La correspondance inédite du géomètre Gaspard Monge (1746-1818)

La correspondance inédite du géomètre Gaspard Monge (1746-1818)


Monge expérimentateur ingénieux et acteur de la Révolution de Lavoisier

Dans la lettre à Marey du 10 Pluviôse an IV (30 janvier 1796), Monge  fait le récit d’une expérience faite en public sur les aérostats en 1783. Avant même de décrire l’événement qu’il veut produire en modèle, Monge commence par exprimer l’intensité de l’effet que cela a produit sur lui en marquant le peu de disposition à l’enthousiasme qu’il avait le 1er décembre 1783 au jardin des Tuileries lorsque, soucieux au sujet de la santé de sa jeune fille Adelaïde,[1] il assiste à l’ascension du premier ballon à hydrogène.

À la fin du mois de décembre 1783, dans un rapport signé par Lavoisier et fait à l’Académie sur la machine aérostatique de MM. De Montgolfier[2], on apprend qu’à la réception du procès-verbal de l’expérience des Montgolfier faite à Annonay le 5 juin 1783, l’Académie nomme de La Rochefoucauld, Le Roy, Condorcet, Tillet, l'abbé Bossut, Lavoisier, Brisson, Berthollet et Coulomb pour examiner les effets d’une machine aérostatique.[3] Monge est mentionné en tant que membre de la Commission dans une note ajoutée par l’éditeur des mémoires de l’Académie en 1865.

Lavoisier dans une note lue à l’Académie des sciences le 23 novembre 1783, exprime la puissance de l’effet produit par l’ascension des ballons sur le public. Les travaux sur les aérostats marquent si fortement tous les publics à l’intérieur et à l’extérieur de la France que Lavoisier souligne le rôle de l’Académie dans la diffusion et le soutien de recherches qui permettent un rayonnement de la France au travers d’une réalisation de la science.

L'Académie, relativement aux machines aérostatiques, a répondu à la confiance du roi et à l'attente du public. Cette découverte a fait trop de sensation à la cour, à la ville, à l'étranger, pour que l'Académie puisse se dispenser de donner une sorte d'appareil et de publicité aux recherches dont elle doit s'occuper. [4]

La dimension publique et politique de la science se perçoit dans la réception de ses réalisations non seulement par la cour et par le peuple mais aussi par l’étranger. En conclusion de son rapport, Lavoisier invite l’Académie à aider le financement des recherches des frères Montgolfier pour finir d’en confirmer la portée décisive en soulignant les nouvelles perspectives pour le futur.

D'après cet exposé, que nous craindrions d'avoir trop étendu si l’importance du sujet ne l'avait exigé, nous croyons que l'Académie a pu prendre une juste idée de la machine aérostatique de MM. de Montgolfier, de la cause par laquelle elle se soutient en l'air, enfin de ses différents effets. Nous pensons, en conséquence, qu'elle ne peut approuver d'une manière trop distinguée cette machine, dont elle a déjà vu des expériences si propres à donner les plus grandes espérances sur les applications qu'on pourra en faire dans la suite. Et, pour donner à MM. de Montgolfier un témoignage encore plus marqué de l'estime que mérite une découverte si heureuse, nous proposons que l’Académie leur décerne le prix annuel de 600 livres, fondé pour les découvertes nouvelles dans les arts (par une personne inconnue), comme à des savants auxquels on doit un art nouveau, qui fera époque dans l’histoire des inventions humaines.[5]

Enfin, la portée politique des expériences de Montgolfier se traduit par le fait que l’État se substitue à l’Académie pour le financement des recherches et de la construction d’un appareil. Est ajouté en note au rapport de Lavoisier :

L'Académie, toujours empressée à favoriser les progrès des arts et des sciences, avait en effet décidé que les expériences de la machine aérostatique de MM. de Montgolfier se feraient à ses frais ; mais le gouvernement, ayant senti depuis l’importance de cette découverte, et que ces frais pourraient être trop considérables pour l’Académie, s’est chargé de toutes les dépenses que l’on a faites à cette occasion. [6]

L’investissement de l’état dans la recherche scientifique rend sensible l’élargissement du public auquel s’adresse la science mais aussi cela marque la reconnaissance de l’utilité d’un progrès dans les sciences pour la nation. Avec les aérostats, la science s’inscrit dans l’espace public. Lavoisier dans une première partie forme une histoire des recherches autour de l’aérostat depuis Bacon jusqu’à l’expérience des Montgolfier le 5 juin 1783. Il précise que les membres de l’Académie sont tenus au courant dès 1782 des évolutions des travaux des Montgolfier grâce à une correspondance échangée entre le plus jeune des frères Montgolfier et un membre de l’Académie, Desmarets :

Au reste, les preuves de tout ce que nous venons de rapporter résultent des lettres que M. de Montgolfier le jeune a écrites à l'un de nous, M. Desmarest, et dont plusieurs sont même de l'année dernière 1782. Nous les mettons sous les yeux de l'Académie. [7]

Lavoisier reprend ensuite l’objet principal de son mémoire, les expériences dont les membres de l’Académie des Sciences ont été témoins. Du mois de juin au mois de décembre 1783, de nombreuses expériences publiques et officielles se multiplient. Lavoisier les décrit successivement dans son rapport. Le 12 septembre 1783, la machine s’élève, mais le ballon fait de papier ne résiste pas à la pluie.[8] Le 18 septembre 1783, une nouvelle machine est construite et essayée en préparation de l’expérience prévue le lendemain 19 septembre, à Versailles devant le roi et la cour.[9] L’ascension du ballon fait chaque fois une grande impression sur le public et sur les membres de l’Académie.

Là on vit, en moins de dix minutes, et en brûlant seulement 80 livres de paille et 7 ou 8 livres de lainages, la machine se soulever, se développer d'une manière qui frappa d'étonnement tous les spectateurs, et partir et monter ensuite à une hauteur de plus de 240 toises, quoique chargée de plus de 200 livres de poids étrangers. [10]

Dans son mémoire destiné aux savants, Lavoisier décrit l’effet produit par les aérostats sur les spectateurs. Lui-même exprime son enthousiasme en le justifiant. Il souligne le peu de quantité de matière nécessaire pour le fonctionnement du ballon par rapport à l’altitude atteinte et le poids soulevé. Il exprime l’importance de ce type d’expériences pour construire une image positive de la science auprès du public et il retrace le déroulement des expériences semblable à une cérémonie.

Nous devons ajouter, pour l’honneur des sciences, que jamais expérience ne se fit avec autant d'éclat et autant de pompe, et n'eut d'aussi illustres spectateurs, ni en plus grand nombre. Avant l’expérience, le roi se rendit dans le lieu où la machine aérostatique était établie, passa sous l’estrade, dans l’endroit où était le réchaud, pour voir les préparatifs, et se faire expliquer par M. de Montgolfier les moyens qu'on allait employer pour développer cette grande masse, si informe pour le moment, et la faire élever et monter dans les airs ; la reine et la famille royale suivirent l’exemple du roi.[11]

Lavoisier précise la valeur du public des ascensions des aérostats d’un point de vue quantitatif et qualitatif. Pour les membres les plus distingués du public le spectacle est accompagné d’un discours explicatif du phénomène et du dispositif expérimental. Les expériences continuent avec un plus grand ballon le 15 octobre 1783. Cette dernière expérience qui emporte avec lui Pilatre du Rosier[12] démontre l’utilité et la nouveauté de telles recherches et de telles découvertes en transportant non seulement des choses mais aussi des hommes.

