lessucs nutritifs qu'ils renferment sedissolvent et fournissent la premièrenourriture destinée à la jeune plante.Trop d'humidité nuirait à la germi-nation, excepté évidemment pour lesplantes aquatiques , dont les graineogerment dans I'eau.
L'air est absolument indispensableà Ia germination ; dans Ie vide, lesgraines restent indéfiniment inertes.Des graines enfouies profondémentdans le sol y demeurent sans germertant qu'une circonstance partiôulièrene vient pas les rarnener à la surface.
Fig. 32"
Goruination d'uuo graine.Â, moitié d'une graine do I{a-
ricot; c, cotylédon; r, radi-cule ; I, tigelle; g, gemmulo;B, première phaso de lagermination.
La graine ne peut germer si le nnilieu dans lequel elle setrouve n'atteint pas une certaine tempéyuture. La limite infé-rieure de cetto température varie avec I'ospèce végétale; ainsi
SI-ES$T8TûA$TOH 515
le Lin , la Moutarde, Ie Blé, I'Orge, peuvent genmer à des tenrpéralures inférieures à t0 degrés, tandis que la température doitêtre au moins de 18 degrés pour le lllelon. La températuremoyenne la plus favorable à la germination est comprrce ontre12 eL 2b degrés.
La terre favorise la gerrninat ion en réalisant les conditionsd'humidité, d'aérat,ion et de chateur convenables.
66. Pbénomènes cbimiques de tra germination. -- Les cotylédontgui accornpagnent I'ernbryon ont leut's cellules rentplies de grainsd'amidon, de fécule, de matières grasses. Sous l'influence de I'humi-dité et de I'oxygène de I'air, les matières azotées qu'elles renfermentdonnent naissance à un ferrnent important, la diastase, {ui, agissantsur les substances féeulentes, les transforme en une matière sucrée,facilement absorbable, la glycose, qui nourril I'embryon jusqu'à ce queses racines et ses prernières feuiiles soient suffisamment développées.
Pendant la gerrnination , les graines dégagent du gaz carboniqueprovenant des combustions partielles qui se font dans les tissus.
QuBsnoNNArRE. - Qu'appelle-t-oit fruit? - Cornbien de partiescomprend lcfruil ? - Qu'est-co gue lo péricanpe ? - Quelles sont les couches qui le consti-tuent? - Qu'est-cs quc la déhiecence? - Faites le tableau de la classiûcation desfnrits.
De quoi so compose une graino complète? - Quelles sont les trois partieede I'embryon? Qwa sont tres eCItylédof,,.g.? - Qu'est-ce que la germination? FDaus quelles conditions doit se lrouver une graine pour pouvoir germer ? - Quels,ùr.t ka phénanoèmes chimiEuer qui æcornpogmemt la germinatlonl
CHAPITRE VIII
fiTASSITICAÎION
6?. Classificaticns antificielles. * Les deux classifications arti-frcielles les plus céièbres sont selles de Tourraefort (1694) et deLinné ( 1735 ).
Le systènw de Tournefort, aujourd'hui abandonné, est étâbli d'aprèsles caractères tirés de la coroile et de la consistance de la tige. Il com-prend deux groupes : les herbes et les arbres et arbustes, le tout sub-divisé en 22 classes.
Le système de Linné repose entièrement sur les modifications queprésentent les organes reprodueteurs de la {leur, étarnines et pistil.Les végétaux sont d'abcrd sectiorrnés en deux groupes, les Phané-rogûrrueE et les Qryptog*rnel .' le! Phanérogames comprennent les
516 NoTroNs suR LEs scrnr{cus pnysreuns ET NÀTURELLEB
plantes dans lesguelles les étamines et le pistil sont visibles, et cor-respondent aux plantes Dicotylédones et Monocotylédones; les CrXp-togames sont des plantes qui n'ont ni étamines ni pistil , et dont lesorganes de reproduction ne sont pas apparents I ils comespondent
;âur végétaux Acotylédones.
68. Classification naturells. -' La méthode naturelle généralementadoptée aujourd'hui est celle de Lraurent de Jussi,eu (1789).
Dans cette méthode, le règne végétal se subdivise en trois grandsembranchements, suivant la présence ou I'absence des cotylédonsdans la graine ; ce sont les végétaux Dr,cotylédones , Monocotylédoneset Acotylëdones oa Cryptogames,
69. Garactères généraux des trois embranchements. - L'em-bryon des aégétauæ Dicotylédones est muni normalement de deuxcotylédons. La racine est pivotante I la tige, ordinairement rami-fiée, esl formée de fibres et de vaisseaux disposés en couches con-eentriques autour d'un canal médullaire; leurs feuilles sont simplesou cornposées, à nervures réticulées, ofiflrant souvent des échancruresplus ou moins profondes. Les lleurs sont généralement complètes, etles pièces gui les constituent, sépales, pétales, étamines, etc., sontsouvent au nombre de 5. Le Ham,cot, le Hêtre, le Chêne, sont desplantes Dicotylédones.
Les uégé,tauæ Monocotylédones ont un embryon qui n'a qu'un seulcotylédon. Leurs racines sont fibreuses I leur tige est généralementsimple ; elle est formée de fibres et de vaisseaux épars dans une massede tissu cellulaire, et porte des feuilles presque toujours simples, sou-vent engainantes , à nervures parallèles. Les fleurs ont généralementun calice pétaloide, et les différentes pièces qui constituent les verti-eilles floraux sont le plus souvent au nombre de 3 ou de 6. Le BIë ,le Lis, le Dattier, appartiennent à cet embranchement.
Les végétaux Acotylëdones sont caractérisés par leurs organesreproducteurs peu apparents. Leur structure est très variée I les unssont vasculaires et sont désignés sous le nom d,e Cryptogarnes uascu,-lar,res (Fougères, Prêles); les autres, de beaucoup plus nombreux,ont une structure entièrement cellulaire , c€ sont les Cryptoga,mescellullai,res (Mousses, Lichens, Algues, Champignons).
Les Di,cotylédones sont surtout abondantes dans les régions tem-pérées, les Monocotylédones dans la zone équatoriale, et les Crypto-garnes dans les régions froides et humides.
70. Nomenclature botaniqllo. - En Botanique comme en Zoo-logie , otr emploie, pour désigner les différents groupes végétaux, uncertain nombre de termes qui sont z l'embranchement , la classe , lafo,mille, le genre, l'espèce, la uariété et l'indi,uidu.
La fami,lle est un groupe essentiellement naturel, dont les individusprésentent dans leur structure et leur aspect extérieur u.n certain airde ressemblance que I'on saisit immédiatement. C'est ainsi qu'il estfacile de voir gue la Sauge, la Mélisse, appartiennent à la mêrnefamille (famille des Labiées ) , qu'il en est de même du Mélèze, duPin, du Sapin (famille des Conifères).
FRINcrpÀLfls rÀMILLEs vÉcÉmr.ns 617
Le genrr comprend des espèces qui se ressemblent par leur portertérieur, et chez lesquelles la forme et la disposition des différentesparties de la fleur et du fruit sont les mêmes I ainsi I'Ail, le Poireau,la Ciboule , I'Oignon, appartiennent au même genre ( genre Allium).
L'espèce est composée d'individus qui se ressemblent entre eux jus-qu'à I'identité d'organisation, €t gui, par la reproduction, donnentnaissance à une suite d'individus toujours semblables. Ainsi un champde Trèfle incarnat est composé d'individus qui appartiennent tous à larnême espèce.
Pour désigner I'espèce r otr emploie deux mots latins , comme enzoologie ; le prernier est celui du genre , et le deuxièrne détermineI'espèce. Le genre Viola, pâr exemple , eomprend plusieurs espèces,dont les principales sont : Viola odorato (Violette odorante ) , Violacanina (Violette des chiens) , Viola tricolor (Pensée), Viola aruensis( Pensée sauvage ).
QuusrroNNArRE. - Qwetl,es sont les clossifr,cations artifr,ciel,les les plws cél'èbres
cm Botaniqwe? - Swr quels princï,pes sont fondês les systèmes il'e Tourmelortet ile Linné? -Commemt se swbd,'iuisti l,e règme xëgétalil,ams lo méthode motu'-relle ile de Jussiew? - Quels sont les caractères gémérattæ d'es uégétauæ it'o'ns
ehacun d,es trois embranthements? - Qwels norns itronme-t-on auæ il'ifférentsgroupes il,e I,a subd,iuisiotl il,es ctnbronchememts? - Cotnmemt il'éfrnit-ott la
famil,l,e, b genre of I'espèce?
CHAPIÎRE IX
PRINCTPATES FAMITIES VÉGÉTE,IES
, f. Ilicotylédones.
71. RnxoNcuLAcÉEs. - Plantes herbacées rarement ligneuses,à lleurs généralement régulières et souvent à calice pétaloïde;étamines indéfinies.
79. Principales espèces. - Les dlématites, les Renoneules,les Z'llébores.
Les Clëmatttes ont une tige ligneuse et sarmenteuse. La plus com-mune est la Clématite des haï,es, arbrisseau grimpant que I'on trouvefréquemment dans les haies ; ses feuilles renferment un principe âcrequi irrite la peau. Son nom vulgaire d'Herbe cw,cc gueuâc vient préci-sément de ce qu'autrefois les mendiants s'en servaient pour produiredes ulcères factices afin d'exciter la commisération publique.
Les Renoncules, plus généralement connues Bous le nom de Boutonsd'or, sont des plantes à fleurs rouvent jaunesl les unes sont temestret,
s{8 NorIoNs sun Lss scI[NcEs prrrsreuas sr Nar[rRE[.LËs
et les autrel açratigues. Les principales sont : la Renoneyle r6m-pd,nte, la Renorv'ule bulbeusc, la .Remonanle d,cre et la Renoncwbscélérate,
Les E\Iéboree avaient autrefois Ia réputation de guérir de la folie ;ce qui explique ces deux vers de La Fontaine danJ la fable le Lièureet lg' Tortue
" *" commèro, il vous faut purgerAvec quatre grains d'ellébore.
L'EIIëbore f étide ou Pied de grifforo crolt dans les lieux secs. L'El-lëbore noir fleurit en décembre et-ie cultive dans les jardins sous lenom de .Rose de NoëL,
73, CnuclrùREs. Les Crucifères forment une famille des
Plu! faciies à reconnaltre. Ce sont des plantes herbacées, dontl-a fleqr comprend 4 sépales, 4 pétaies àn croi.æ er 6 étamines ,dont 2 plus petites. Pour fruit, une silique ou une silicule.
74. Principales espèces. Le Çhow, la Raae, le Nauet, leRadis, le Raifortrla Moutarde,'le Cressonrle Colza, la Giroflée,
Le Chou est un des rneiileurs légumes I il en existe un grand nombrede variétés : chou de Milan, chou pornmé, chou d,e Bruæelles, chou-fl,eur, ete.
La racine du Rai,fort est exeessivernent âcre, elle sert de base à Iafabrication du sirop antiscorbutique.
_ La _graine de Moutarde noire, réduite en poudre , donne la farinede Moutarde lvec laquelle on fait les sinapismes. Cette farine,délayée dans I'huile et aromatisée convenablernent, constitue Ia mou-tarde de table. La Moutarde blanche est moins commune.
75. LÉcuMrNEUSEs. La famille d,es Légumineuses comprend
Fig. S3. - Corolle papilionaeée(pétales étalés).
des herbes, des arbustes et desarbres qui peuvent atteindre degrandes dimensions. Les feuillessont ordinairement composées , etles {leurs solitaires ou en grappes.Le fruit est une gou,sse.
Cette famille comprend plus de4 000 espèces, {u0 I'on a subdiviséesen tnois tribus, suivant la forme dela corolle : Ia tribu des Papilionû-ed,es, celle des Cos stées et celle desMimosées.
?G. Principales espèces. - Les&t ch ailes 1é,étendardl c, carèno. espèces principales de la tribu des
Papilionacées sont : le Trèfle, laLu,zerne, le Sainfoin, la Gesse, les pois, les llaricots, les Lrn-tilles, les Fèaet.
pRINcIpaLEs trÀMrtLEs vÉcÉtrr,ns 5{9
Le Trèfle , la Luzerne et le Satnfai,n, sont des plantee fourragèresque I'on cultive en prairies arti{icielles.-
La Gesse odorante est une plante d'ornement plus colmue sous lenom de Pois de senteur.
Les Pois, les Lentilles, les Hartcots et les Fèaes sont des planteralimentaires très importantes"
Parmi les espèces appartenant à la tribu des Cassiëes, otr peut citerles bois de Fernanthouc, de Brést'|,, de Campêche, fréquemment em-ployés en teinturerie ; le Sënd et la Çasse,-
Le Sëné, ainsi que les fruits desséchés de la Cosse, sont utiliséscomme purgatifs.
Les espèces les plus remarguables de la tribu des Mimosées sont :
la Sensitiue et les Acacias. Les plantes appartenant aux tribus desCassiées et des Mimosées sont exotiques.
77 . RosecÉes. Plantes herbacées ou ligneuses à feuillesalternes. Fleurs régulières à 5 division's, Corblle rosa,cée. Éta-mines en nombre indéfini.
78. Principales espèces. - Les principales espèces sont :l'Amandier, le Pêcher, l'Abricotier, le Prunier, le Cerisier, leLaurier - Ce'rise, la Ronce, le Framboætnr, le Fraisier, It E gla,n-tier, le Fommierrle Potrt'ar, le Cognass'icr, L'Aubépine.
T] Amo,ndter est un arbre à lloraison très précoce I le fruit renfermeune amande douce ou amère. Lesamandes douces servent à la fabrica-tion des nougats, tlu sirop d'orgeat,des loochs médicamenteux; on enextrait I'huile d'amandes douces. Lesamandes amères renferment de I'acidecyanhydrique, {ui leur commu{queune saveur particulière et les rend vé-néneuses.
Les Cerisiers fournissent plusieursvariétés de cerises, dont les principalessont la Cense proprement dite, à courtegueue, et dont on fait des conservesdans I'eau - de -vie ; la Gutgne et leBigameau.
Les feuilles du Laurier'Clertse con-tiennent de I'acide cyanhydrique I I'eaude Laurier-Cerise est employée en rné-
decine comme calmant.La Ronce est une plante à longue tige
ligneuse et rampante, hérissée d'aiguil-lons; les fruits, connus sous le nom de
tnûwcs, sont comestibles ; ils passentnlnt.
Fig. 94, - Fleur d'églantier.
du rouge au noir en mùris-
520 Norrons sun LEs scruNcus pgysrougs ET NATURELLES
Le Framboisier est une Ronce à tige dressée et à rameaur arqués,qui produit des fruits rafralchissants et parfumés.
Le Frai,si,er est une plante herbacée à tige stolonifère. Les fruitssont des akènes fixés sur un réceptacle charnu, de couleur rouge ,qui est la partie comestible de la fraise.
Les Rosi,ers (fig. ll4) sont des plantes d'ornement dont les variétéssont extrêmement nombreuses; les plus connues sont: la..Rose ù centfeuilles, la ^Rose rnousseu,se, la Rose de Bengale, la .Rose de Proui,ns,Les pétales de la Rose de Provins sont employés pour la préparationdu miel rosat, de I'eau et de I'essence de rose.
Les usages économiques des pornmex, dei poiras, des prunes, despêches, ehc., sont connus de tout le monde.
79. OltnsLLrFÈnEs. Plantes herbacées â tige fistuleuse.Feuilles ordinairement découpéeset engainantes. Fleurs très petites,réunies en ombelles. Pour fruit,deux akènes sillonnés de côtes lon-gitudinales se s6parant, à la matu-rité et restant suspendus à I'ertré-rnité d'un petit, support.
Beaucoup d'Ombellifères renfer-ment un principe vireux et un prin-cipe aromatique. Certaines espècessont vénéneuses, of d'autant plustoxiques qu'elles croissent dansdes climats plus chauds.
80. Principales espèces. - LeFenouil , l'Anis , le Persil , le Cer-feuil, Ie Céleû, Ie Panais , la Ca-rotte, la Ciguë.
Les graines de Fenouil, d'Anis ,renferment une huile essentielle aru-
matique qui les fait employer dans la fabrication des ligueurs.Le Persi,l et le Cerfeuil sont utilisés comme condiments"Le Célerd cultivé donne des pétioles blancs, tendres, aromatiques,
que I'on mange en salade. L'Aclre est un Céleri sauvage. Le Panuis,la Carotte, sont des espèces alimentaires.
La Grande et la Petite Ciguê sont des plantes extrêmement véne-neuses ; la Petite Ciguë peut être facilement.confondue avec le Persil.Ia Grande Ciguë se reconnait à la présence de taches rougeâtres quimaculent sei tiges.
Bl. CucunBrracÉEs. - Plantes herbacées, à tigo grimpante etrampante couverte de poils rudes. Feuilles alternes et portantrouvent des vrilles à leur aisselle. Le fruit offre souvent unc
Fig. &5. - Persil cultivé.A, une fleur isolée; B, fruit.
pRINcIpaLus FÀMILLEs vÉcÉrrr,ns 52L
cavité centrale dans laquelle les graines semblent éparses au
milieu des filaments provenant de la destruction des cloisons.
89. Principales espèces. - Les principales espèces sont : leMelon, le Concombre,le Potiron, la Calebasse, la Bryone.
Le fruit du Melon est sucré et rafralchissant I la variété la plurestimée est le Melon cantalouP,
Le Concombre donne des fruits comestibles ; cueillis très jeunes et
confits dans le vinaigre, on leur donne le nom de cornichons.Le Poti,ron el le Gr,raumont ont des fruits volumineux gui servent
à faire des potages. Le truit de la Calebasse est une coque dure et
coriace avec laquelle on fait des gourdes.La Bryone eit une plante grimpante excessivement commune dans
les buissons , et gui p-orte quelquefois le nom de Naaet du diable.
83. ColrposÉEs. Labreuse et comprend à
elle seule la l0' partiedes plantes Phanéroga-mes. Les espèces qui lacomposent sont carac-térisées par I'inflores-cence, {ui consiste en
un grand nombre de Pe-tites fleurs réunies en c'a-pitules sur un récePtacleélargi, entouré d'un in-volucre ( fleurs comPo-sées, fig. 36r E). E, capitule de Radiée (Leucanthème commun)
Les fleurs qui cOnsti- coupé en long, montrant le réceptacle- r,-lestuent le capitule sont fleurs tubuleuses au centre et les fleurs ligulées
SOUvent de deUx g'fte' , à la circonférence; F, une fleur tubuleuse; on
res unes, appet éee fi,eu- ffi'i:,lil:: l,:'âi3J:i;:iïJ,'Ë., i:î:i:r:ons, ont une corolle ré- fleur coupée en long pour montrer I'ovaire o, le
gulière, le plus souvenl style sr et le stigmate à deux branches stig''
à 5 denrs; tes aurres, t;: ilii:ïiË|,!ï '' et res nrets ribres f;
appelée s demi - fleurons,ont une corolle monopétale ligulée (fig. 36).
La famille des Composées se subdivise en trois tribus, d'après
la constitution du capitule. La tribu des Tubuliflores comprendles espèces dont les
-capitules sont uniquement formés de fleu-
rons; ia tribu des Ligutiftores comprend celles dont les capituleEsont exclusivement ôomposés de demi-fleurons ; enfin la tribqldes Rad,iées est formée des espèces dont les capitules portentdes fleurons au c€ntre et des demi-fleurons Eur la circonférence.
famille des est très [orrl-Composées
5n Norrons suR tgs scrnNcrus pHysrQUEs ET NÀTuRELLts
84. Principales espèces. - Tribu des Tubuliflores : les Char-dons, I'Artichaut, les centuwrées, le Bluet, I' absi*,the.
Tribu des Liguli{lores : la Chic,orée, la Laitue, le pfs senlit,le Laiteron, le ,Salsifis.
Tribu des Radiées ; la^. pâ,querette, le Grand, - soteit, lesDahlias, les Seneçuns, la Camomille.Les Chardoras sont de Hrauvaises herbes qui se multiplient rapide-
ment dans les champs incultes, L'r{ rtichaul eit une espèôe de rt "*ùr,cultivé dont on mange la base des bractées et le
"eceitacle charnu,L'Absinthe sert t h préparation d'une liqueur aont I'abus exeroeune très funeste influence sur l,organisme.
La Ch.icortie sauua,ge est amè"e lt bnique. On cultive dans les jar-dins la Chr,coré,e endiue et quelques-unei de ses variétés (Escaroles,Chicorée frisée), {ue I'on mange en salade. Les
"acines de la Chi-
goré-e, torréfi{es _eJ pulvérisées, sont trop souvept ajoutées au café.La Lai'tue et le Pdssenli.t se mangent ausii en salad"."On cultive i"oi,variétés de laitue : la l"aitue rontanne, la Lai,tue p,o,Àmée et la Lo,itua
Tnsee,
sa floraison, qui a tou-jours lieu vens le tempsde Pâques. EIle esttrès commune dans lesprairies. Iæs Chrysawthèmes, les Soleils, lesDahlias, sont cultivéscomme plantes d'or-nement.
85. SoteNÉgs. -*Plantes herbacées àfleurs solitaires oudisposées en grappesou en épis. Corolleinfundibuliforme ; Sétamines. Pour fruit,une capsule ou unebaie.
Les plantes appar-tenant à la famille
rr.rl,rs uct Àtqld.Ilcc
a, unrameau fleuri; B, fleur isolée; c, Ia *e*r'' des Solanées ont endont on a enlevé ra partie antérieur a; ot), "i*:ii
général .un ttpætst, stylo ; a, étamine8. sombre et une odeur
repoussante ; le plusgrand nombre renferment des principes vireùr qui en font desplantes très vénéneuses.
La Pd,querette doit son nom â l'époque de
Fig. frl. - Le Tabac, exemple de Sola.néc.
PRINcIPALE$ rÀnfimL&s vÉcÉrrr,ue 523
88. Principales espèces. - La Pomme de terce, la Tomate,\e Piment, la Belladonerla fusquiaffia t le Tabac.
La Pomme de teme est criginaire du Pérou I ses tubercules sontsains et nourrissants (no 22).
La Bellad,one est une Solanée très vénéneuse ; ses baies noires sontde la grosseur et de la forme d'une ceriue. Elle renferme un alcaloîde,ïatropine, employé dans les maladies des yeux.
Le Tc+ban ou Nicotiane (fig. 3?), originaire du Mexiquee a été im-porté en France en 1560 par Jean Nicot , ambassadeur de France enPortugal. Ses feuilles, après avoir subi certaines préparations, donnentle tabac à priser et à fumer. Le tabac renferme une substance toxique,\t nicotine, qui est ercessivement pernicieuse.
87. LesrÉEs. - Plantes herbacées à tige généralement carréeet à feuilles opposées. Fleursréunies en groupo à I'ais-selle des feuilles; corolle la-biée (fiS. 38). Pour fruit,4akènes situés au fond d'uncalice persistant.
La plupart des Labiéespossèdent des propriétéstoniques, aromatiques , {uiles font utiliser en médecine.Un grand nombre d'entreelles fournissont des essen-oes aromatiques. A, fleur labiée du Lamier blanc; e, calice;
cor, corolle; ls, lèvre supérieure; ld, lèwc
BB. Principales espècer. inférieure; B , la même fleur coupée en
- f gs S oug às, le Roàarin, long; c, étamin e; stig
'stigmate; o,' ovaires'
les Menthes, [a Laaande, le Thyrn , \e Serpolet, la Mélisse, leLierre tenestre , les Larniers rouge et blanc.
Les Sauges se rencontrent partout. La Sauge des prës a de grandes
fleurs d'un beau bleu disposées en long épi dressé I elle est communedans les prairies, sur les pelouses.
Les Mànthes croissent dans les lieur incultes et humides ; elleserhalent, lorsqu'on les froisse, une odeur forte et aromatique. La plusemployée est la Menthe poiurée.
La l-a,uandc fournit une essence utilisée en parfumerie.Le Thym et le Serpolet se rencontrent sur les pelouses et les
coteaux secs, et sont recherchés par les lièwes et les lapins.La Métisse ou Citonnelte erhale une forte odeur de citron; elle
jouit de propriétés stimulantes et énergiques , et sert à la préparationd'un alcoolat connu sous le nom d'eo,u de Mélissc,
89. AXeNtac*Es. - Arbres of arbrieseaux monolques ou
52t NorIoNs suR r.Ds scIENcEs pnysleuns ET NATuRELTEs
dioîques, à feuilles munies de deur stipules caduques. Les fleursstaminées sont ordinairement, disposées en chatons, et les fleurspistillées sont souvenl solitaires. Pour fruit, un gland.
Presque toutes les espèces des Amentacées sont des arbresforestiers.
90. Principales espèces. - Le Chêne, le Hêtre, le Chû,tai-gnier, le Noisetier, le Charme, le Noyer, le Bouleau, lesSaules, les Peupliers.
Le Chêne rouure , le Chêne pédonculé, ( fig.occupent le premier rang parmi les arbres de
Fig. 39. - Lo Chêne pédonculé.
39), le Chêne aert,nos forêts. Le Chê,neliège fournit le liègeavec lequel on faitdes bouchons. Lanoi,æ de galle est uneexcroissance produitesur les Chênes par lapiqùre d'un insecte( Çyni,ps).
Le Hêtre donne unbois de qualité un peuinférieure à celle duChêne. Ses graïnes,connues sous le nomde faines, sont re-cherchées par les
M, fragment d'un rameau à fleure staminées É; O, frag- animaur ; on en faitment d'un rameau à fleurs pistillées fl; P, deux fruits de I'huile.dans leur cupulo. Le bois de Charme
est blanc, employé dans le chamonnage ou comme combustible. Onutilise le Charme pour l'établissement des allées de parcs, des bos-quets (charmilles ).
Le Noyer fournit un bois flexible, élégamment veiné r {u€ I'onemploie dans la fabrication des meubles et des montures de fusil.L'amande de son fruit est comestible ; on en extrait une huile etcel-lente, mais gui rancit très vite.
Les noix fraiches se nomm ent cer"necruæ r' le péricarpe vert qui lesentoure (brou de noi,æ) sert à la fabrication d'une liqueur digestive.
Le bois d,e Bouleq,u est employé par les tourneurs, les sabotiers etles menuisiers.
Les Squles croissent de préférence dans les endroits humides, aubord des étangs ou des cours d'eau. Centaines espèces fournissent desosiers pour la vannerie. On retire de l'écorce du Soule blane un pro-duit médicinal, le salicylate de sgude, très employé aujourd'hui contreles douleurs rhumatismales.
gl. Cor.trrÈngs. - Arbres et arbrisseaux résineux , monoïguec
PRINCIPÀLES TAMILLES
ou dioiques, à feuillage toujours vert.mées d'étamines nombreuses, sont in-sérées sur I'are floral sans bractées de
séparation ; les {leurs pistillées sontréunies en chatons et formées Pardes écailles portant à leur aisselle unou plusieurs ovules. Pour fruit r utrc6ne (fig. 40).
99. Principal,es esPèces. - l,s Sa-pin , le Pin, le Cèdre, le Mélèze, Le
Cyprès, le Genéuricr, l'If .Les Pins et les SaPins sont communs
sur les montagnes et fournissent des
bois de charpente Pour la marine etla menuiserie. On en retire de la résineet de la térébenthine. Le Cèdre ne croitspontanément gue dans le Liban, I'Ti-malaya et quelques' forêts de I'Algérie.il esi connu pour sa longévité et I'am-pleur de ses ramifications.