Des expériences de cette nature, et que nous avons cru par là devoir exposer en détail, étaient bien propres à convaincre de la possibilité d'employer sans danger cette machine à transporter des hommes, surtout quand on se rappelle comment, dans l'expérience de Versailles, la machine tomba doucement, quoique d'une hauteur de plus de 200 toises. Aussi M. de Montgolfier, qui nous paraît n'avoir procédé, dans tout ce qu'il a entrepris à ce sujet, qu'éclairé par la théorie et appuyé par la pratique, ne fut-il plus incertain sur la possibilité de transformer son aérostat en un véritable char aérien ; mais il fallait qu'on en fît l'expérience, pour consacrer à jamais cette découverte, et cette expérience a été faite le 25 du mois dernier. [13]

Lavoisier décrit la méthode employée par les Montgolfier dans leur recherche en soulignant l’importance de deux mouvements de recherche l’un théorique et l’autre expérimental. Lavoisier confirme avec cette remarque que les recherches sur les aérostats des Montgolfier répondent aux critères d’une démarche scientifique. Une autre expérience préparée comme un événement public a lieu le 25 novembre 1783 aux jardins de la Muette devant Mgr le Dauphin, la cour et la foule :

Ce fut dans les jardins de la Muette, devant Mgr le dauphin, accompagné de toute la cour, et environné d'une foule de spectateurs ; le temps étant des plus favorables, on vit partir, vers 1 heure ¾, l'aérostat de M. de Montgolfier, monté par M. le marquis d'Arlandes et par M. Pilatre du Rosier […]. Mais il serait inutile de pousser plus loin ce détail, l'Académie ayant entendu de la bouche même de M. le marquis d'Arlandes le récit de ce voyage, qui sera à jamais célèbre chez la postérité, comme le premier que les hommes aient osé entreprendre à travers les airs.[14]

À l’issue de ce vol est formé un témoignage sous la forme d’un récit de voyage. Le marquis d’Arlande offre un instrument supplémentaire de diffusion de la découverte scientifique et de publicité des expériences auprès de ceux qui n’ont pas assisté au spectacle scientifique. Succèdent aux spectateurs les lecteurs. Malgré toute la réussite des travaux des Montgolfier, l’explication du phénomène reste délicate.

Il est naturel de demander ce qui se passe dans cette combustion, et si c'est par l'effet de gaz plus légers que l'air atmosphérique, dont elle occasionne le dégagement, que l'aérostat parvient ainsi à s'élever. Nous pensons qu'il serait fort difficile, pour ne pas dire impossible, de déterminer exactement la nature et le nombre des différents gaz ou vapeurs qui se développent dans cette combustion […].[15]

Il semble difficile encore pour les savants en 1783 de rendre compte de ce qui se passe lors de la combustion des différents matériaux dans le ballon en expliquant les propriétés chimiques et physiques des gaz produits et en établissant leurs relations.

[…] nous nous bornerons à faire observer, comme un fait certain, qu'au moment où la nouvelle de l’expérience d'Annonay arriva ici, les physiciens et les chimistes, instruits de la théorie des nouveaux airs, indiquèrent d'une voix générale l'air inflammable comme pouvant être celui que MM. de Montgolfier avaient employé pour enlever leur aérostat, et sur la nature duquel ils ne s'expliquaient pas.[16]

Selon Lavoisier, seuls les chimistes ralliés à la théorie des nouveaux airs s’expriment d’une seule voix pour identifier dans l’expérience des Montgolfier l’air inflammable[17] (l’hydrogène), comme étant l’air qui permet au ballon de s’élever sans pour autant comprendre la nature de ce gaz. La question de l’air inflammable est une question déterminante dans les recherches de Lavoisier et selon le chimiste Berthelot[18] elle est directement liée à la découverte de la nature composée de l’eau.

La connaissance de la composition de l’air avait permis à Lavoisier d’expliquer les phénomènes de la combustion, ainsi que la formation des oxydes et des acides, et la respiration, d’après les idées mêmes que nous exposons aujourd’hui. Cependant elles n’avaient pas porté la conviction dans l’esprit de ses contemporains ; de grands doutes subsistaient, en raison des propriétés et des conditions d’origine du gaz hydrogène, récemment découvert, ainsi que l’ignorance où l’on était alors de la composition de l’eau.[19]

La question de l’air inflammable est posée par Lavoisier dés la première ligne d’un de ses mémoires lu à l’Académie des Sciences à l’automne 1783, intitulé « Mémoire dans lequel on a pour objet de prouver que l’eau n’est point une substance simple, un élément proprement dit, mais qu’elle est susceptible de décomposition et de recomposition ». [20]

Y a-t-il plusieurs espèces d’airs inflammables ? ou bien celui que nous obtenons est- il toujours le même, plus ou moins mélangé, plus on moins altéré par l’union de  différentes substances qu’il est susceptible de dissoudre ? C’est une question que je  n’entreprendrai pas de résoudre dans ce moment ; il me suffira de dire que l’air  inflammable dont j’entends parler dans ce mémoire est celui qu’on obtient, soit de la décomposition de l’eau par le fer seul, soit de la dissolution du fer et du zinc dans les  acides vitriolique et marin ; que, comme il paraît prouvé que, dans tous les cas, cet air  vient originairement de l’eau, je l’appellerai, lorsqu’il se présentera dans l’état  aériforme, air inflammable aqueux, et, lorsqu’il sera engagé dans quelque  combinaison, principe inflammable aqueux.

Il semble difficile de comprendre et de déterminer avec précision la nature de l’air inflammable tant que l’on n’a pas prouvé que l’eau n’est pas un élément. Réciproquement, la question de la composition de l’eau ne peut pas être posée tant que l’hydrogène demeure inconnu.[21] La découverte de l’hydrogène par Cavendish en 1767 ne suffit pas puisqu’en 1778 le chimiste Macquer affirme encore que l’eau paraît une substance inaltérable et indestructible. Dans ce cadre la formation de l’air inflammable était inexplicable et la seule conséquence qui est tirée de ses conditions de production par la réaction des acides sur les métaux est que l’air inflammable est le vrai principe inflammable des métaux. Le chimiste Berthelot à partir des registres de laboratoire de Lavoisier remonte jusqu’en 1774 pour le récit de ses recherches sur le produit de la combustion de l’hydrogène.

Dès le mois de mars 1774, il écrivait dans son registre de laboratoire « J’étais persuadé que l’inflammation de l’air inflammable n’était autre chose qu’une fixation d’une portion de l’air de l’atmosphère, une décomposition d’air. Dans ce cas, dans  toute inflammation d’air, il devrait y avoir augmentation de poids. » et il essayait de s’en assurait en brûlant à l’orifice d’un matras l’hydrogène dégagé au moyen de l’acide sulfurique étendu et du fer. L’année suivante, le 8 avril 1775, il se demande ce qui reste, lorsque le gaz inflammable brûle en entier mais trop imbu de la théorie que tout produit brûlé devait produire un acide, il s’attacha surtout à trouver l’air fixe c’est-à-dire l’acide carbonique, dans cette combustion, au même titre qu’il l’avait constaté dans celle des autres gaz inflammables déjà connus ou entrevus : or il ne réussit pas. [22]

Avant de décrire le procédé expérimental du 24 juin 1783, Lavoisier indique dans son mémoire ce qui a conduit ses recherches de la combustion de l’air inflammable à la composition de l’eau. En 1776, il commence à élaborer une procédure expérimentale pour interroger ce que produit la combustion de l’hydrogène.[23]

Les premières tentatives qui aient été faites pour déterminer la nature du  résultat de la combustion de l’air inflammable remontent à 1776 ou 1777. […] j’étais dans l’opinion que l’air inflammable, en brûlant, devait donner de l’acide vitriolique ou de l’acide  sulfureux. M. Bucquet, au contraire, pensait qu’il en devait résulter de l’air fixe. [24]

Lavoisier indique que le résultat de l’expérience faite par lui et Bucquet en septembre 1777 le pousse à continuer ses recherches car il ne permet pas de vérifier sa proposition autour de l’air fixe comme produit de la combustion de l’air inflammable :

[…] nous reconnûmes évidemment  que le résultat de la combustion de l’air inflammable et de l’air atmosphérique n’était point de l’air fixe.  Cette expérience, qui détruisait l’opinion de M. Bucquet, ne suffisait pas pour établir la  mienne : j’étais, en conséquence, curieux de la répéter et d’en varier les circonstances,  de manière à la confirmer ou à la détruire.[25]

Quatre ans plus tard, il effectue des expériences sur la combustion de l’air inflammable et de l’air atmosphérique mais le résultat n’est pas celui attendu par Lavoisier. Dans cette combustion-là, il ne se forme pas d’acide mais de l’eau. Lavoisier précise que les deux airs ne pouvaient pas avoir disparu, et il est alors nécessaire de continuer les recherches autour de l’eau.