Le Genéurier est un Petit arbuste à
vÉcÉrlr,ns 525
Les fleurs staminées, for-
Fig. 4O. - Cône de Pin.
La partie supérieure est coupéeverticalement pour laisser voirles graines G, situéeg à la basodes écailles E.
feuilles atténuées en épines, dont lefruit sert à fabriquer la liqueur de genièvre.
II. MonocotYlédones.
93. LnrAcÉss. - Les Liliacées sont des plantes herbacées à
souche souvent bulbeuse. Leur tige est ordinairement simple,et les nervures de leurs feuilles droites et parallèles. Périantheà 6 divisions I 6 étamines, stigmate trilobé. Pour fruit ' une
capsule à 3 loges ou une baie.
94. Principates espèces. - Le Lis t la Tulipe, l'Ail, le Poi-re&u , l' Oignon , l' E chalote , l' Aloès.
Le Lk, la Tulipe, sont de jolies fleurs, remarquables par l'élégance
de leurs formes et de leuns couleurs.L'Ail , le Poireq/u , I'Oignan , l'Echalate , sont iournellement em-
ployés dans l'économie domestique.- L'' Aloès est une plante à feuilles épaisses et épineuses qui crolt dans
I'Afrique centrale èt gui fournit une résine gue I'ol em_ploie comme
purgaiif. Cette résinè sert de base à la préparation d'une liqueuremère connue sous le nom ù'éI'iætr da longue uie,
5?ô NoTroNs sun r,ns scrrNcns pnTsreugs ET NÀruRELrEs
85. Gn.r.MnqÉps, E Les Graminées sont des plantes herbacéeararemenI ligneuses,à tige cylintlrique,creuse et noueuse.Feui ll es æl ternes, rll,[-nies d'une gaine fen-due. F leu rs réuiries enpetits groupes nom-més épillets, lesquelssont disposés en. épiou en panicule. Eta-mines en nombre va-riable, ordinairement3 ; style plumeux,ovaire simple, unilo-culaire.
96. Principales es-pèces. - Le Froment,le Seigle, le Chien-dent, l'Orge, l'A-uoin e, le Riz, le Il[ aïs ,l'A|fa,la Phléole , laFlouue, les Paturins,les Agroslls, !e Roy-gra,ss, les Fétuques ,le frItllet, les Rasea.u,æ,
la Canne ù, sucre.
Le Froment aa Blé, le Seigle, yarge, l,Auoine, le Mais, sont dési-gnés sous le nom de céréales alimentaires. Le Froment est certaine-ment I'une d*? plantes les plus utiles à I'homme. Le Seigte donneune farine moins estimée gue celle du Froment. Dans les terrainsmédiocres on sème souvent un meilange de Froment et de Seigle,dont le produit récol[é prend le nom de méteil.
Le Clviendent est une Gnaminée dont les tiges souterraines sonttenaces r difficiles à extirper
-des champs qu'elles envahissent, et quifont un véritable tort aux récoltes. On en faii une tisane nafraichlssanie.
- L'Orge et I'A uoine sont réservées pour la nourriture des animaurdomestiques. L'orge sert à la fabrication de la bière"
La farin. d9.Maïs se prête rnal à ta panification; les feuilles desjegnes pieds fdurnissent un très bon fourrage.
L'Alfa, très commun sur les plateaux de I'AIgérie et de I'Espagne,sert à la fabrication des nattes eldes paillassons;-on en fait du prfriur.
Les Phléoles,la Flouue, les Paturins, res Agrostis, les Fé1,'uques;cervent à la formation des pnairies naturelles.
Fig. 41.À, Vulpin des prés; B, phtéole des prés ;
C, Flouve odoranto; D, Ivraie vivaee"
PnrucrPat.ns FA\IILLES vncÉr.ar,ns 527
La Canne & sucre renferme un jus visqueux que I'on extrait enécrasant les tiges entre des cvlindres I il renferme 20 pour {00 desucre cristallisable, que i'on appelle suu'ê cle c(rn,r;e. C'est avec lesmélasses que I'on prépare Ie rltunt,
97. IraLlrrnus. _- Plan[es ligneuses, dont Ia tige, appelée stipe,d'une structure parl,iculière, est terminée par un large bou-queb de feuilles. F-leurs réunies en spaclice ou en régime. Lefluib esb une lroix ori utl clrupr-r.
'l'ous lcs l'aisrler"$ hahit,r:nt les pays chauds; les plus f€rtrât-quables sont : Le T-tattier,le Coeotier et le Sagoutier.
III. Cryptogames.
98. Reproduction des Cryptogarnes. I'outes les Crypto-games se reproduisent par des corpuscules très petits auxquels \on a donné le nom despores . Les spores so ntrenfermées dans des pochesmembra neuses , appeléessporanges , d'où elles sté-chappent lorsqu'elles sontmûres,
99. Fougéres. LesFougères ( fi g. 42) sont desplantes généralernent her-bacées, mais gui, dans lesrégion s cha udes , devien-nent arborescen tes commeles Palmiers. Leurs feuillessont souvent très diviséeset porten[ le nom de
frondes; elles sont rou-lées en crosse avant leurépanouissement.
{0O. Mousses. - Les Mousses (lig. 43) sont de petites plantesà texture entièrement cellulaire qui croissent en abondance dansles lieux humides et ombragés. Leur tige, couverl,e de feuillesimbriquées, est grôle, simple ou rameuse.
{OI. Algues. - Toutes les Algues sont aquatiques. Celles quivivent dans les eaux douces sont généralement de couleur verte(Conferaes\; c,elles qui croissent dans les eaux salées sont leplus souvent brune s (Fwcus) , rouges (Ceranium) , etc.
Fig' Iû, Fig. 43.
Scoiopendre officinalo Funaire hygrométrique( Fougère ). (Mousse ).
528 NoTIoNs sUR LDs scIENcES PHYsIQUEs ET NÀTURELLEs
On range parmi les Algues les Microbes, organismes micro-scopiques qui sont les agents des épidémies' et des maladiesinfectieuses.
109. lichen$i. - Les Lich,ens (fig. 44ll vivent généralement
sur l'écorce des arbres, sur la terre humide ; souvent on les voits'étaler sur les murs, les rochers , sous forme de croûtes sèches
nommées thalles, de couleur verte, jaune, grise ou blanchâtre.Bien qu'ils ne vivent point aux dépens des végétaux sur lesquelsils se développent souvent, on les regarde comme nuisiblos aurfonctions de l'écorce. !|$5Ntr
Fragment du Lichen des Rennee.
Fig. 45.
A, Agaric bulbeux; B, Agaric meurtrier;C, Agaric stYPtiquo.
{03. Champignons. - Les Champignons (fig. 45) sont des
végétaux cellulaires dépourvus de chlorophylle.Les Champignons r tro contenant pas de chlorophylle, peuvent
végéter danJ lbbscurité I mais, étant par là même dans I'impos-siblite d'assimiler le carbone , ils ne peuvent vivre qu'aurdépens d'autres organismes. C'es! pourquoi ils remplibsent sy-tout le rôle de destlucteurs et d'épurateurs en se fixant sur les
plantes et les animaur en décomposition. Ils peuvent aussi se
développer sur les organismes vivants.
Certaines rrspèces de Champignons sont comestibles, d'autres- sonttrès vénéneuses. Parmi les Champignons comestibles on peut citer :l'Agartc cofnrnur ou Champignon de couche,la Trwffe,le Cèpe oa
Boi,et comcstible, la Monlle, l'Oronge aroie, Jes Claaaire$-, etc.
L'Ergot 4u Seigle, la Rouitte du Blë,l'Oi'dium de la Vigne, sont
des Champignons parasites'On range ?galement parmi les Champignon! certains ferments végé-
trur teh lue z ta Laryc de btèrc, le Miaodenne du airwqrc, c[c'
Fig. 4&.
3ËF Ë s€ ËËË s Ë
s$Ë*ËinugËgËÉgË,Fg* qgË g qq aËËËgË ,Ë, f
ilgËsffiâgg#Ëag TiË g$rugss Ë
;dcË ';ggAgËË*g l ;Ësg ËffifËi,g
iHÆF Ën Ê e o' v
3En 8
iËË Ë *ss5 6ËË} Ë #ÉËgEFËaiËv::iË; Ë v*sioe3 --: Ë:iEËËjË5sËffiËrr:ËËH;gËF-Hins ââË ËEËe Ëi iËf EËi ÉÉËÂ"or t-Ë83 ÉË
PRINcIpaLES FAMILLES vÉcÉt.Lus
sg,tr.NvTd saCI gtvsn
529
QurstroNNarR:': h$q,tez les caractères les plus saillents dos familter végé.tales suivantesr et citez aes espuceg dans chacune d,elles :Illcotylédonct' - Renonculaiées, ct""iretui Légumineuses, Rosacées, ombel.Iifèreg, cucurbi-t:cées, compo_ré".;_s"ffi;l'r-,"tie"s, Amentacées, conifères.[onocotylédonog. - UUicees, braminà*, p",*r."...ffJi:trih6ffHi*' uduo.", liôâ', Lichens. - comment re repro.
rritd 'n
tebrenu ayaoptiqtro doa principoleo prentec u$Ioc,{8
GÉOtOGTE
CHAPITRE T
AGENTS EXTERNES
t. Stabitité apparente du relief du sol. - La surface de la Terrcest très accidenféé I on y observe des plai,nes, des uallëes, des pla'teauæ, des calli,nes, de hautes tnontagnes, etc., dont la situation nous
paralt tout à fait stable. Cependant il existe des .agents mécaniques,physiqaes et chirniques, qui en rnodiflent peu à p9u l'aspect, et si
les- modifications qu'ils produisent ne sont pas toujours apparentes t
c'est qu'elles se font aves une lenteur telle, qu'elles ne sont pas s€f,i-
sibles dans le courant d'une vie d'homme.Parmi les agents qui modifient sans cesse le relief terrestre, les uns
sont eæternes i notre globe (vent, pluie, etc.), les autres ont leursiège dans les profondeurs de l'écorce terrestre encore à l'état de
fusion ignée; ce sont les agents inter'nes,
I. ^A,gents atmosPhériques.
2. Action des agents atmosphériques. - Les principaux agentsatmosphériques qui concourent à modifier la surface du globe sont
de deùx sories : les uns, comme les aents, et par suite les auragu,ns tproduisent des effets mécantqu_est l_T autres r comme l'air,la chaleur,i,humid,r,té , altèrent la nature des éléments superficiels de fécorce, et
y déterminent ainsi des phércamènes chimr,ques qui les rnodifient pro-fondément.
8. Action des vents. Les
matériaux meubles à la surface de
les vagues qui désagrègent Peu à\
vents effectuent des transports dela terre r oo mettent en mouvementpeu les rivages de la nter.
On appelle d,wnes (fig. 1) d9 petit-es
I'action-des vents dans I'intérieur des
sur les plages peu inclinées quand le
terre.
collines de sable formées sousterres meubles et sèches r ou
vent couffle de la mer vers la
Fig. {.. - ÀsPect des duneg.
AGENTS EXTERNES 531
&. Action de la chaleur, - La chaleur, en produisant des contrac-tions et des dilatations alternatives, désagrège peu à peu les roches ,etprépare ainsi leur destruction prochainJp.-r tôs autrès agents atmo-sphériques.
5. Action chimique de I'air. - L'air humide agit sur les rochesd'une façon énergique. Le granit r pâr exemple, -à'lgré son extrôinedureté, s'émiette p_eu à peu et se ieAuit ..t^"tgil. et en sable. SousI'action de I'air et des eaur pluviales, les blocs"granitiques isolés s,ar-rondissent et finissent par chanceler sur leui base ( roches bran-lantes, pierres qui virenf, etc. ).
L'air attaque encore les métaux en les oxydant, les matières sulfu-reuses sont transformées en sulfates.
,6' -Lt pluie. - Dans une même_ région , la pluie est d'autant plusabondante gue les vents_ y sont plus Ëtt
"ger â'humidité, et qu'fi, y
rencontrent des chaines de montlgnes qui làur barrent le pâssagâ J f$oblisent â s'élever jusque dans leis régions froides de I'atmosfËet*, oriils se condensent et se résolvent en piuie.Une partie de I'eau de pluie qui iombe sur le sol repasse à I'état
gazeux par évaporationl le reste s'inf,Itre dans la terre iicelle-ci estperméable, oa ruisselle à la surface si elle est imperméable ou si lapente est trop forte.
rr. Eaux d'infiltration et de ruissellement.
7. Sources. - Dans les terrains perméables f sables, sol volca-nique, grès et calcaires fissurés), Iei eaux d'inûltration trouventun écoulement naturel dans le
'fond des vallées et donnent nais-
sance aux ru,isseantæ.Si la couche perméable repose sur un lit dtargile qui s'opposeà I'infiltration, I'eau s'écoule sur les llancs iæ vallées aux
endroits où affleure Ia couche argileuse, ou bien s'accumuledans les dépressions de cette corihe en formant des source'souterraines (on atteint ces sou.rces par la perforation des puitsl.
B. Sources iaitlissantes. - Si I'eau d'infiltration s'introduitet staccumule entre deur couches imperméables, elle y foràeune nappe sans écoulement, dont I'eau peut être sous une pres-sion considérable. Il suffira donc de prrc.r la couche Ëupe-rierrre pour que I'eau jaillisse à la surface du sol. Tel est leprincipe sur lequel repose l'établissement des pui,ts artésiens(fig. 2).
- L** pult-s artésiens de Grenelle et de Passy, à Paris, recueillent,à 5 ou 600 mètres de profondeur, les eaux tombées dans lesArdennes, la Champagn-e et la Bourgogne.
532 NoTIoNs sUR LEs scIENcEs PHYSIgUES sr NATURELLBS
9. Effetg du ruissellement. - Dans son mouvement, I'eaU
entratne les débris des rochers que les agents atmosphériquesont préalablement désagrégés, ou élargit les ûssures dans les-
quelies elle coule, et proauit alors des découpures bizarres, des
pitiers isolés, des ponts naturels, des grottes , etc.
Fig. 2.- E, Jet d'eau; .H, pulttt arteslelri Lrt tjr lrurr.D vr*urqrl
la source; NM, nappe souterraine entre deux couchog imperméables,
Les dégradations produites pqr le ruissellement sont considé-
rablemen"t diminuées par la végetation n car chaque brin d'herbe
â*àtlit fu choc des gouttes de pluie et favorise I'infiltration '
i*Air que les raoineJ, formant un réseau serré, maintiennent
la terre -et
s'opposent à sa dégradation'
f0. Les torrents. - Les toryente sont des cours dteau très
,ufiaæ. Ils ne se forment que pendant les grandes pluies, ou à la
fonte des neigesr et n'ont pôur- cette raison qu'une durée tem-
poraire.
ll. Riyières et fleuvos, * Les rivières sont des cours d'eau
naturels recueillant les eaux de ruissellement; elles se jettent
dans les lleuves, qui conduisent directement toutes les eaux à la
mer.- Les rivières coulent au fond des oall,ees qutelles ont creusées,
et que lton appetle pour cette raison ttall,ées d"érosion'
lg. Alluvionnement. - L'allursionnetnent est le travail Parlequel les eaux courantes laissent déposer les matériaur- qu'elles
entrdnent. Les terrains d'alluvions iont abondants sur les rives
et surtout à I'embouchure de certains fleuves, où ils forment
das deltqs.Ces terrains sont ennstamment remaniés par I'irrégularité du
débit. Les caillour, roulant sans cesse les uns sur les autrel t
s'arrondissent et forment les caillott'æ roulés,
13. Uarais. - Les moruis peuvent être pioduits par --lteaupluviale s'acsrrmulant dans les- dépressions d'un ryl_argileuxli,ù a.r sour€os ou Ces infiltrationi de rivièroË ou de lacg.
2,- E, 1et d'eau; P, puits artésien; D, co puits ordinaires; a, niveau de
t* ,oorô"; NM, nâpp'u'routerraine entre deux couchog imperméables,
AGANTS SXTDRNE3 53II
1.4, Étangs. - Les ëtangs sont des nappes d'eau plus oumoins profondes, à bords bien déterminés. Leurs eaux, ordi-nairement dépourvues de sels calcaires, sont chargées de ma-tières organiques en décomposition ; elles sont excellentes pour leblanchissage du linge, mais sont désagréables comme boisson.
f5. Lacs. Les lacs sont des nappes assez étendues d'eaudouce ou salée, alimentées par des Jources ou des cours d'eauplus ou moins considérabtesl Its peuvent disparaltre ou être de-placés par des dépôts qui peu à peu remplissent leur bassin, pardes éboulement,s de montagnes ou par la rupture de leurs digues.
16' Eau de la mer. - L'eau de la rr€r; mise en lmouvement parles vents et les marées, vient battre les rivages et ronge peu à peules roches qui les constituent (fig. 3). Les matériaux les plus durs
Fig. 3. - Grotte de Fingall.
restent sur les rives, et, constamment roulés les uns sur les autres,arrondissent leurs angles et forment les galetsl les menus fragments,emportés par le flot de retour, se déposent à une distance d'autantplus éloignée du rivage qu'ils sont plus légers, c'est-à-dire plus ûns,et forment les plages de sable et de graviers.
Cette puissance destructive de la vegue est accrue par le chocrépété des galets, qu'elle projette avec violence contre les rochemlorsgu'elle est agitée.
17 , Action chimique des eaut. - L,'sxs de mer est riche en sub-stances minérales I par évaporation , elle donne successivement dessulfates d'e chauæ et de sbudn, des bromures et des chlorures' depotassiurn, de magné,sium et de sodiumi par son action sur lesroches, elle se charge de carbonate de chauæ et de silicates alca-lins. En régularisant l'évaporation des eaux marines r otr peut isolerles principaux sels qu'elles renferment et surùout Ie chlorure dcgodium (mara,i,s sala,mts).
534 NorIoNs suR LEs scIENcEs puysreuns ar NATURTILLEs
Les eaux d'infiltration, renfermant presque toujours de I'acid,e car-bonique provenant de I'air atmosphérique qu'elles ont, pour ainsi dire,lavé, dissolvent, dans leurs parcours souterrains, des substancesminérales , surtout du carbonate de chaux , qu'elles laissent ensuitedéposer peu à peu lorsqu'elles arrivent au grand air, où elles aban-donnent I'acide carbonique qu'elles tiennent en dissolution (stalac-ti,tes et stalagrnctes).
Les fontai,nes i.ncrustantes sont des sources alimentées par deseaux chargées de carbonate de chaux, qu'elles laissent déposer en finesgranulations sur les objets exposés à leur action. L'une des plus con-nues est celle de Saint-Alyre, à Clermont (Puy-de-Dôme).
L'eau de pluie, toujours chargée d'oxygène , oxyde les roches ferru-gineuses, qui prennent alors la couleur jaune ou rouge caractéristiquedes oxydes de fer.
trII. Aetion des êtres vivants.
f.8. Tourbe. - La tourberésulte de la décomposition sous I'eau decertains végétaux, tels que les Mousses et surtout les Sphaignes. Si latempérature ne dépasse pas I à 10 degrés, et si I'eau est limpide, cesvégétaux croissent avec vigueur et bientôt meurent du pied, tan-dis que la partie supérieure continue à vivre. Alors la pàrtie sub-rnergée se décomposant sous I'eau, c'est-à-dire à I'abri de I'air, donnepour produit final une matière combustible de couleur brune, qui estla tourbe.
_ Lorsque Ia tourbe s'est accumulée sur une certaine épaisseur et quele sol est suffisamment exhaussé, les Bruyères prennènt possessiondu terrain, et la formation de la tourbe est désormais arrêtée.
{9. Travail des coraux. - Les Polypes coralli,gènes et rnad,rripo-riques sont des Zoophytes vivant en société, tantôt sous forme arbo-rescente, tantôt en masses sphéroïdales nommées polypr,e,rs,
Les polypiers se développent naturellement au voisinage des côtes,€t, bien que leur croissance se fasse avec une certaine lenteur (1 àI millim. par an ) , le sommet de la colonie finit cependant par atteindrele niveau des basses mers. A partir de ce moment I'accroissement enhauteur s'arrête, car ces animaux ne peuvent résister à une émersionprolongée, et le récif forme alors une ligne de brisants très dange-reux pour Ia navigation. ,
2U^. Iles madréporiques. - l,ss tempêtes détachant de temps entemps les parties supérieures des récifs, souvent perforées par lesMollusques, en rejettent les débris à la surface et les aceumulent demanière à former bientôt une masse gui émerge au - dessus deshautes mers : le vent et les vagues y apportent des graines, et la végé-tation en prend bientôt possession. Telle est I'origine d,es î,les rnad,ré-portques, que l'on ne trouve que dans les mers chaudes et peu pro-fondes.
ÀGENTS SXTERNES 535
IV. Glaclers.
21. Formation des gtaciers. Leg cristaur de neige tom-bant sur les hautes nnontagnes subissent, sous I'actiôn desrayons solaires r ull commencement de fusion qui les transforme9l granules, arrondis, dont ltensemble forme une poussièreblanche, sèche, mobile comme du sable. Ces grainsl roulan$les uns sur les autres, s'accumulent dans des rés.rooirc natu-rels plus ou moins encaissés , où ils commencent à s'agglomé-rer ; li.uq qui provient de la fusion des couches superficie"lles secongèle dans les interstices, et transforme peu à peu la masseen un amas granuleux parsemé de bulles d'air : c'elt le néaé.
Les couches profondes du névé, soumises à une pression con-sidérable exercée par le poids des couches supérieùr.r, devien-T^.tit peu a p9u compactès, translucides, et présentrni I'urpectd'une masse tssurée et' parfois azurée qui càractérise Ia gi6tdes glaciers.
99. ffouvement des glaciers. Les réservoirs dans les-quels la glace s'est accumulée présentent toujours un débouchéà pente plus ou moins inclinée ; la glace, sollicitée d'une parùpar son propre poids, d'autre part par la poussée qu'exerôentles couches plus élevées , descènd peu à pèu vers Ër régionsinférieures.
93. Front -du glacier. - on appelle front d,u glaeicr son
extrémité inférieure.Quand le front du_ glacier arrive dans des régions dont la
température est supérieure à 0o, il entre en lus-ion et donnenais'sance à un toment tumultueux, dont les eaux sont renduesnoires et boueuses par les particules des roches que le glacier adésagrégées et entraînées dans sa descente.
. Les - glaciers polaires se déplacent en s'avançant vers l'équa-
[eur ; leur front, après avoir flotté quelque temps, se fractionneet donne naissance aux glaces ftottàntel ou icà-6trgr, {u'il nefaut Pas_ confondre avec les banqwiEes, qui proviennôoi de lacongélation de la mer au voisinage des cô[es.
94. Effets de transports. iloraines. - Dans son mouvement,la glace emporte les débris de toutes sortes qu'elle détache despentes abruptes entre lesquelles elle est encâissée. Ces débrisforment de cha,que côté deux tralnées qu'on appelle moraineslatérales (fig. 4 ). ' ,
Si deux glaciers se rencontrent dans leur descente de manièfe
ttI
536 NoTIoNs suR Las scIENcEs PHTSIQUES ET NaTuREttEs
à nten former plus qu'un , la moraine droite de I'un se joint à lamoraine gauchb de I'autre, et leur jonction forme
' au milieu du
nouveau glacier, une moraine mëdiq,ne plus volumineuse que
les moraines latérales.
95. Blocs erratiques. - Les bl,ocs ema,tûq?cet sont des pierresénormes qlre I'on rencontre isolément, aussi bien dans les
F'rg. 4. - Vue d'un glacier avec moraine rnédiane et moraineg laterales.
plaines que sur les collines, et dont la nature est toute diffé-rente de celle du terrain sur lequel elles reposent. Ces blocs ontété transportés par d'anciens glaciers {ui, en 8e retirant ' leg
ont abandonnés'à la place où nous les voyons aujourd'hui.
QunsuoNNÀrRE. - Qtrclte est liaetton d,es agemts atmosphérôques? - Quel csi
l,ifet d,e l,a chal,ewr swr l,es roches? - Qtrctl,e actiom chimiqwa l,'air cæerce't'ilEU,r les roches? - Que il,etsî,ent l,'eant il,e pluie qui lornbe vur le Sol'?
ExpliErez la formation des sourees soutemaines. - Quelle est la cause du iail'lissement de l'eau dans les puits artésiens? - Quels sont les elfets du misselle-ment? - Que sont les torrents, les rivières? - Qu'est-ce quel'alluvionnement?&tel,l,e cst liaatiom tnécamiqwc d,es eowæ il,c l,a tner sur I'es rù'oages ? - Qualles51y3bs1onaes trouoe-t-on en dtssol,uttom il,ams I'eou il'e l,o rne'r? - fræpl'iqtnz I'a
formotiom d,es statûctiîes et des stal'agm,ô'tes.
Comrncmt se forme l,a tourbe? - Qu'appel,l,e-t'on polgpiers? - Où sc il,évc-
loppent les polypôers? - Eapl,tguez la forrnatiom d'es î'les mail,,rëporiqwes,-
Comment ie fôrment les glaciers ? Sont-ils immobiles ? - Qu'appelle-t-on frontdu glacier? - Qu'appelle-i-on morelneg? -- D'où provlenncnt lee bloca errr-tiques?
ÀGENTS INTERNES
CHAPITRE II
AGENTS INTÊnNns
26. Augmentation de latempérature avec la profondeur. - C'estun fait d'expérience çlue la température s'accroît à mesure que I'ondeseend dans les profondeurs du sol. La température de certainesmines de houille atteint jusqu'à 50 degrés.
Cet accroissement de tennpérature est d'environ 7 degré par 30mètres, et s'observe à l'équateur comme aux pôles, loin des volcansaussi bien que dans leur voisinage.
27 . Hypothèse d'un noyau terrestre tluide. - lJn calcul fortsimple montre qu'à 3 000 mêtres de profondeur la température doitêtre celle de l'eau bouillante ; à 50 kilomètres, elle atteint 1700o, età une profondeur de {00 kilomètres r oo peut être certain qu'aucunesubstance n'existe à l'état solide.
Nous amivons donc à cette conclusion que l'épaisseur solide de laeouche terrestre est relativement très faible, et que la masse centraleconserve une fluidité ignée, reste de son état primitif,
I. Volcans.
98. Description. Un aolcan est un appareil naturel quimet en communication permanente ou interrnittente avec I'exté-rieur les matières fluides renfermées sous l'écorce terrestre.
L'aspect des volcans est très varié ; le plus souvent ils se pré-sentent sous la forme d.'une montagne plus ou moins haute,dont le sommet tronqué présente une excavation en formedtentonnoir; c'est le cratère. Le cratère communique avec lefoyer interne par une clwminée ou canal d'ascension desmatières vomies par le cratère.
A ltorigine le volcan n'est qu'une fracture du sol, et la lavequi s'en échappe, retombant autour de I'ouverture, y fait naltreune montagne conique dont les pentes sont plus ou moins incli-nées. Ces montagnes, formées par I'accumulation des laves ,peuvent à la longue atteindre une hauteur considérable I cellede I'Etna dépæse 3000 mètres.
Il existe en France un grand nombre de volcans éteints. La
s37
538 NorIoNs sun LEs scIENcDs pursleuns sî NÀTURELLES
chatne des Fuys, en Auvergne (fig. 5 ) , est formée d'une soixan-taine de cratères d'anciens volcans distribués sur une longueurde plusieurs lieues.
99. Composition des laves. - Les la,ues, de composition trèsvariable, sont cependant toujours formées de silicates analoguesau laitier des hauts fournaux et aux scories des forges ; ellesdonnent toutes par refroidissement des roches solides.