Ce fut dans l’hiver de 1781 à 1782 que je  m’en occupai, et M. Gingembre, déjà connu de l’Académie, voulut bien être mon  coopérateur pour une expérience qu’il m’était impossible de faire seul. […] Nous répétâmes deux fois cette expérience. […]Ces résultats me surprirent d’autant plus, que j’avais antérieurement reconnu que, dans toute combustion, il se formait un acide, que cet acide était l’acide vitriolique, si  l’on brûlait du soufre, l’acide phosphorique, si l’on brûlait du phosphore, l’air fixe, si  l’on brûlait du charbon ; et que l’analogie m’avait porté invinciblement à conclure que  la combustion de l’air inflammable devait également produire un acide.  Cependant rien ne s’anéantit dans les expériences ; la seule matière du feu, de la chaleur et de la lumière, a la propriété de passer à travers les pores des vaisseaux ;  les deux airs, qui sont des corps pesants, ne pouvaient donc avoir disparu, ils ne  pouvaient être anéantis : de là la nécessité de faire les expériences avec plus  d’exactitude et plus en grand.[26]

L’apparition de l’eau lors de la combustion des deux airs conduit Lavoisier à mettre en place un procédé expérimental avec de nouveaux instruments qui puissent garantir plus de précision afin d’explorer la question de l’eau dans la combustion de l’air inflammable.

Je fis construire en conséquence une seconde caisse  pneumatique, afin que, l’une fournissant l’air inflammable, l’autre l’air vital, on pût continuer plus longtemps la combustion ; au lieu d’un simple ajutoir de cuivre, j’en fis  faire un double destiné à conduire les deux airs ; des robinets, adaptés à chacun,  donnaient la facilité de ménager à volonté les quantités d’airs : ces deux ajutages, ou  plutôt ce double ajutage, car il n’en formait qu’un à deux tuyaux, s’appliquait à frottement(sic) à la tubulure supérieure de la cloche où devait se faire l’expérience ; il avait été usé dessus de la même manière qu’on use un bouchon de cristal pour  l’ajuster à un flacon.[27]

Les expériences à partir de son nouveau procédé expérimental lui permettent de déterminer une des caractéristiques de l’air inflammable : son poids.

La suite de ce mémoire éclaircira  ce que ce premier énoncé peut présenter d’obscur. Cet air pèse douze fois et demie  moins que l’air commun, lorsqu’il est porté au dernier degré de pureté dont il est  susceptible ; c’est au moins ce qui résulte des expériences que nous avons faites en  commun, M. Meusnier et moi, et qui sont imprimées dans ce volume [...].

L’air inflammable étant plus léger que l’air commun (l’air atmosphérique), les savants reliés à la théorie des airs de Lavoisier peuvent alors former l’hypothèse que lors de la combustion un air plus léger est produit et que c’est lui qui permet au ballon de s’élever sans pouvoir expliquer avec exactitude et précision ce qui se passe lors de la combustion. Les expériences autour des aérostats s’inscrivent dans les recherches conduites alors que la chimie est animée d’un grand débat national et international qui oppose les partisans de la nouvelle théorie de Lavoisier à ceux de la théorie du phlogistique de Stahl.[28] Après avoir décomposé l’air, Lavoisier s’attache à décomposer l’eau. Lavoisier s’attaque à l’idée traditionnelle de la nature élémentaire de l’air et de l’eau. La théorie de Lavoisier repense en de nouveaux termes les entités et les opérations de la Chimie. Au début des années 1780, selon Golinsky, les travaux de Lavoisier n’ont pas encore convaincu l’ensemble des chimistes français, c’est durant les années 1782 et 1783, que sont mis en place les imposants nouveaux dispositifs expérimentaux qui vont permettre le ralliement des chimistes français à la perspective de Lavoisier.[29] Les expériences autour de l’aérostat qui ont lieu à la même époque portent les enjeux d’un débat sur les doctrines qui doivent fonder la nouvelle chimie. Selon les historiennes B. Bensaude-Vincent et I. Stengers la question de l’eau est directement liée à celle des nouveaux airs et elle semble avoir joué un rôle décisif pour la victoire de Lavoisier et de ses nouvelles théories. Selon elles, la goutte d’eau produite lors d’une expérience effectuée le 24 juin 1783 par Laplace et Lavoisier a éteint le phlogistique.[30]

Le compte-rendu de cette expérience fait par Lavoisier dans les mémoires de l’Académie permet de mettre en rapport le développement des recherches sur l’aérostat avec non seulement les recherches de Lavoisier sur les nouveaux airs et ses efforts de démonstration publique, mais aussi avec les expériences effectuées par Monge dans son laboratoire de Mézières. Si Monge n’apparaît pas dans le rapport de Lavoisier en tant que membre de la commission nommée pour les recherches sur les travaux des Montgolfier et ni en tant que membres présents aux séances de la Commission dont les noms figurent dans les procès-verbaux des séances tenues à l’Académie, Monge en tant qu’adjoint géomètre à l’Académie des sciences depuis janvier 1780, est au courant des expériences des Montgolfier dès 1782. De plus Meusnier dont la participation très active est soulignée par Lavoisier dans le procès-verbal de la première séance[31] est un ancien élève de Monge à Mézières. En outre, dans son étude de l’œuvre de Monge en chimie, René Taton décrit les liens scientifiques étroits qu’entretient Monge avec Vandermonde et Lavoisier dès 1777 ainsi qu’une démarche scientifique et pédagogique de Monge orientée vers l’observation et l’expérimentation en chimie.

Dès 1777, nous le voyons expérimenter chez Vandermonde sur la dissolution du sel ammoniac dans l’eau ; sa feuille de résultats porte l’indication d’une série d’expériences nouvelles à entreprendre et un questionnaire relatif aux variations de volume et de densité et aux échanges thermiques qui se produisent lors de la dissolution de solides ou de gaz dans un liquide, de la déshydratation de l’air ou de la précipitation d’un solide par voie chimique. Le 4 février 1777, dans le laboratoire de Lavoisier, il entreprend avec Vandermonde des expériences sur le vide de la machine pneumatique et sur le refroidissement comparé dans objet dans le vide et dans l’air.