8O. Produits volcaniques secondaires. - Outre les laves, il existede nombreur produits volcaniques dont les uns sont solides et lesautres gazeux. Parmi les autres produits solides on peut citer 'l,es cendresvolcani,qu,es , les ptnces et les bombes uolcaniqlnes, Les principaurproduits gazeux sont les fumerolles, les solfatures et les mofettes.
Les cend,res oolcaniques sont formées de petites esquilles vitreusesrésultant de la solidification, dans les hautes régions , de la laveréduite en gouttelettes par la vapeur d'eau.
Les cendres forment des nuages épais qui sont emportés par lesvents à des distances souvent considérables.
Les ponces sont des substances filamenteuses , grisâtres, soyeuses,produites par la solidification de laves à base feldspathique.
On appelle fwmerolles les fuaoées blanches qui s'échappent de lalave encore très chaude,
Les solfatares sont des fumerolles sulfureuses ayant la températurede I'eau bouillante et chargées d'acide sul{hydrique, dont l'hydno-gène r âu contact de I'air, se combine avec I'oxygène pour former deI'eau; il en résulte par conséquent un dépôt de soufre. Les solfatares ousoufrières sont exploitées surtout en Sicite pour l'extraction du soufre.
Les mofettes sont les produits gazeux gui se dégagent de la lavelorsque sa température est descendue au - dessous de 100 degrés , €tgui consistent surtout en vapeur d'eau et en gaz carbonique. Le gazcarboni{uê r étant plup pesant que I'air, s'accumule dans les bas-fonds en y formant une atmosphère irrespirable (grotte dw Chi,en,près de Naples, et à Royat, près de Clerrnont-Ferrand).
Fig. 5. - Chrlne des puyr d'Auvergae, yue du puy Chopine.
ÀGENÎS INTENNET 539
If. Phénomènes qui se rattachent aux volcarls,
31. Geysers. - f,sg grysers sont des appareils analogues aux vol-cans et qui lancent par interrnittence des colonnes d'eau chaude quipeuvent s'élever à plus de cinquantemètres (fig. 6).
3.2. Sources thermales. E Lessources thermales sont des sourcesd'eau chaude dont I'origine est volca-nique. Elles doivent leur échauffe-ment à la température des couchesprofondes gu'elles ont traversées, etdissolvent facilement dans leur par-cours des matières minérales quileur donnent une composition et despropriétés particulières.
Les principales sources themalessont celles de Barèges et de Cauterets( Hautes - Pyrénées ) r de Plombières(Vosges), d'Air-la- Chapelle (Frusserhérrane ) et de Chaudes - Aigues(Cantal), les plus chaudes de I'Eu-rope.
33. Sal zes. - Les sol,zes sont desvolcans boueur qui vomissent cons-tamment de la vase accompagnée
' d'hydrocarbures gazeux ou liquides.Leur nom vient de ce que les ma-
tières qu'ils rejettent contiennent uneassez grande quantité de sel marin.
3.4. Tremblements de f,gp1'o. -Les tremblements de teme sont desondulations oU plus souvent des se-cousses durant à peine quelques se-condes, mais suffisantes pour ébran-ler les édifices et amener le crevag-sement du sol.
QursrroNNArRE. - La ternpérat*re itru sol oarie-l-ellc auec I,a profonikur?
- Qwel,l,e eomségucnæ en ttrc-t-ortu? - Qu'est-co qu'un volcan? Décrivez-le. -Do quoi sont forméoe leg laves? - Qwck sont l,es proil,wits ,tsolcaniques secon-d,atres?
Qw'est-ce qw'uttt, geysert - A qwoô est ihte lo tempërature itres eauæ ther-tnal,es? - Qwel,l,es somt l,es prinaùpales tources thermûl,esl - Que gontlai salzeefht lremblaments ùc acrreî
Flg. 6. - Geyser d'Islande.
540
I
NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NATURETLES
CHAPITRE IIISTRUCTURE DE I'ÉCORCE TERRESTRE
f. Des roches.
35. Matériaux terrestres. - On appelle roches les matériaursolides dont le globe temestre est formé, {u€ ces matériauxsoient durs, tendres ou pulvérulents.
36. Roches éruptives et roohes stratifiées" Lorsqutonfait une coupe dans l'écorce terrestre, on constate que les maté-riaux dont elle se compose affectent toujours deux modes par-ticuliers de distribution; de là deux sortes de roches : les rocheséruptiaes ou plutoniennes, et les roches stratifiées ou neptu-niennes , reposant les unes et les autres sur le temain pri-mitif.
Les roches éruptiues ou plutoniennes sont des roches rnâs-sives, sans disposition régulière, souvent cristallines ; leurstructure et leur disposition indiquent évidemment une forma-tion ignée.
Les roches stra,tr,fi,ées ou neptuninnnps sont superposées encouches parallèles horizontales, inclinées ou ondulées exac-tement comme les dépôts qui se forment sur les rivages
Fig. 7. - Cristaux de quartz.
miné par des pyramides, et dont lesstries transversales (fig. 7),
ît
(dépôts de sédiments) ; leurorigine aqueuse est donc in-contestable.
:''^7, Ml,rÉnnux DU TERRATNpRrMrrrF. - f.,gs principaux élé-ments du temain primitif sont :le qua,rtz, ,les feldspaths et lesttr,icd,s.
Le quartz ( SiOz ) ou cristal deroche est formé de silice pure,substance la moins fusible etn'ayant pour les autres corpsqu'une affi nité extrêmement faibl e.On le rencontre souvent cristal-lisé en prismes hexagonaux, ter-faces latérales sont sillonnées de
srRUcruRE DD r.'ÉcoRcu TERRESTRE 64'l'
Le quartz est employé en joaillerie pour imiter les brillants. On en
fait aussi des lentilles.Les principales variétés de quartz sont: 19 guanz hyo'lin_(incolore)'
le quaitz epfumd (noirâtre ou diamant d'Àlençon\ , l'arnéthyste (vio-teti, l'opolc ( silice hydratée ) ; l'agate , à' texture rubanée 1 l'onyæ ,rort'e dàgate
'à bandei rubanées, et dont on fabrique des médaillons
sculptés qu'on appelle co'mées.Le silcæ se prêiente en masses onduleuÊes, que -l'on rencontre en
cordons alignél ou en couches horizontales au milieu des roches I ilest abondant dans les roches crayeuses de Meudon.
La meulr,ère est du silex criblé d.e cavités, de forme irrégulière,et extrêmement dure. Elle est employée pour les constructions et lafabrication des meules de moulin.
Les fetd,spaths sont des minéraur durs, brillants, à cassure vitreuse.Ils ont ordinai'rement la forme de prismes aplatis , blancs ou rosés,rous clivables, rayant le verre et I'acier, mais T1yés pT 19 quartz. IIsse distinguent drr quartz en ce qu'ils sont fusibles et facilement atta-
qués par I'air et I'eau de pluie (kaolinisation).^_.-
Les- principaur feldspaths sont z l'orthose ( silicate d'alumine et depotassé (fig.-B), l'oligoctase (silicate d'alumine et de soude), le labrq,-dor (silicate d'alumine et de chaux).
Les micas sont des minéraur brillants r lamel-leux, pouvant se débiter en lames extrêmementminces, souples et élastiques I ils affectent uneforme hexagônale, et sont tantôt blancs , à relletsargentés (micas potassiques); tantôt noirs, à refletsmétalliques ( micas ferro - magnésiens ).
38. Rocnss Énuptwns. Les roches érup-tùtes sont des roches provenant des parties pro-fondes du sol, encore liquides ' et qui se sontintroduites dans les fractures des couches so-lides qui les recouvraient.
Au lieu de s'étendre en nappes comme cellesCristal de feldspath
orthose.du terrain primitif , elles s'élèvent sous des in-clinaisons t;ès différentes, et se rencontrent souvent intercalées
entre des couches stratifiées ou étalées à leur surface'gE. Principales roches éruptives. - Les principales roches
éruptives so;t : le granit et les toclws granitoîdes : pggmatite,pritogynp , syénitè, dionte; les porphyfus t les trachytes , les
bqsaltes et les lanes.
40. RocEEs sÉnrupnrarREs. - Les éléments des roches sédi-
mentaires proviennent évidemment de I'action destructive eler-cée par I'eâu sur les roches précédentes, et par conséquglt sont
peu nombreuses ; ce sont : ia silien, le plus souvent à l'état de
labls; Ie calcaire et, l'argilc,,18*
Fig. 8.
542 NorroNs gun LEs scrrNcns pnysreuns sr NÀTURELLES
On peut donc diviser les roches sédimentaires en troisgroupes : Ies roches sil;iceuses, les roches cal.caires et les rochesargileuses.
Les roches siliceuses se reconnaissent à leur dureté ; ellesrayent Ie verre, sont infusibles et inattaquables par les acides.Les roches calcaires font effervescence avet les aiides; leur cal-cination donne la chauæ pour produit final. Les roches argi-Ieuses sont tendres, durcissent au feu, et fournissent le piotsouvent , lorsqu'elles sont délayées dans I'eau r un pâte ônc-tueuse au toucher.
&L, Roches siliceusos. - Les sobles sont formés de petits grainsde silice indépendants les uns des autres I ils peuvent êtr-e coloiés enjaune, en rouge, en noir, par des oxydes métalliques ou des mafièrescharbonneuses. Rendus fusibles par I'addition d; potasse, de soudeou de chaux, ils constituent la matière fondamental-e de la fabricationda uerre.
_ Les grè! sont form-és par des grains de sable agglomérés par un
ciment calcaire ou siliceur ; ils sont plus ou moins ïo"s, €t ùruentau pavage des rues.
Les gal'ets peuvent s'agglutiner de la même façon et donner nais-sance aux conglomëra,ts, qui plennent le nom d,e poud,i,ngues quandIes fragments sontamondis, et celui debrèclte$ quanâits ronl ang,ileox.
42. Roches calcaires. - Le rnarbre blanc est un calcaire cristal-lisé r dont la principale variété est le marbre statuaire, employé parIes sculpteurs I sa texture est sascharoïde , et sa couleur d'Ln " blincéclatant translucide. Les marbres colorës sont rles rnarbres tantôt mi-cacés ( ci'poli'n) , tantôt mélangls de noyaux argileux rouges (marbregriotte) ou verts (marbre de Campan). Les màrbres noirs sônt colo-rés par des matières charbonneuses ; le plus renommé est le Portor,rehaussq pq des veines d'un beau jaune doré. Les marbres rayés dénoir et de blanc sont assez communs.
I-a pieffe li,thographique est un calcaire à texture homogène etserrée d'une linesse extrême.
Les calcai,res grossiers sont communs dans le bassin de Paris. Leurs_tructure est plus ou moins homogène ; ils sont le plus souvent criblésde petites cavité_s gue I'on reconnaît facilement étre des empreintesde coquilles (calcui.re coqui,llier), et sont très employés pour i"r con-structions.
La crale est un calcaire tendre très répandu dans la nature et formépar les débris de coquilles microscopiques \Foramini,fères).
Certains calcaires Aélqrngés d'argile fournissent la chaub hyd,rau-llgue et les ci,mmts. Si I'argile y -entre au moins dans la prolortiond'un tiers, le calcaire prend le nom de rna,rne.
Les marnes sont des roches friables , tendres, prenant souvent unestructure feuilletée. Elles sont colorées en rouge, en jaune, en vertnpar des orydes ferrugineur. 0n les utilise comme amendemônh.
srRUûTuRs DE u'Éconcn TERREsTRE 543
On peut ranger parrrri -les roches sédimentaires à base de chaur
ærtaines rocheÀ accidentelles comme la dolomie ( calcaire magnésien)
et le gAqse (sulfate de chaux)'La d,otomie est un carbonate double de chaur et de magnésie f9r1é
primitivement de carbonate de chaux, et altéré peu à peu par des infil-
irations d'eau chargée de sels magnésiens'
Le gypss ou poerye ù, p.tatre existe en couches importantes que l'on
exploite pour t t"lti.uîio' du plâtr-e. Il est blanc ou jaunâtre ' en
,rirt.o, âistincts afrectant la forme d'un fer de lance t gu en masses
cristallines à facettes miroiianiàu, d'oo clivage facile, enchevêtrées les
unes dans les autres. .
L'albd,tre est une variété de gypse assez rare employée comme plerre
d'ornement.
&g, Rochos argileuseg. - L'argile est uire roche très tendre qui
développ*, ,oos linsufflation, u*-e iduot particulière dite odeur argi-
leuse. Elle .tt délayable dans I'eau, avèc laquelle elle forme une
pâte imperméable, onctueul! r- liante ' tyi plr1t 9t:t facilement façon-
née ( argite ptastique) et qoi ho*cit au i9". C'est lllgile qui constitue'
dans les mauvais chemins et dans les terres remuées, la boue qui
s,attache aur ji.a""" qui s'àecumule dans les ornières après la pluie.
On lui donne ïulgairenâent le nom d,e terye glaise.
On l'utilise, suiîant sa couleur et sa pureté, pour la fabrication des
briques , des tuiles, des tuyaux de drainagg t etc.'.
Le kaorm é"i- uri, argilô douce au huëhâr, d'un-e blancheur écla'
tante quand il est Ptfr mais le p-l9s souvent coloré par des rnatifres
étrangères. c,est un produit de décomposition des rôches feldspathi-
qr";; on I'emploie dàns la fabrication des porcelaines.
La terye ù ioulon, o" irgile smectrque iressemble , .par sa colora'
tion et son touctreri a I'arfrle plastique, mais t'9tt distingu-e en ce
+r'r* liàu de former une pàt* I.lt. ét ae se durcir au feu, elle reste
en grumeaux dans l,eau et^se réduit en poussière qulnd oir la fait cuire.
L'argile rÀ".iique jouit de I'imp_ortante propriété d'absorber facile-
ment les corps gras I aussi I'emploie - t - on po}" le dégraissage des
étofres, surtôut ?", étoffes de iaine. On vénd parfois sur la voie
publiqûe, sous le nom d,e sqiu61n de sold,at, d9 petites pierres servant
à enlever les taches, et qui ne sont eutre chose que des mOrceaul
d'argile smectique.
II. Strattllcatlon.
ll. Dispositions des terrains sédimentaires. - Los terrains
sédimentaires, ayant été formés par des matières en suspension
dans les eaur,'so;t naturellemenf disposés en couches parallèles.
Leurs étémenis proviennent de la deitruction des roches par les
eaux et les agents atmosphériques ; ce sont surtout la silice, le
ælcaitr et,l'argile,
544 NoTroNS sun tES scrnNc's pHysIQUES ET NaruRErLEsLes terrains stratifiés les plus
, déposés par les eaux marinàs,des nombreur débris organiquesdans les couches de folmafion
Fig. 9. - Stratification.A, B, C sont en stratilication concordante.
anciens ont été généralementainsi que le prouve la naturequ'ils renferment; ce n'est querelativement récente que lion
rencontre des restesdtanimaux terrestres,de mollusques d'eauxdouces et de végétaurà fleurs et à fruits.
45. Stratificationconoordante. Lastratification est dite
'i-l 't'
concordante lorsque::",i:ïl:r^:,lq:lryi::: .sonr .roures paralrèt**
"'i,irrJ";iffi ,
48' Stratification discordante. - La stratification est d,is-cord'ante lorsque les couches ne sont pas toutes-parallèles entreelles.La discordance de stratification résulte de ce que les strates
__..'dz/VDxtrt géii formées, ayant été sou_c %À ^
levées et disposêes dans unedirection , oni été, ensuite re_couvertes par les eaux, au seinD desguelles de nouvelles strates
B se :ont- déposées horizontale-ment, do sorte que les strates
A récentes viennent r pour ainsidire, buter contre ie, stratesanciennes qurelles recouvrent.
discordantes peuvent encore être prôd,rit.,
avecFig. {0. - Fracture
Les stratificationspar des failles.
Les failtes sont des affaissements brusques de terrains qui ontbrisé les couches sédimentaires de manière gue les strates demême composition ne se correspondent prus (fig. t0).47. Fossiles. l Les fossites sont des débris d,animaux et deplantes que I'on trouve au milieu des dépôts
-réaioorntaires, €tqui sont évidemment contempomùr à.* àu"ne, orn* lesquellesils sont ensevelis; ils-.peuoènt donc servir à déterminer l,âgerelatif des terrains sédùentaires.
on range.aussi_parmi res fossiles lrl empreintes produitespar le pied des animaux, 19 crapàtement der' ".guer, et mêmecelles qui résultent de Ii chute'dÀ gouttes de pluie sur le sol"
CLASSIT'ICATION DES TERRÀINS 545
Ces empreintes, ayant été remplies par des matières qui sesont ensuite durcies, ont ainsi conservé la forme du moule.
La PaHontologie est la science qui s'occupe de l'étude desfossiles.
48. Faune et flore. - On appelle fa,uræl'ensemble des espècesanimales appartenant à une même époque géologique, ot- floreI'ensemble des espèces végétales qui vivàien[ a ta-même époque.
QunsrroNNArRt. - Qu'appelle-t-on roches ? - Comment gubdivise-ton les roches rrelativement à leur origine ? - Quel,s soml hs naûriowæ il,u temain prirnitif l- A quoi sert lp quortz? - Qwel,les somt ses primctpol,es oariëtés.? - Qgmmsatsont disposées les roches énrptives? Quelles sont làs plus communes? - D'oùproviennent les éléments des roches sédimentaires? Quels sont ces éléments? -De_ qwoi sont formés les sabl,es et les grès? - Quetl,es somt |,es principobs roclurcalnaires ct argil,euses? A qwot, sert le hæll,n?
Commsnt sont disposés les terrains sédimentaires? - Quand Ia stratiflcatlonort-elle concordante? Quand est-elle discordante? - Qu'entend-on par fossiles?- Qu'est-ce que la Paléontologie? - eu'appelle-t-on fatrne et flore?
CHAPITRE IV
CIASSIFICATION DES TERRAINS
49. Temains. - On appetle temains chaque groupe de couche!formées à une même époque géologique.
Les terrains se subdivisent d'abord en trois catégories : lesterrains primitifs, les tenains séd,imcntoires et les temaintéruptifs.
Les terrains primitifs et sédimentaires se succèdent à la sur- .
-lP du globe '
superposés les uns arxr autres, pour en constituerl'écorce; mais les terrains éruptifs se rencontient dans les deurprécédents et sont par conséquent de toutes les époques.
Les temains sédimentaireJ comprennent: les -ter-roins
pri-tna,ire,s, {ui reposent imm{fiatement sur le terrain primitif ;puis les terroins second,aires, tertinires et qtnternaiies ; leurformation correspond aux périodes géologiques de même nom.
50. Tnnnr.nss pRIMrrrFs. - Les terrains primitifs formentpartout la base de l'écorce terregtre. L'assise primordiale estconstituée par de puissantes couches de gneiss, àe mtcaschisteset de schistes chloriteur.
Les terrains primitifs ne renferment absolument aucune traced'organismes_ v€étaux ou animaur, of sont quelquefois pourcette raison désignés sous ls nom de terrainb azoiquer.
b4tfi NorroNs suF LEs sgruNcns pFrsreuns sr NATURELTSs
51. TsnR.a,rNs rRIMAIREs. Les roches primaires sont corl-pagtes , à texture souvent cristalline, suitout celles qui sontsituées dans les régions inférieures.
Les principales roches qui constituent les terrains primairessont les schistes, Ies grès, les conglomérats et la houille. Lesechistes sont des roches feuilletées qui ne présentent jamais destructure cristalline; les plus connus sont les ardoises.
Les terrains primaires renferment fréquemment des rocheséruptives dont les principales sont : le granit, la syénite, lad,iarite,le porpWre et des f,lons métaltifères. on y trouve éga-lement'du sel g?rwne, du gypse et de la d,olowui,e.
52. Subdivision. - Les terrains primaires se subdivisent en quatreautres terrains, {ui sont : le siluriem, le d,éuonim, le carbonifère etle permien,
Le terrain carboni,fère renferme les mines de charbon, si abon-dantes dans certains bassins. La houi,lle résulte de la décompositiondes végétaux enfouis dans la vase, où ils ont subi, à I'abri du contact{e I'air, une altération lente, analogue à celle que produit la tourbe.Certaines houilles, soumises aux iempératureJ élevées des rocheséruptives
' ayant perdu par distillation une partie de leurs principesvolatils, ont donné pour résultat l,anthraeitè.
Le terrain houiller es[ très répandu en Angleterre et en Belgique.La France possède les riches baËsins du Nordlt
".o* de Saint-Éiieïnc
et de Rive-de-Gier. La Suède , la Russie et I'Italie, ne possèdent quequelques dépôts d'anthracite.
Il n'existe aucun vestige de Mammifères nid'Oiseaux dans les terrains prirnaires. LesPoôssons, Ies Insectes, les Crustacéq, ysont très nombreux.
Les Crustacés les plus communs sontles Tri.labi,tes, qui caractérisent l'époqueprimaire I leur nom vient de ce que leurcorps, de forme ovale, est divisé en troislobes ou segments (fig. ll), par deux sil-lons longitudinaux.
Parmi les végétaur de ces âges loin-tains, on peut citer: des Algues, dés Lyco-podes, des Fougères, des Calq,rnites, etc,
54. TnnneNs sEcoNDÀIREs. - Les'roches secondaires sont engrande partie formées de sédiments; les roches éruptives y sonttrès rares ; cê qui montre que ces terrains se sont formés dans{rne période relativement calme.
Les principales roches secondaires sont : des aelcaires, lamawte, la dolomip, la grb, etc. On y rencoûtre fréquemment
58. Faune et Flore. -
Fig. {{.. - Trilobite reBtauré.
CT.ÀSSIFICÀIION DES TERRAINS 547
du iypse, du sèl gemffiêt de la limonite (oryde de fèf hydraté)et des filons de cuùare eI de plomb.
55. Subdivision. - Les terrains secondaires se subdivisent en troissystèmês : 1o le terrain triasique, ou simplement tnas , ainsl notnméparce qu'il se subdivise en trois étages I 2o le temain jurassique, trèsdéveloppé dans le Jura; $o le temain créto,cé, formé d'immensescouches dans lesquelles dominent les roches crayeuses.
-S lgo L4ro -
rçur,JUD€llIlE, l.lU llilÀi.
f.,e temaim jurassique comprend deur systèmes : le lias à la base,et le jurassique proprement dit à la partie supérieure.
Le terrain crétacé se subdivise endeux systèmes : l'infracrétacé et lecrétacé proprement dit, Il occupeen général les plateaux élevés, où ilforme le plus souvent des plaine$ arides( Champagne pouilleuse ) , et s'étalepresque partout autour des bandesjurassiques.
56. faune et Flore. - Les Rep'tiles sont en grand nombre, ainsique les Ammomites et les Bélcm-nites.
Les Ammonites (fig. f3) étaient destéphalopodes dont la coquille, con-tournée en spirale, est divisée pardes cloisons transversales en com-partiments traversés par un siphorr.
Les Bélemnites ( fig. 14) étaient aussi
Fig. 1,4. - Bélemnite restauréo.
aur Seiches, et portant postérieurement une pointe cylindro-coniguequi est la seule partie conservée dans les couches géologiques.
Les principales espèês végétales, caractéristiques de l'époque socor.
Fig. {,3. - Ammonite.
des Céphalopodes, analoguer
Fig. 1.2. - Ichtyosaure du lias.
548 . NorroNs sun tug scIENcEs PHTSIQUES ET NATURELLTS
daire, appartiennent aux genrcs Figwier, Saule, Platane, Cyca's I lesfamilles des Fougères, des Equisétacées et des Conifères nous ontaussi légué de nombreur représentants.
57. TsnRArNs rERTrArREs. - Les roches des terrains tertiairesont beaucoup moins de consistance que celles des terrains plusanciens, ce sont des sables, des graaicrs, des calca'irer, facilesà tailler, et fournissent des matériaur de construction, des
couches de fer pisolithique ou minerai de fer en grains. Lescouches de lignites y sont Dorn-breuseg.
Les principales roches éruptivesqu'on y trouve sont : les trachytec,'les basaltes , les filons aurifères.
58. Subdivision. - Les terrainstertiaires se subdivisent en troisgroupes : l'ëocène, le miocène et lepli,ocène,
59. Faune et Floro. - La faunede l'époque tertiaire est caractériséepar un grand développement desMamrni,fères. Les Oise&uæ, les Rep-tiles, les Poissons et les fnsectes ysont en grand nombre.
Les végétaux tertiaires caractéris-Fig. {5. - Tête de Dinotherium
( époque miocène ).
tiques les plus remarquables sont des Fougères, des lPalmiers, desLàuriers, âes Chênesf Aes Érabtes, des Acacias , etc.
60. TnnRAINS qUATERNAIREs. - Les dépôts formés pendant lapériode quaternaire sont presque tous des dépôts d'alluuions,ce qui fait donner à ces terrains le nom de terrain s d,iluaiens ,Bous lesquels on les désigne quelquefois.
Les principaux éléments des terrains quaternaires sont lessables et, les graainrs, le ldmon, les tufs calcaires et les dépôtser;ro,tic1u,es.
6li Faune et Floro, -La plus grande partie des espèces animaleret végétales de l'époque quaternaire constituent la flore et la fauneactuelles. Parmi les Mammifères disparus , il faut citer le Ma,stodonte,)c Mammoutl (fig. {6) et l'Ours des co,uernes,
62. Apparition de I'Hommo. - C'est dans les terrains quaternairesseulement que I'on commence à trouver les premiers vestiges certainsde I'eristence de I'Homme sur la terre, Toutes les créatures atten-daient un maitre. Il manquait à I'univers un être capable de cortt-prendrre la splendeur de ses merveilles et d'admirer l'æuvre sublimerortie des mains du Créateur; il manquait une âme pour'l'adorer et
CLÀSSTTICATION DES TERRÀINS 5{9
le remercier I c'est alors que Dieu dit : c Faisons I'Homme à notrt
iil.g" .t à notre ressembi"tttt, .! .{o'il commande aux Poissons de
i"-il.", aur oiseaux du ciel, .ot bêies, à toute la terre et à tous ler
Reptiles qui se meuvent sur la terre , I et iI créa I'Homme, à qui ilàonnt onô âme capable de le connaltre et de I'aimer'
Fig. 16. - Mammouth (épogue quaterneirc)'
Àtteint 6 à I mètres de bauteur; ses défenses pèsent 200 kilogrammot.
L, Homme prtmitif habitait les cavernes , demandan! à la chasse hnourriture dô chaque jour. Ses armes , ses outils, consistaient en frag-
ments d'os ou de silex-grossièrement façonnés (,ûge rle pierre). Il avait
à se défendre des animaux sauvages , de la rigueur des climats, des
inondations diluviennes, et se retirait alors sur les hauteurs et dans
les cavernes, où nous retrouvons ses ossements avec les débris des
instruments dont il se servait.Un peu plus tard, il polit la pieme (dg_e dc la pieme_polie)-; it des-
cendit dans les vaitee3, confectionnr des harpons, des radeaux I ilcreusa des troncs d'arbres pour en faire des canots , et devint pêcheur.