L’année suivante, il joint à ses cours de mathématiques et de physique des éléments de sciences naturelles et voit ainsi s’agrandir encore son horizon scientifique ; il délaisse d’ailleurs de plus en plus les mathématiques pour observer et expérimenter. Il est entré entre temps en correspondance avec Lavoisier et le 29 juin 1779, en lui envoyant des échantillons de fluorure de calcium (spath fluorique) extraits d’une mine de plomb des environs de Mézières, il discute des théories de Macquer sur la nature de la lumière obtenue « par le choc de deux pierres de genre vitrifiable » et sur le phosphore et lui donne de bonne nouvelle de ses « nitrières ».[32]

Taton précise que les liens de Monge avec les savants qui s’occupent de chimie ne sont pas qu’épistolaires. Monge élu à l’Académie en 1780, est alors obligé de séjourner six mois à Paris. Cela lui permet de prendre part plus activement aux discussions scientifiques et aux séances d’expériences que les académiciens organisent régulièrement soit à l’Académie, soit dans les salons ou les laboratoires de Lavoisier, Vandermonde ou du président Bochart de Saron. Monge est ainsi tenu au courant des principaux problèmes en discussion, des théories et des expériences à la mode.[33] Dans son récit de la découverte de la nature composée de l’eau, le chimiste Berthelot insiste sur l’intensité et la vivacité des débats et des recherches qui donnent lieu à un développement des échanges entre les savants européens.

Une époque où tous les esprits étaient tenus en éveil par la discussion des théories soulevées par Lavoisier et où les lettres et les communications verbales donnaient lieu à un échange incessant des connaissances positives et des idées controversées.[34]

Le 24 juin 1783, Lavoisier accompagné de Laplace effectue l’expérience de la synthèse de l’eau avec de nouveaux instruments sous les yeux de plusieurs académiciens mais aussi en présence du Roi, et de Charles Blagden de Londres qui apprend aux savants français et aux autres spectateurs que Cavendish a déjà effectué une expérience de combustion de l’air inflammable et qu’il a obtenu un peu d’eau. Si Cavendish pense que la quantité d’eau obtenue est trop considérable pour pouvoir être expliquée par la présence de vapeur d’eau préexistante dans les gaz, il ne tire pourtant pas de conclusion sur la nature composée de l’eau. [35] Lors de l’expérience du 24 juin, Lavoisier et Laplace ouvrent les robinets jusqu’à ce que se forme une flamme belle et lumineuse qui selon eux indique qu’ils ont trouvé la plus juste proportion des deux airs. Les deux savants n’ont pas les moyens de mesurer la quantité libérée d’oxygène et celle d’hydrogène.

dès les premiers instants, nous vîmes les parois de la cloche s’obscurcir et se couvrir  de vapeurs ; bientôt elles se rassemblèrent en gouttes, et ruisselèrent de toutes parts  sur le mercure, et, en quinze ou vingt minutes, sa surface s’en trouva couverte. […] Cette eau, soumise à toutes les épreuves qu’on put imaginer, parut aussi pure que l’eau distillée : elle ne rougissait nullement la teinture de tournesol ; elle ne verdissait  pas le sirop de violettes ; elle ne précipitait pas l’eau de chaux ; enfin, par tous les  réactifs connus, ou ne put, y découvrir le moindre indice de mélange.  Comme les deux airs étaient conduits des caisses pneumatiques à la cloche par des  tuyaux flexibles de cuir, et qu’ils n’étaient pas absolument imperméables à l’air, il ne  nous a pas été possible de nous assurer de la quantité exacte des deux airs dont nous avions ainsi opéré la combustion ; mais, comme il n’est pas moins vrai en physique qu’en géométrie que le tout est égal à ses  parties, de ce que nous n’avions obtenu que de l’eau pure dans cette expérience,  sans aucun autre résidu, nous nous sommes crus en droit d’en conclure que le poids  de cette eau était égal à celui des deux airs qui avaient servi à la former. [36]

Lavoisier dépasse les problèmes posés par le matériel expérimental grâce à l’utilisation d’une règle empruntée à la physique et à la géométrie dans son interprétation de l’expérience. Ce mode de rationalisation des résultats d’expérience et de formation du discours scientifique de la chimie à partir d’une perspective théorique spécifique est un des reproches formulés par les chimistes adversaires de Lavoisier. Le chimiste anglais Keir insiste sur le fait que le savoir de la chimie n’est pas encore suffisamment établi pour utiliser un raisonnement déductif à partir de principes.[37] Lavoisier pour confirmer une partie de son interprétation de son expérience du 24 juin 1783, notamment au sujet du poids de l’eau qui est égal au poids total des deux airs, intègre dans sa démonstration une expérience faite par Monge à Mézières à la même période. C’est Vandermonde, témoin de l’expérience de Lavoisier qui reçoit une lettre de Monge dans laquelle le géomètre explique le procédé expérimental qu’il a utilisé pour la combustion de l’air inflammable et de l’air atmosphérique et par lequel il a obtenu de l’eau.

Nous ignorions alors que M. Monge s’occupât du même objet, et nous ne l’apprîmes  que quelques jours après par une lettre qu’il adressa à M. Vandermonde, et que ce  dernier lut à l’Académie ; il y rendait compte d’une expérience du même genre, et qui  lui a donné un résultat tout semblable. L’appareil de M. Monge est extrêmement  ingénieux : il a apporté infiniment de soin à déterminer la pesanteur spécifique des  deux airs ; il a opéré sans perte, de sorte que son expérience est beaucoup plus  concluante encore que la nôtre, et ne laisse rien à désirer : le résultat qu’il a obtenu a  été de l’eau pure, dont le poids s’est trouvé, à très-peu de chose près, égal à celui des  deux airs.  En rapprochant le résultat de ces premières expériences de ceux que nous avons obtenus M. Meusnier et moi, dans des expériences faites  postérieurement en commun, et dont je parlerai bientôt, il paraîtrait que la proportion  en volume du mélange des deux airs, en les supposant l’un et l’autre dans leur plus  grand degré de pureté, est de 12 parties d’air vital, et de 22,924345 d’air inflammable ;  mais on ne peut, disconvenir qu’il ne reste encore quelque incertitude sur l’exactitude  de cette proportion.[38]

D’une part Lavoisier reconnaît à l’expérience de Monge plus de précision que la sienne grâce à l’ingéniosité de son appareil expérimental, d’autre part il souligne que Monge a effectué cette expérience indépendamment de celle de Lavoisier. Meusnier et Lavoisier font référence à la même expérience de Monge dans un autre mémoire, lu le 21 avril 1784 à l’Académie, qui décrit la suite de leurs expériences autour de l’air inflammable « Mémoire où l’on prouve, par la décomposition de l’eau, que ce fluide n’est point une substance simple, et qu’il y a plusieurs moyens d’obtenir en grand l’air inflammable qui y entre comme principe constituant ».[39]

[…] malgré les soins  apportés par M. Lavoisier, pour assurer, autant qu’il est possible, la précision d’une  expérience aussi délicate ; malgré la conformité du résultat obtenu à peu près en  même temps par M. Monge, dans le laboratoire de l’école de Mézières, avec un appareil très exact et les attentions les plus scrupuleuses, quelques personnes ont cru pouvoir attribuer l’eau qui provient de cette  opération à l’humidité dissoute par les airs, et privée de soutien au moment de leur  combustion. Mais, sans parler du peu de proportion d’une cause aussi légère avec la  quantité d’eau dont il faut expliquer l’origine, si les airs eux-mêmes n’y entraient pour  rien, il resterait à trouver quel est le produit réel de leur combustion, et, puisque, en en  brûlant des volumes considérables, on n’obtient autre chose que cette eau très-pure  qu’on voit couler de toutes parts, il s’ensuit que, même en admettant une erreur  grossière dans la comparaison du poids des airs avec celui de l’eau qui se  manifeste, l’explication qu’on vient de rappeler serait encore sujette aux difficultés les  plus fortes.[40]

L’expérience de Monge est citée plusieurs fois par Lavoisier et Meusnier parce qu’elle joue en faveur de leur théorie d’une part sur la nature composée de l’eau et d’autre part sur le rapport entre le poids de l’air inflammable et celui de l’air atmosphérique et sur l’égalité du poids de l’eau au poids des deux airs. Cent ans après Berthelot dans son histoire la Révolution chimique affirme que Lavoisier ne donne pas dès le début la démonstration expérimentale complète, celle de la permanence du poids des deux composants dans le composé.

C’est à Monge qu’est due cette démonstration. Monge poursuivait alors à Mézières l’étude des gaz avec des instruments très exacts, comme Lavoisier le déclare lui-même ; il annonça quelques jours après qu’il avait obtenu cette démonstration, dans la lettre que Vandermonde lut en son nom à l’Académie ; il avait mesuré séparément les poids de l’hydrogène, de l’oxygène et celui de l’eau résultante. C’est donc Monge qui fournit la preuve rigoureuse de ce fait capital, que l’eau se forme poids pour poids.[41]

Le chimiste Berthelot précise que si Lavoisier  répète des expériences effectuées par d’autres, si la démonstration de la permanence du poids ne lui est pas due, c’est lui qui interprète en des termes radicalement différents et nouveaux les résultats des expériences et c’est le seul qui en exprime clairement l’enjeu : la nature composée de l’eau.

Mais c’est par Lavoisier que fut énoncée la première affirmation publique et nette de la composition de l’eau ; tandis qu’au même moment Priestley, Monge et Cavendish lui-même mêlaient à l’exposé des faits des notions confuses empruntées à la théorie du phlogistique et qui voilaient pour eux, aussi bien que pour leurs lecteurs, la simplicité et le caractère fondamental des résultats.[…] Le lendemain même du jour où Lavoisier publiait ses premières expériences sur la synthèse de l’eau, c’est-à-dire le 26 juin 1783. Priestley lisait à la Société royale de Londres un mémoire sur le phlogistique et sur la conversion apparente de l’eau en air […]. Watt, qui réclama plus tard pour lui toute la découverte, […] pensait également que l’eau pouvait être changée en air […].

Monge lui-même regardait comme une hypothèse tout aussi probable que celle de Lavoisier l’opinion que l’hydrogène et l’oxygène sont des combinaisons de l’eau avec des fluides élastiques différents, lesquels par la combustion se changeraient dans le fluide du feu, et s’échapperaient sous forme de chaleur et de lumière. Cette opinion congénère de celle du phlogistique, et qui rappelle les anciennes idées des physiciens sur le deux fluides électriques adhérents à la surface des corps, maintenait toujours l’eau comme un élément indécomposable.[42]

René Taton dans son oeuvre scientifique de Monge avant d’aborder la participation de Monge à la découverte de la composition de l’eau précise que la reconstitution exacte de cette découverte est un des problèmes d’histoires des sciences des plus délicats.

Plusieurs savants opérant dans des villes et des pays différents ont participé à cette découverte autour des années 1783-1785 : Lavoisier, Cavendish, Watt, Monge ; toutes les difficultés et les polémiques autour de cette question viennent de ce qu’il est souvent difficile de fixer exactement les dates des expériences et des déductions faites par chacun de ses savants ainsi que les indications qui peuvent avoir été transmises des uns aux autres.[43]

L’historien des mathématiques, R. Taton, comme celui de la chimie M. Berthelot reconnaissent à Lavoisier l’originalité de l’interprétation. En effet, à Mézières, pendant l’été 1783, Monge procède à des expériences sans être informé de celles de Canvendish en Angleterre (à la différence de Lavoisier) et de celles de Lavoisier et Laplace à Paris. Monge lui-même l’indique dans une note liminaire de son Mémoire sur le résultat de l’inflammation du gaz inflammable et de l’air déphlogistiqué dans des vaisseaux clos[44].

Les expériences dont il s’agit  dans ce Mémoire ont été faites à Mézières dans le mois de juin et juillet 1783, et répétées en octobre de la même année : je ne savois pas alors que M. Cavendish les eût faites plusieurs mois auparavant en Angleterre, mais plus en petit ; ni que Mrs Lavoisier et de la Place(sic) les fissent à peu-près dans le même temps à Paris, dans un appareil qui ne comportait pas toute la précision de celui que j’ai employé.

Si Monge procède aux mêmes expériences que Lavoisier et que ses résultats constituent les premières mesures précises relatives à la synthèse de l’eau, obtenue indépendamment de Lavoisier et de Cavendish, Monge dans ses conclusions n’exprime pas l’idée de la nature composée de l’eau.[45]

La révolution introduite pas Lavoisier dans la structure profonde de la chimie n’était pas encore clairement comprise par les autres savants qui, ne jugeant pas à leur pleine valeur ses premières découvertes conservaient encore une foi assez profonde en la théorie du phlogistique de Stahl ; tel était le cas de Monge et, au lieu de tirer de son expériences les conséquences décisives que Lavoisier en déduisit, il n’osa pas s’attaquer de front au dogme de l’indécomposibilité de l’eau. Ainsi l’explication qu’il donne à Vandermonde dans sa lettre du 24 juin 1783 masque l’aspect chimique véritable de la réaction par des considérations relatives aux phénomènes thermiques associés. Dans le mémoire qu’il rédige sur ce sujet, s’il présente clairement le résultat concret de l’expérience : « on a d’autres résultats que de l’eau pure, de la matière de la chaleur et de celle de la Lumière », il hésite à choisir entre deux conclusions possibles : ou d’admettre que l’eau résulte de la combinaison de l’oxygène et de l’hydrogène, hypothèse qui, dit-il, « comporte une difficulté qui dans l’état actuel  de nos connaissances est difficile à résoudre » (il s’agit de l’influence de la température sur cette combinaison ), ou, ce qui cadrerait avec la théorie du phlogistique , de supposer que l’oxygène et hydrogène sont des combinaisons de l’eau avec des fluides élastiques différents, fluides que la combustion transforme en chaleur et en lumière.[46]

Taton ajoute que si Monge abandonne la dernière hypothèse après la grande expérience de 1785 sur la synthèse de l’eau, la même année il fait pourtant publier son mémoire de 1783 sans y apporter de modifications sur l’interprétation théorique de ses expériences.[47] Chercher à inscrire la participation de Monge dans la Révolution chimique de Lavoisier permet de souligner une fois encore que les recherches de Monge se développent avec fécondité dans le domaine technique. Ce trait n’apparait pas seulement au travers d’une étude historique, mais aussi au travers de la réception du procédé expérimental mis en place par Monge dans les mémoires de l’Académie lus quelques jours après. Sur ce point Taton précise que l’aide de Clouet a surement du être déterminante pour le succès de l’expérience de Monge et le développement de ses recherches en chimie. Lavoisier utilise l’expérience de Monge alors qu’il en donne une interprétation théorique contraire à la sienne.[48]

 

Mais ces expériences ne suffisent pas à démontrer la nature composée et non-élémentaire de l’eau et elles conduisent Lavoisier et Meusnier à travailler après la synthèse de l’eau à sa décomposition en produisant de l’air inflammable.

C’est, au reste, la multitude des faits, bien plutôt que le raisonnement, qui  doit établir toute espèce de théorie nouvelle, et c’est la voie que nous avons prise dans le travail dont nous allons rendre compte ; il est le fruit des recherches récentes  auxquelles M. Lavoisier et moi avons eu occasion de nous livrer sur la production de  l’air inflammable, et, voyant déjà tant de raisons de croire que c’est dans l’eau que la  nature a déposé tout celui dont elle fait usage pour ses diverses combinaisons, […], nous ne pouvions être mieux conduits à le  chercher directement dans ce fluide si abondant. La question qu’il s’agissait de résoudre était donc de décomposer l’eau, en lui  présentant des intermèdes capables de s’unir à l’un de ses principes constituants, et  tendant à cette union avec une force supérieure à celle qui lie ces principes entre eux ;  et  puisqu’il était si naturel de penser qu’outre l’air inflammable l’eau contient encore  l’air déphlogistiqué que nous avions vu contribuer à sa formation, il fallait chercher à  en séparer ce dernier par le moyen des corps avec lesquels on lui connaît une grande  affinité : c’était donc parmi les corps combustibles et les métaux calcinables que nous  pouvions espérer de trouver les agents propres à opérer cette décomposition.[49]

Lavoisier insiste sur la nécessité de multiplier les expériences. Si l’on obtient de l’eau par la combustion de l’air inflammable et de l’air déphlogistiqué, pour décomposer l’eau il faut faire en sorte de séparer les deux airs. Lavoisier et Meusnier utilisent alors des procédés empruntés à la métallurgie pour séparer les deux airs notamment la réaction de l’air déphlogistiqué (oxygène) avec les métaux.