Il se construisit des habitations en bois qu'il installait sur des pilotis(citës la,custras, ûg. 17 ) , et se mettait ainsi à I'abri des surprises des
uimaur carnasiie"l. n'apprit bientôt à façonner I'argile et à faire der
vases qu'il durcissait au leu , à filer les fibres textiles des végétaur;il asservit les animaux domestiques et commenga à utiliser le bronzs(ôge dc brortzn) pour en faire des armes, des'ustensiles et des ornements.' i'"*ploi du'fer ne parut que longtemps après (ôge du ferl. C'esl
de cetté époque que dâtent lés tumuli , les dolmaes, qui témoignentde son carac[ère ieligieur. L'histoire écrite, Ia tradition, commencentalors à éclairer ces ttrnps lointains, qui précèdent la période histo-rique (temps prëhistorîques),
550 NorroNs suR LEs scrENcES pnysreurs ET NATURETT,Es
63, Conclusion. - ( Nous venons de voir que Dieu terminal'æuvrede la création par la formation et la création âe I'espèce humaine.
Fig. C.7. - Habitation laoustre.
q On n'introduit un roi dans son palais que lorsqu'il est entièrerrrenthâti et que tout est en état de le rCcevoirl c'est ainsi que Dieo
" dir-Posq toutes choses avant de créer I'Homûre i qui devait être le roi deI'univers et commander en maltre à toute la-nâfure. La Terre, en effet,par sa constitution géologique, par la composition minérale de sonécorce solide, pâr la variété des accidents que présente sa surface,offre à I'Homme un vaste théâtre où il peut â son gré manifester lesmerveilles de son intelligente activité, et passer le plus heureusementpossible le temps d'exil auquel il est soumis, avant de retrouver leCiel, sa véritable patrie. I
QusstroNNâ'rRE. - Qu'appelle-t-on terrain? - Comment se subdivisent lesterrains? - Que savez-vous des terrains primitifs? - Quelles sont les rochesprincipales des terrains primaires? Qwels d,ébris amimau,æ V remeomtre-t-om?- Comment se swbil'àaisemt -il"s? - D'où protlll,emt I,a howille? - Qudles sont lerprincipales roches des terrains secondaires? - Qwets céphal,opod,ts l,es ca,roeté-çisent? Cornmemt se subil'ioisent-its.? Mêmes questlons pour les terrains ter-tiaires.- Quels sont les principaux éléments des terrains quaternaires ? - e*,,û$ai-oouE ile l'wistenee dc I'Eornrne penil,ant l,es premôers âgcs d,w rnandeg
Mammowth. Masto'd,omte.- Probosci-diens actuels.
Débris do végé-taux dicotylé-dones.
Fougères, Fal-miers , Era-bles, Chênes,Acacias.
Palmiers. Lau-rinées. Quer-cinéeg.
Fougères. ÉEri-sétacées. Cy-cadées. Coni-fères.
F'AUNE F,LORE
Fauno actuelle. I F'lore actuelle.
Mammifèreg ongu-lés. - Squales.
HPÉ
E.zir FlgEiBEË3ÊE;Élrl(D
êxMammifères taPiri'dés et porcinés.
Saurieng gigantes-ques. Oiseauxe1 Poissons.
Potits MarsuPiatx,
t
Grands reptiles aqua-tigues. -
'lor mam-mifère : Ificrol,es-tes amti'qrtrt's,
tro,oe
ôÈotqBtr@
Èlot€atoB(D(+
Èoaa
oqFltotr9.a
IE'IPlc+il
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td@.
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ChôEoGa'
FEopci(D
.@
Magnolias. Pla-taneg. Saules.Figuiers.
App*iti"" 4"fpremlers ve-gétaux tnono-cotylédones.
Labyrinthoil'om.Cheirotheîium,
Fougères arbo-rescentes.
Pateominù,E. - Pro-) A$lroosur"s rabou'etwctwshorriitws.
t F Ë | gries.
Premiers reptiles. -Productus.- Der-niers trilobites. -lnsectesabondants.
Cryptogam e rvascurarresnombreug6.
Fucus. QuelqresCalamites.
Prédomin. desAlgues. Quel-flue.s LycoPo-diacées.
Pas de ûore.
treaItoÊoTl:r'i
oéra|.(D
!
Poissons hétérocer-ques.- Disparilionrles Graptolithes.
Æ
Graptolitltes, - fii-lobilas.
Prs de faune.
ROCIIES
-
Alluvions.Iles madréporiques.lormation voTcan.
Sables, - Àrg"Ies, calcaireset marnes.
ffiCalcairo d'eaudouce. Sa-bles. et grèsmarrns.
Calcaire gross.Gypse.
Argile plasti-que.
Craie blanche.Sables et
grès verts.Sables femrgi-netur.
ffigraphiquês. -Sables. - Mi-nerais métal-liques.
Schistes et cal-caires ùr gry-phëes. - Grèsgrossrers.
Gypse et sel gem-fn€. - Marnesirisées. - Grèsbigarré.
Grès vosgien. -Ca.lcaires com-pacts. - Grèsrouge.
Schistes bitumi-neux. - Houil-le. - Marbresnoirs. Cat-caires carboni-fères.
Anthracite. -Fi-lons métallifè-res.
S.hitt"t .tgtl. -Roches méta-morphiques. -Filons métal-lifères.
Micaschistè9.Gneiss.
TERItAINS
T. Quaternairo.
U)14
t{F{
r4HE,
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CÀRBONIIÈRE
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TABLËAU gÉNËNNI DE LA COIUIPOSITIO]I DES TEFRAIilS
ROCEESêruptives
Laves.Tufs.
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rocheséruptives
-Période
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Fin deséruptionspgrphy'nques.
ÉruptiouporphY-riqucs.
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NorroNs cÉnÉnALES
D'AGRTCIJLTTJRE
I. Nature du sol.f .- ^L'Agriculture ; définition. - L'Agreculture ov culture du sol
est I'ensemble des travaux qui ont pour but de faire produire à laterre Ies meilleures récoltes, avec Ie moins de frais poriible.
2. Sol. - Le sol, uëgétat est une couche de terre meuble danslaq-uelle les plantes fixent leurs racines et puisent leur nourriture.
On appglle couche q,rable _la partie qui esf remuée par les instru-
ments de labour, et sous-sol,la partie prus profonde.Le_ sol, comme les plantes,. com-prend une partie organiq ae,l, hurnu6,
résultant de la décomposition des _ végéhùx ; et rrîe pï*tie inorga-
nique ou minérale, plus considérablel composée surtôut de saËIed'argile et de calcaire. ' ' - vwvwv
'
8. Classiûcation des terraing. - Selon la prédominance deséléments du sol r ort distingue les tercains sabtônneu,{p, argi,leuæ,cal,cq,ir es et limoneu,æ,
Le sable ou silice ,_u g"ain plus ou moins grossier, forme la basesolide de la plupart des sols, èt leur donne un caractère de rudesseau toucher.
Lorsqu'un sol contient au moins 60 o f o rle sable, il est dit sablon-
neu,fi, Ce terrain est léger, sans consistance ; il sècire et s'épuirÀ "upi-dement.
L'argr,le ou te_rce g_laise, dont la base est l'alumine, a des propriétéscontraires à celles du sable : elle donne de la consistanôe àu sot.Les terrains a'rgi,leuæ contiennent au plus E0 à 40 olo d'argile; ii,sont gras, compacts, humides, et donnent d'abondantes récolteslorsqu'on les sature d'engrais.
Le calcaire divise le sol, le réchauffe et active I'action des engrais.Les terrains calcaires contiennent de b0 à g0 o/o de carbonate ae cËaux.ils perdent facilement leur humidité et nécessitent des fumures frélquentes.
Les lr'mons ov a,lluaions sont des terres déposées dans les partiesbasses des con_tinents, plaines et vallées, pur les eaux marines ouIluviales, soit dans lï t._*ps géologiques, ioit dans lestemps aetuels.I.es limons sont généralement feriitôs et d,'"nr culture avântageûse.
NorroNs cÉxÉnelus DtAcRTcuLTURE 553
L'hutnus naturel, est une substdnce noirâtre, légère et spongieuse,résultant de la décomposition sur place des plantes et des feuillesd'arbres.
L'humus d'ouæ formé dans les sols cultivésr pâr la décompositiondes engrais, est riche en principes azotés et minéraux ; c'est la partienutritive du sol arable. L'huntus acide résulte de la décompositiondes plantes marécageuses et des bruyères.
Une terre franche est celle qui contient, en proportion convenable,les quatre éléments du sol ; soit environ 5 à 10 o/o d'argile, 50 à 60 o/o
de silice,l6 à 30 o/o de calcaire et 5 à 20 olo d'humus. Cette terreconvient à toutes les cultures.
4. Sous-sol. - Le sous-sol est Ia couche de terre , de sable o depienes, qui se trouve immédiatement au-dessous du sol labouré. Lessous-sols deviennent très utiles quand ils peuvent corriger le sol pardes propriétés contraires aux siennes. Ainsi un sous-sol sablonneux,tourbeux, ou schisteux, corrigera I'excès d'humidité d'un sol tropargileux, et réciproquement.
II. - Amendements et engrais.
5. Nécessité des amendements et des engrais. - Le sol; pourêtre productif, doit être cornposé d'un mélange intime d'humus, desable, d'argile, de calcaire et autres substances, dans certaines pro-portions. Ce mélange n'étant pas toujours l'æuvre de la natureI'homme y supplée au moyen d'amendements el d'engrais.
L'amendement prépare physi,quement le sol à produire, et I'engraisle dispose chimiquement à nourrir la plante.
6. Amend.ements. Les amendements sont ordinairement dessubstances minérales que I'on ajoute au sol, non pas précisémentpour noumir la plante, mais dans le but d'améliorer ou de changerla constitution physique du sol, soit en donnant du corps aux terrestrop légères, soit en ameublissant celles qui sont trop fortes, soiten neutralisant les principes acides qui nuisent à la végétation, soitenfin en provoquant la solubilité des engrais.
On peut diviser en quatre classes les substances employées commeamendements :
1o La chauæ.' elle rend les terres argileuses moins compactes. pluschaudes, et hâte la décomposition des engrais.
)o La mcrrne .' mélange d'argile et de calcaire r pmployé dansles terres argileuses.
3o Les calcaires rnarins .' vases draguées, sables de la mer, coquil-lages, etc., qui sont utilisés sur les côtes.
4o Les cend,res et le plâ,trerpropres surtout aux prairies naturelles
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554 N6TI6NS sUR IrEs scIENcEs PIIYSIQUES ET NÀTURELLES
et artificielles. Ces substances servent aussi d'engrais par la potasse
et Ia chaux qu'elles contiennent.
Z. Engrais. - On désigne sous le nom ù'engrais_ tous les débrisanimauf et végétaux qui peuvent restituer au sol les substances
enlevées par les récoltes, et qui sont nécessaires à la productionde nouvelles cultures.
Les meilleurs engrais sont ceux qui renferment proportionnelle-ment, au poids, le plus d'azote, de pluosphore, de potasse et de chauæ
diversement combinés et solubles.D'après leur origine, on peut distinguer quatre sortes d'engrais :
aruimauæ, uég é tantæ, rni,ætes, chomiques.
g. Engrais animaux. - Ils sont riches surtout en azote, acide
phosphorique et potasse I ils comprennent :
{.0 Les d,éjectr,ons humar,nes. - Recueillies ord.inairement dans des
tonneaux recouverts de paille, puis desséchées à I'air libre et mélan-gées avec de la terre : elles constituent la poudrette -qut, à c.ause
iu ru décomposition rapide, est employée au moment d.es semailles.
2o L'engrar,s flamand,, formé des déjecti,ons solides et liquides,désinfectées par du plâtre ou du sulfate de fer' On le répand au
pied cles plantes au moment de la végétation.
go La colom,bine oa excrément de volaille : engrais très riche en
azote et en acide PhosPhorique.
4o Le guq,no du Pérou, plus riche encore que le précédent en azoTe'
et en acide phosphorique, mais qui devient rare.
bo Les o$ , le s&ng, les por,Ls, les plumes, les cornes et chairsdesséchées d.es animaux.
9. Engrais végétaux, verts et secs. lo On utilise comme
cngrar,s ierts .' le sarrasin, le trèfle rouge, les pois, le lupin blanc,la iuzerne, la vesce I toutes plantes riches en azote et qu'on enfouit
à l'époque de la floraison.
2o Les engrais secs les plus connus sont les varechs, les feuillessèches, les 6ruyères, les tourteaux, les marcs et les cendres de bois.
C.O. Engrâis mixtes. - Ces engials, formés des déjections solides
et liquidàs des animaux , mêlées à la litière, sont aussi appelés
fumiàrs d,e ferme. Il! sont excellents parce qu'ils contiennent de
i'acide phosphorique, de I'azote et de la potasse.
Le pûrinôojuJ de fumier est une des substances les plus riches
en principes fertilisateurs.
llll. Engrais chimiquos ou commerciaux. - Ils agissent.spécia-lement pâr l'acide phosphorique I'azote ou la potasse qu'ils con-
tiennent. On les divise en trois classes : phosphatés, azotés et potas-
siques,
NorroNS cÉNÉn.q,rus D'ÀGRIcuLTURE 555
.{o Les engrais phosphatés comprennent les phosphates _orga-uiques : os verts, noir animal I les phosphates naturels, noclules ,sables, coquilles, faluns I les scories'fournies par les usines métal-lurgiques; Ies superphosphates qui résultent de la transformationdes phosphates naturels insolubles en phosphates solubles parI'acide sulfurique.
2o Les engrais azotës, comme le sulfate d,'ammonium que I'onextrait des eaux-vannes, et qui contient 20 olo d'azote. L'azotate desodium (Pérou, Chili), et I'azotate de potassium ou salpêtre.
3o Les engrai,s Ttotassiques, comme le sulfate et le carbonate depotassium qui sont contenus dans les eendres de bois et le fumier.
En dehors des amendements et des engrais , les assolements sontde nature à améliorer les terrains.
IIf. - Assolernents.lI2. Définition. - L'assolentent consiste à partager un terrain en
soles, ou portions, destinées à produire alternativement les mêmesrécoltes.