Je fis observer alors que, si véritablement l’eau était composée, comme l’annonçait la  combustion des deux airs, de l’union du principe oxygine avec le principe inflammable  aqueux, on ne pouvait la décomposer et obtenir séparément l’un de ses principes  sans présenter à l’autre une substance avec laquelle il eût plus d’affinité : le principe  inflammable aqueux ayant plus d’affinité avec le principe oxygine qu’avec aucun autre  corps, comme je le ferai voir dans mon mémoire sur les affinités, ce n’était pas par ce latus que pouvait être tentée la décomposition ; c’était donc le principe oxygine qu’il  fallait attaquer. Je savais, à cet égard, par des expériences déjà connues, que le fer, le  zinc et le charbon avaient une grande affinité avec lui ; enfin M. de Laplace, qui était au courant de mes expériences, qui  les avait partagées souvent, et qui m’aidait de ses conseils, m’avait répété bien des  fois qu’il ne doutait pas que l’air inflammable qui se dégageait de la dissolution du fer  et du zinc, dans l’acide vitriolique et l’acide marin, ne fût dû à la décomposition de  l’eau.[50]

Pendant l’été 1783 que Lavoisier complète la synthèse par l’analyse. Il tente de montrer la décomposition de l’eau par les métaux, soit seuls, soit avec l’utilisation des acides.

Cette seule expérience de la combustion des deux airs, et leur conversion en eau, poids pour poids, ne permettait guère de douter que cette substance, regardée  jusqu’ici comme un élément, ne fût un corps composé ; mais, pour constater une vérité de cette importance, un seul fait ne suffisait  pas ; il fallait multiplier les preuves, et, après avoir composé artificiellement de l’eau, il  fallait la décomposer : je m’en suis occupé pendant les vacances de 1783.[51]

C’est en même temps que Lavoisier, à son retour de Liège, de Lorraine et de Hollande où il visite des fabriques de canons que Monge semble aussi effectuer des expériences non plus autour de la synthèse de l’eau mais autour de la production d’hydrogène. Le 24 juin 1783, alors que Laplace et Lavoisier procèdent à leur expérience, Monge écrit à son ami du Marchais pour l’inviter à venir travailler avec lui dans son laboratoire de Mézières en lui précisant qu’il a l’essentiel des substances des acides et des alcalis.[52] Ce sont précisément à partir d’expériences avec ces substances que Lavoisier explique dans son mémoire comment il continue sa démonstration de la nature composée de l’eau en tentant la décomposition de l’eau lors d’expériences centrées sur la production d’hydrogène en provoquant une réaction de l’oxygène sur les métaux. En décembre 1783, il présente un mémoire à l’Académie sur le gaz inflammable (hydrogène) dans lequel il traite de différents moyens de produire de l’hydrogène. [53]

L’historien Aubry cite dans sa biographie une lettre de Monge à Vandermonde datant des premiers mois de 1784, dans laquelle il raconte des expériences faites par Monge et Clouet sur de petits ballons gonflés d’hydrogène. Bien loin de l’appareil sophistiqué des expériences parisiennes, Monge parvient à effectuer des expériences dans le même domaine par des moyens qui semblent tout aussi abordables et qu’accessibles :

Monsieur Clouet fait des petits ballons d’une seule pièce avec la membrane d’estomac d’une grosse dinde. Lorsqu’on la remplit d’air inflammable elle s’élève et reste suspendue plusieurs heures au plafond, mais à la longue elle perd de l’air et elle tombe. Faites-moi le plaisir de me mander le résultat des expériences faites pour savoir si le parchemin ou d’autres membranes peuvent contenir l’air inflammable. Nos petits ballons d’estomac de dindon m’effraient parce qu’ils laissent passer l’air.[54]

C’est notamment au sujet du parchemin pour fabriquer l’enveloppe du ballon que Lavoisier fait référence à Monge dès la première séance du 27 décembre 1783.

M. Monge a proposé le parchemin, et, à cette occasion, M. Hollenveiger, chimiste très instruit, a annoncé qu'il avait le secret de rendre cette substance aussi souple que l'étoffe de soie la plus moelleuse, qu'il savait en outre souder le parchemin sans qu'on pût reconnaître l'endroit de la jonction.[55]

La correspondance de Monge à Vandermonde dont on retrouve les traces dans différents mémoires de l’Académie des sciences au sujet des expériences menées autour de la synthèse de l’eau et de la production d’hydrogène, aussi bien qu’autour des aérostats montre que l’éloignement géographique n’empêche pas Monge de participer d'une manière active et pertinente aux recherches et aux débats. Taton cite en note un extrait d’une lettre de Monge à Vandermonde dans laquelle apparaît clairement la communication scientifique entre Mézières et Paris pendant cet hiver 1783-1784 autour de la question des aérostats et de la production d’hydrogène :

Comment vont les ballons ? Nous pensons toujours ici que le charbon de terre doit être employé pour avoir de l’air inflammable à meilleur marché.[56]

Ce même hiver, Lavoisier continue ses recherches sur l’eau au sein de son travail pour la commission nommée sur la question des aérostats. Le lien entre les recherches autour de la synthèse et de la décomposition de l’eau et celles relatives aux aérostats et à la production d’hydrogène est aussi souligné par Lavoisier.

Tel était l’état de nos connaissances sur la décomposition et la recomposition de l’eau, lorsque nous, nous trouvâmes insensiblement engagés, M. Meusnier et moi, à  reprendre cette question sous un autre point de vue, pendant l’hiver de 1783 à 1784.  La commission dont nous fûmes chargés par l’Académie, d’après les ordres du roi, pour la perfection des machines aérostatiques, nous conduisait nécessairement à  des recherches sur les moyens les plus économiques de faire de l’air inflammable  en grand, et il était naturel que nous nous attachassions à le tirer de l’eau, dans  laquelle nous avions déjà de si fortes raisons de croire qu’il existait en grande abondance.[57]

Lavoisier exprime clairement que les recherches autour des aérostats permettent de répondre aux questions posées lors des recherches sur la nature composée de l’eau. De plus, les recherches autour des aérostats financées par l’état offrent aux interrogations théoriques de Lavoisier un cadre expérimental inédit par sa dimension. Il répète l’importance de faire des expériences en grand. Lavoisier indique que les Montgolfier n’utilisent pas facilement l’hydrogène pour l’ascension de leurs ballons et leur éloignement de la capitale n’est pas favorable au développement de leurs recherches dans cette voie là.

En effet, selon ce que M. de Montgolfier le jeune expose dans le mémoire qu'il a lu à l'Académie depuis la rentrée, comme nous l'avons dit, il n'y a point de fluide d'une pesanteur spécifique beaucoup plus légère que l'air atmosphérique, auquel lui et son frère n'aient pensé. Ainsi l'eau réduite en vapeurs, l'air inflammable, et d'autres fluides produits par la combustion, ont été successivement l'objet de leur attention ; mais l'embarras d'employer les uns, les dépenses qu'auraient entraînées les autres, et particulièrement l'air inflammable, les ont empêchés de s'en servir, se proposant particulièrement de rendre leur opération aussi simple que peu coûteuse. Et il n'est pas étonnant qu’éloignés des secours et des ressources de la capitale, les difficultés d'employer l'air inflammable ne se soient multipliées à leurs yeux, et ne les aient encore confirmés dans l'usage d'un moyen aussi facile que celui qu'ils avaient imaginé.[58]

Lavoisier développe la différence essentielle entre les travaux de Charles et Robert et ceux des Montgolfier et explique sa préférence pour les travaux de Jacques Charles par une plus grande étendue de ses utilisations.

Tout ce que nous pouvons dire, c'est que la simplicité du moyen de MM. de Montgolfier, sa facilité, et la promptitude avec laquelle on peut l'employer, paraissent lui donner de grands avantages dans beaucoup d'usages de la vie civile ; mais celui de l'air inflammable ayant l'avantage de diminuer considérablement le volume des aérostats destinés à enlever un poids donné, et ne demandant aucun soin ni aucun approvisionnement de la part de ceux qui sont portés dans cette machine, semble par là beaucoup plus propre à un grand nombre d'usages physiques. En effet, sans parler de beaucoup d'autres, M. Charles a montré comment, avec un aérostat, on peut s'élever jusque dans les nuages pour y faire des observations ; et tout annonce que, par ce moyen, on pourra en faire un grand nombre, à l'aide desquelles on parviendra peut-être à expliquer beaucoup de phénomènes de météorologie qui jusqu'ici ont été autant de mystères pour nous. [59]

Si Lavoisier reconnaît au dispositif des frères Montgolfiers des qualités pratiques et économiques, il marque une préférence pour les ballons dont le fonctionnement est dû à l’utilisation de l’hydrogène. Même si les ballons à air chaud des Montgolfier sont plus faciles et rapides à mettre en état de fonctionnement, les aérostats qui fonctionnent avec de l’hydrogène présentent, au-delà de leur dimension plus réduite, un avantage incomparable : celui qui est enlevé par l’aérostat n’a rien à faire. Il peut alors profiter de sa position pour observer et pour mesurer. L’expérience tentée le 1er décembre offre au public un spectacle d’une réalisation de la science mais aussi de la science au travail. Les ballons à air inflammable paraissent plus propices à une démarche et à une pratique scientifique ininterrompues. Charles montre lors de son expérience la portée de la réalisation scientifique en insérant au spectacle de l’ascension la démonstration publique de l’utilité d’une telle découverte pour le progrès des sciences.

Plusieurs, quoique chers en apparence, comme l’esprit-de- vin et l’eau-de-vie, se résolvent seuls et en entier en une immense quantité d’air  inflammable, dont le concours de l’eau convertit en air fixe la partie qui en altère la  légèreté, ce qui la rend dès lors absorbable par les alcalis, et nous nous sommes assurés que, par ce moyen, on peut rendre tous ces airs environ quatre fois plus  légers que l’air commun ; mais c’est la matière d’un travail de pratique qui ne peut  être bien fait qu’en grand, et auquel nous avons le projet de nous livrer.[60]

Les expériences autour des aérostats permettent de donner une dimension considérable aux recherches autour de l’hydrogène et de renforcer les fondements du système théorique de Lavoisier en conduisant à envisager une pratique de la chimie comme Lavoisier cherche à l’instituer. Les différents procédés qui permettent d’obtenir de l’hydrogène en grand confirment la nature composée de l’eau et détruisent l’opinion qui en défendait la nature élémentaire. Ainsi se comprend le rôle crucial que donne Lavoisier aux recherches autour des aérostats. Chaque expérience permet de consolider les théories de Lavoisier et de ses partisans grâce à une diffusion spectaculaire des résultats sur un large public. Golinski souligne ce dernier point dans son étude de la réception de la théorie de Lavoisier en Angleterre. L’opposition du chimiste anglais Priestley[61] à Lavoisier tient aux questions relatives à la méthode dans la pratique scientifique, aux représentations discursives de la science et à la fonction sociale qui est ainsi conférée à la science.

L’historien affirme que l’on peut discerner comment la polémique autour de la chimie de Lavoisier est liée à la discussion sur les formes de diffusion propres à la science et sur la légitimation de la science en lui attribuant un rôle civique.[62] Est reproché à Lavoisier son souci de convaincre un public qui n’est pas uniquement celui des chimistes spécialistes. La controverse dépasse la question du phlogistique, les adversaires de Lavoisier mettent en cause la pratique expérimentale et la méthode interprétative en concentrant leurs interrogations non seulement sur les faits mais sur ceux qui conduisent les expériences et ceux qui les interprètent.[63]

Il s’agit ici de la participation de savants tels que Monge à l’édification des idées de Lavoisier en une théorie qui donne une nouvelle identité à la chimie mais aussi à la science et au savant. Les premiers acteurs de la révolution chimique française ne sont pas des chimistes, Vandermonde et Monge sont géomètres, Laplace physicien, Meusnier est un élève de Monge de l’école du génie de Mézières, il faut attendre 1785 pour que les chimistes français se rallient à Lavoisier.[64]

On a vu que selon Berthelot c’est Monge qui a fourni la démonstration de l’égalité du poids de l’eau à celui des deux airs. L’emprunt interprétatif et démonstratif de Lavoisier aux autres sciences qu’à la Chimie constitue le reproche méthodologique fait à Lavoisier. La résistance des chimistes anglais aux nouveaux instruments et aux nouvelles procédures de Lavoisier est une indication pour saisir leur degré de nouveauté et de différence par rapport à ceux traditionnellement attendus. Des études consacrées aux méthodes discursives de Lavoisier ont permis d’identifier les racines de la différence et la nouveauté de Lavoisier en manifestant sa dette envers la géométrie, la physique mathématique et l’épistémologie de Condillac. Enfin les historiens pointent dans le processus rhétorique de Lavoisier la question de la diversité du public des expériences.[65]

Le compte-rendu des nombreuses expériences publiques sur les aérostats par Lavoisier rend manifeste cette implication du public le plus large dans la stratégie de Lavoisier pour convaincre. Le système mis en place par Lavoisier est basé sur des expériences spectaculaires qui impliquent un mode spécifique de démonstration articulé par l’utilisation d’instruments coûteux et par un rassemblement public.  Le type d’instruments utilisé par Lavoisier empêche la possibilité de répétition des expériences, plus grave encore le public que Lavoisier rassemble lors de ses expériences semble aux chimistes anglais une volonté de la part de Lavoisier de ne pas soumettre ses expériences à une critique et cela montre le peu de considération que porte Lavoisier pour le public, comme s’il était incapable de jugement critique. Ainsi pour les chimistes anglais, Lavoisier force le public à accepter les implications théoriques comme un résultat expérimental déclaré. Pour Golinski, tout cela montre que la question d’une fonction publique de la science est au cœur même de la controverse entre Lavoisier et les chimistes anglais.[66]

L’étude historique des recherches sur la décomposition et la composition de l’eau met en lumière d’une part l’adéquation des recherches de Monge avec les recherches qui mobilisent le monde scientifique européen de son temps, et d’autre part l’enjeu déterminant des recherches autour de l’hydrogène. Cela nous permet de comprendre  l’intérêt des aérostats comme procédé expérimental qui expose la science face au public dans un moment où la démonstration publique travaille pour la victoire d’une théorie scientifique. Lavoisier comme Monge reconnaît la puissance spectaculaire de l’effet produit par l’expérience du 1er décembre au Tuilerie.

Au reste, on a vu avec quel succès MM. Charles et Robert s'en sont servis dans l’expérience faite au Champ de Mars le 27 du mois d'août dernier, et comment ils l’ont employé tout récemment, d'une manière encore plus frappante, dans l’expérience mémorable du 1er de ce mois.