Si l'on cultive plusieurs fois de suite la même plante dans lemême terrain, elle épuise ce temain en I'appauvrissant des élémentsspéciaux qu'elle tire du sol, et malgré les fumures , la récolte dimi-nue d'une année à I'autre : il v a donc nécessité d'alterner les cul-tures.
13. Sortes d'assolements. L'assolement peut être biennal,,triennal, quadriennal, quinquennal, etc.
-Datrs un assolement triennal , or pourrait répartir ainsi lesrécoltes :
1," onmëe 2o année 3" amnëe
blélavoineltronutl avoinelt.on*fnre trèflelHelavoinetlDatrs les assolements, on fait succéder, aux çtlantes épuisantes
comme les céréales, qui laissent le sol couvert de parasites végétauxet d'insectes, les pl,antes améliorantes .' le trèfle, la luzerne qui enri-chissent le sol de débris organiques. Aux plantes sali,ssanfes, tellesque les céréales qui facilitent la croissance des nielles, coquelicots,ivraies, etc., on fait succéder les plantes nettoyantes telles que lapomme de terre, la betterave, etc., {ui réclament des sarclages etdes binages.
f)eux autres modes d'assolements sont aujourd'hui peu employés :la jachère et la terre en friche.
Une terre en jachère ne porte aucune récolte pendant un ou deuxans, mais reçoit des labours et des engrais qui la préparent à larécolte de I'année suivante. Une terre en friche ne reçoit aucunlabour.
556 NOTTONS SUh rES SCTENCES PHYSTQUES Er NATURELLES
IV. - Assainissement du sol. ,
L&, Prooédés d'assainissemeut. Pour produire convenable-ment, les terrains ont souvent besoin d'être assainis. On y parvientpat l' irm,g ation, Ie dr ai'n&g a, le déb oisement, l' épi,em ement,
116, Imigation. - L'r,rcr,gationconsiste à capter une eau couranteet à la conduire par des rigoles, de manière qu'elle se répande surun terrain pour I'arroser à volonté,
16, Drainago. - Le drai,nûge consiste à débarrasser un terraindes eaux courantes ou stagnantes qui I'envahissent r otr creusant desfossés et des rigoles pour les faire écouler. Les fossés ouverts nedonnent qu'un assainissement superficiel et imparfait. Il est préfé-rable tl'employer des d,t'ains ou tuyaux, ajustés bout à bout, et recou-verts d'une couche de pierrailles.
,.7. Déboisement. On' dëboise un terrain lorsque les arbresmaintiennent le sol trop frais en empêchant I'air, la lumière et lachaleur d'y parvenir. Toutefoi.s le déboisement des montagnes est unproeédé désastreux : il produit le ravinement du teruain et la dénu-dation des roches sous I'action de la pluie et des torrents.
18. Épierrement. - Les piemes qu'il faut surtout enlever sontles rochers à fleur de terre au milieu d'un champ. Quant aux pier-railles qui se rencontrent dans les terres légères, elles sont plut,ôtutiles que nuisibles.
V. Labours et instruments aratoires.
lg. Utilité des labours. - Les labours consistent en une série
d'opérations mécaniques ayant pour but de préparer le sol à recevoirdes cultures.
Ils rendent le sol plus prod.uctif, car {.o ils I'aèrent et I'ameu-blissent : ce qui permet aux raci.nes d.'absorber les gaz de I'atmos-phère et de faciliter le travail 'des microbes nitrifiants I 2o ils lenettoient, en détruisant les plantes nuisibles ; $o ils rêcouvrent les
semences et les préservent contre les oiseaux et les intempéries I4o ils servent à enfouir les engrais.
20,. Instrumentg aratoireg. -- Les divers travaux clu sol
enrploient trois genfes d'instruments : 1o la chamue, la bêclte et lahoue;2o la herse etle rdteaur' 3o les rou,leaucæ.
21. Charrue. - La charcue., pour les champs, et lu bêche, pounle jardin, coupent par tranches la couche arable du sol, la retour-nent ou la déplacent en la brisant le mieux possibler etr rnême tempsqu'elles enfouissent les engrais.
NorroNs sÉNÉnel,ss D'AGRIcULTURE 557
Les principales parties d'une charrue sont :
{o Les pr,èces d'assenxblage : l'd,ge ou pièce principale, Ie sep quifait suite au soc et glisse au fond du sillon, et le talon qui ter-mine le sep I
2o Les pièces d,e d,r,rection .' les tnancherons, les roues, le rëgula-teur qui permet de ereuser plus ou moins profond;
3o Les pièces de trauail : le coutre ou couteau qui tranche la terreen avant du soc ; le soc, coin triangulaire à pointe ef{ilée, qui tranchela terre horizontalement, et le aersotr, qui repose sur le s€p, retournela terre et ouvre le sillon.
Parmi les charuues : on distingue, l'aratre ou charrue sans roue,les charrues Brabant sr,mple et double, la chamue fouilleuse,les butteu,ses,les blneuses et amacheuses de pommes de teme, etc.
22. Herge. - La herse se compose d'un châssis à une ou plusieurspièces, munies de fortes dents qui déchirent le sol déjà labouré, etachèvent son ameublissement en émiettant les mottes de terre,
28. Rouleau. - Le rouleau est un cylindre en bois, en pierre ouen fer, d'une ou plusieurs pièces, muni de tourillons'et d'un châssisd'attache pour la traction. Il écrase les mottes dures, resserre le soltrop léger ou soulevé par les gelées, et rechausse les plantes.
Il y a des rouleaux unis et des rouleaux à surface cannelée ouarmée de dents (croskills).
VI. - Semis et récoltes.
24. Gonservation des graines. - Pour conserver les graineset leur éviter les moisissures, la fermentation ou les ravagesdes insectes, il faut les mettre en petits tas et les remuer sou-vent.
On emploie aussr très avantageusement : 1o le chaulage, qui con-siste à saupoudrer la graine avec de la chaux éteinte, après I'avoirpréalablement mouillée12o le ai,triola,ge, gui consiste à verser surles grains une dissolution de vitriol bleu (sulfate de cuivre) ou devitriol vert (sulfate de fer)1 3o le pralinage, qui consiste à brasser lagraine avec un mélange intime de chaux, de phosphate et de pou-drette. Le grain est ainsi prés€rvé de la carie et du charbon ; ilgerme mieux et trouve une nourriture toute préparée.
25. Semailles et semis. Les ensemencements dans lesgrandes cultures portent le nom de senzailles, Les semis appar-tiennent plus spécialement au jardinage. On sème à la aolée, enIr,gnes ou en poquets.
Avant de semer, il faut débarrasser le terrain des mauvaisesracines et des mauvaises herbes qu'il contient, I'ameublir par des
A.
A,'
558 NorroNs suR rE; scrENCEs pHysreu'S ËT NA,T'RELLE*
hersages ou d.t roulages, et tui avoir donné préalablement lesengrais nécessaires.
26. Réçoltes. - La récolte consiste à recueillir les fruits de Iaterre.-Elle prend Ie nom de moi,sson pour les céréales 1 fenaisonpour le foin 1 aendange po_ur le raisin ; cuei,ttette pour i.l fruits ;arrachage povr les tubercules et les racines.
27. Instruments pour la moisson, - Les principaux instru-ments employés pour la moisson sont : la faux, lâ faucille, la sape ,et surtout les moissonneuses lieuses. Pour dégager les graines^ deleur enveloppe, on emploie le fléau, Ia batteurà-iarreoseile oan outarare.
Vff. - Principales cultures.
28. Les_ prin_cipalcs cultures sont celles des céréales, des plantessarclé_es, des plantes fourragères et des plantes industrielles. La cul-ture de la vigne porte le nom d,e ur,ti,culiure,
' 29, Céréales. - Parmi les céréales on distingue : le blé ou fro-ment, le seigle, I'avoine, I'orge, le mais , le sorfho , le sarrasin , lemillet.
3O. Plantes sarcléeg. - Les plantes sarclées ne croissent quedans une terre bien nettoyée, à ïorte fumure I elles demand.errt lebinage et le buttage.,Les principales sont : la pomme de terre, labetterave, la carottè, les nivets, ies raves, les chàux, etc.
S{.. Plantes fourragères. On appelle ainsi celles qui sontdestinées à la nourrituie des animaux.
On les récolte pour la plupart dans les prai,ri,es,Il y a des prairiesnaturellgs et des prairies artificielles.'Les prai'ries naturelles perm&nentes sont situées en sol hurnide
ou sur le bord des eaux. Elles produisent surtout des graminées, lepâturin, la llouve, le vulpin, la fléore, le fromental, etc.
--Les prai'ries arti,ficiettes sont formées cte plantés légumineuses :
elles demandent perr d'entretien et améliore-nt le sol". on y cul-tive : la luzerne, la minette, le sainfoin , les trèfles, etc.'
32. Plantes industrielles. - Les plantes ind,ustri,elles sont des-tinées à être transportées en dehors de la ferme pour être transfor-mées en produits industriels.
- On peqt les diviser en trois classes : {.o les plantes teætiles .. lin,
chanvre-, ramie;_20 les plantes tcnctori,ales.. gaànce, safran, gaude,pastel' indigo I 3o les plantes oléagineuses.. olivier, æilletter-coIza,navette, moutar{e.
t
NorIoNs eÉNÉnerns D'ÀGntcuLTURE 559
83. Viticuliure. - La ar,gne se reproduit par - sernis , bouture ,
marcotte et greffe. La tege â'ott vignôble reçoit chaque année des
il;;;r, des"binages et des fumurei. Il faut entretenir Ia vigng eln
état de porter deJ fruits, par la taille, le palissage , et prévenir le
ravage des maladies par des traitements spéciaux.--1,àË
principaux de c-es traitements sont : le soufrd,ge contre I'oidium,
le sutiatage'à la bouillie bordelaise contre le mildiou, le black rot et
le white rot.Pour prévenir les vignobles des ravages du phylloæëra, on greffe
la vigne sur des plants américairos dont les racines sont suffisam-
menf résistantes aux ravages de cet insecte.
VIII. Horticulture.
gL, Définition. L'Horticulture est I'art de cultiver les iar'dins et de leur faire produire des légumes , des fleurs et des fruits.
On appelle aussi la culture des légumes. culture nt'araîchère, parce
qu'u,rtr.fois les environs des grandes villes étaient des marais que
le travail des jardiniers a convertis en riches potagers.
Bb. Bêchage. - Le bêchage, ou labour à la bêche, est le meilleurpoo* un jardln. Il se pratique pen$agt toute I'année, aussi profon-
hément que possible, dès qu'une récolte est enlevée.
36. Binage. - Le bi,nage, ou labour à la bi'nette, à, lt h-oue,
consiste à imeublir la couèhe superficielle d'un terrain déjà planté
ào .u*e, afin de la renclre perméable aux gaz atmosphériquesr et lui
conserver sa fraîcheur.
g7. Sarclage. Par le sar"clage on fait disparaltre les mau-
vaises herbes- qui croissent parmi les Jeunes plantes et à leurs
dépens. On sarile à la maen, âu sarclotr oa à la br,nettc. Rd'tt'sser
unï altée, c'est la nettoyer ou la sarcler avec la rd'tr,ssoire,
88. Buttage. - Butter, ic'est amonceler de Ia terue autour de
la tige des plântes, soit pour les mettre à l'abri de la geléer soit pour
favoiiser l'émission de nouvelles racines, soit pour blanchir ou étio-
ler leurs feuilles.
Bg. Semis. Les semr,s demandent une terre bien préparée,
meuble, fraîche , peu humide. Une terre labourée depuis que_lques
jours viut mieux qu'une terre récemment remuée, surtout si elle est
légère.
l*O. Repiquage. Le rep't'quage consiste à transplanter à
clemeure dèsleunes plantes qui ont été semées sur couche ou même
en pleine terre. Ceriaines espèces, Côiiiihê les choux, les poireaux,les ialades, gagnent à être repiqriées.
t-,".."
560 NorroNs suR LEs scrnNcEs pnysreuus ET NÀTURELLEs
lLlL. âbris. On entend par abri tout ce qui peut préserverles plantes des vents froids , des pluies battantes, des gelées ou deseffets d'un soleil ardent. Tels sont les murs, les haies, les brise-ventsformés de rangées d'arbres, les paillassons, les couvertures.
r*2. Cloches, - Les cloclaes servent à abriter les jeunes plantesqui craignent les variations de la température, surtout ari prin-temps.
Les cloches sont ordinairement en verre ; les cloches obscures sontdes pots de teme, des paniers en jonc, etc.
&3, Couches. - Les couches sont des lits de fumier , recouvertsde terreau , et servant aux semis. La fermentation des substancesanimales et végétales qui les composent produit une chaleur d.ouceet de longue durée r êr même temps qu'elle exhale une certainehumidité, propre à favoriser une rapide végét4tion.
tLrL, Châssis et bâches Sur les couches chaudes r oh posegouvent un chdssis en bois , espèce de coffre sans fond, supportantun panneau vitré qui s'ouvre et se ferme à volonté. Lorsque lechâssis est très élevé, oD le nomme bd,che.
lLia. Réchauds. On appelle ainsi le fumier gue I'on tasseautour des couches, afin d'y conservef la chaleur pendant les grandsfroids.
&6. Serres. Les serres sont des constructions peu élevées,à toiture vitrée, exposées de manière à recevoir les rayôns du soleilpendant la plus grande partie de la journée. Elles entretiennent lesplantes dans une végétation vigoureuse et continuelle.
On distingue les serces chaudes (20 à 30o ) , les serces tempérées(M à 20" ) I les semes froides, comme les crangeries, qui serventseulement à garantir les plantes contre les gelées.
47. Taille des arbres. - La ta,r,lle des arbres fruitiers a pourbut de les débarrasser des branches inutiles , de leur donner uneforrne agréable, et d'en obtenir des fruits plus gros et meilleurs.
3/l 035. - Tours, impr. Mame.
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