Tout Paris les a vus portés dans un char soutenu par un globe de 26 pieds de diamètre, rempli d'air inflammable, s'élever du milieu du bassin des Tuileries, et monter successivement à une hauteur de plus de 300 toises ; poussés par un vent du sud-est, ils ont parcouru ensuite, à travers les airs, un espace de plus de 9 lieues avant de descendre ; et M. Charles, resté seul dans le char, après ce voyage, animé par un nouveau courage, s'est élevé jusqu'à une hauteur de près de 1,700 toises, et a montré aux physiciens comment on pouvait aller jusque dans les nuages étudier les causes des météores.[67]

On peut observer chez Lavoisier  un transport semblable à Monge dans l’expression du tout Paris spectateur de l’événement produit par la science. Mais la singularité du récit de Monge tient dans le fait qu’il ne décrit pas l’événement du point de vue de l’homme de science mais de celui du simple spectateur mêlé à la foule, inquiet au sujet de l’état de santé de sa plus jeune fille Adélaïde née en 1780.



[1] Adelaïde MONGE (1780-1783). 

[2] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), « Rapport fait à l’Académie sur la machine aérostatique de MM. De Montgolfier par Le Roy, Tillet, Brisson, Cadet, Lavoisier, Bossut, de Condorcet et Desmarets », in Œuvres d’Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), T. 3, J.-B. Dumas (ed.), pp. 719-735, p. 719.

[3] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 719.

[4] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865b), « Note de Lavoisier lue à l’Académie des sciences probablement(sic) le 27 novembre 1783 », p. 740.

[5] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 735.

[6] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 720.

[7] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 724.

[8] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 725.

[9] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 726.

[10] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 726.

[11] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 727.

[12] Pilatre du Rosier, Jean-François (1754-1785), jeune chimiste qui se porte volontaire pour les premières expériences pour un vol humain. Il meurt en juin 1785 alors qu’il tente une traversée de la Manche en ballon.

[13] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 729.

[14] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 729.

[15] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 730.

[16] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 733.

[17] Cavendish découvre l’air inflammable en 1767 en le considérant comme la partie inflammable des métaux mais sans encore poser la question de l’eau. BERTHELOT M. (1890), pp. 109-110.

[18] Même si l’œuvre historique du chimiste Berthelot contient des éléments qui lui ont valu, pour un moment, d’être mise dans la catégorie des histoires positivistes, l’historiographie actuelle souligne l’aspect réducteur de cette appellation et invite à une relecture des histoires du chimiste. Le travail biographique de Berthelot autour de Lavoisier relève plus d’une étude de l’oeuvre scientifique de Lavoisier que d’une biographie traditionnelle. De plus, l’étude biographique du chimiste-historien est enrichie non seulement par les citations des manuscrits scientifiques et des mémoires de l’Académie mais aussi par une édition inédite des registres de laboratoires de Lavoisier. En comparant le texte des citations de Berthelot et les textes imprimés des Mémoires de l’Académie, on observe que le chimiste n’intervient pas du tout sur le texte lors de sa transcription. Il semble alors que le travail éditorial de Berthelot soit conduit par un principe de fidélité au texte qui nous permet d’utiliser et d’exploiter son travail historique dans la présente étude.

[19] BERTHELOT M. (1890), p. 109.

[20] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), « Mémoire dans lequel on a pour objet de prouver que l’eau n’est point une substance simple, un élément proprement dit, mais qu’elle est susceptible de décomposition et de recomposition »,pp. 334-359. p. 334 est ajouté en note « Ce mémoire a été lu à la rentrée publique de la Saint-Martin 1783 ; depuis, on y a fait quelques additions relatives au travail fait en commun avec M. Meusnier, sur  le même objet. (Mémoires de l’Académie des sciences, année 1781, p. 468.)

[21] BERTHELOT M. (1890), p. 109.

[22] BERTHELOT M. (1890), p. 111.

[23] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), p. 335.

[24] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), pp. 335-336.

[25] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), p. 336.

[26] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), pp. 336-337.

[27] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), pp. 337-338.

[28] GOLINSKI J. (1992), pp. 129-152.

[29] GOLINSKI J. (1992), pp. 132-133.

[30] BENSAUDE-VINCENT B. et STENGERS I. (1992), Histoire de la Chimie, Paris, La découverte, traduction grecque (ed. 1999) Ιστορια της Χημειας, Αθηνα, Τραυλος, pp.174-175.

[31] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 743.

[32] TATON R. (1951), pp. 321-322

[33] TATON R. (1951), pp. 323-323.

[34] BERTHELOT M. (1890), p. 114.

[35] BERTHELOT M. (1890), p. 114.

[36] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), pp. 338-339.

[37] GOLINSKY J. (1992), Science as Public Culture: Chemistry and Enlightenment in Britain, 1760-1820,  Cambridge Univ. Press,  p. 146.

[38] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), pp. 339-340. Voir la lettre de Monge à Vandermonde d'août 1783. 

[39] LAVOISIER et MEUSNIER [1781­] (1862), « Mémoire où l’on prouve, par la décomposition de l’eau, que ce fluide n’est point une substance simple, et qu’il y a plusieurs moyens d’obtenir en grand l’air inflammable qui y entre comme principe constituant », pp. 360-373.

[40] LAVOISIER et MEUSNIER [1781­] (1862), pp. 360-361.

[41] BERTHELOT M. (1890), La Révolution chimique, Paris, p. 116.

[42] BERTHELOT M. (1890), pp. 116-117.

[43] TATON R. (1951), p. 327.

[44] Cité in TATON R. (1951), p. 330.

[45] TATON R. (1951), p. 330.

[46] TATON R. (1951), pp. 330-331.

[47] TATON R. (1951), p. 331.

[48] TATON R. (1951), p. 332.

[49] LAVOISIER et MEUSNIER [1781­] (1862), p. 369.

[50] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), p. 341.

[51] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), 340-341.

[52] Lettre de Monge à Dubreuil du Marchais datée du 24 juin 1783, transcrite dans le manuscrit la Vie de Monge, in DE LAUNAY L. (1933), p. 29.

[53] TATON R. (1951), p. 332. René Taton trouve une trace de ce mémoire dans les registres de l’Académie royale des Sciences pour 1783 (séance du 17 décembre 1783). Mais il ajoute que ce mémoire inédit semble aujourd’hui perdu.

[54] AUBRY P. V. (1954), pp. 54-55.

[55] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865c), «Procès verbal de la Première séance des commissaires nommés par l'Académie pour les machines aérostatiques, tenue à l'hôtel de La Rochefoucauld le 27 décembre 1783, et à laquelle ont assisté : MM. le duc de La Rochefoucauld, Le Roy, de Condorcet, Tillet, l'abbé Bossut, Lavoisier, Brisson, Berthollet et Coulomb. » pp. 741-747, p. 742.

[56] Lettre de Monge à Vandermonde, de Mézières le 10 janvier 1784, Bibliothèque de l’Institut, copie incomplète, Man. 2191 cité in TATON R. (1951), p. 332.

[57] LAVOISIER A.-L. [1783] (1862), p. 350.

[58] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 734.

[59] LAVOISIER A.-L. [1783] (1865a), p. 734.

[60] LAVOISIER A.-L. et MEUSNIER [1781­] (1862), p. 372.

[61] Priestley (17..-18..) chimiste anglais qui fut le leader de l’opposition contre Lavoisier

[62] GOLINSKI J. (1992), p. 131.

[63] GOLINSKI J. (1992), p. 137.

[64] GOLINSKI J. (1992), pp. 132-133.

[65] GOLINSKI J. (1992), p. 147.

[66] GOLINSKI J. (1992), pp. 146-148.

[67] LAVOISIER (1783) (1865a), p. 733.