L’air et la lumière

À la fin de l’été 1789, une voiture attelée quitte discrètement Paris. Sur ses flancs, les armes de la maison d’Autriche… c’est-à-dire de Joseph II, le frère de Marie-Antoinette. Son occupant est donc soulagé de franchir les barrières de la capitale en plein tumulte, et relativement pressé de regagner l’Angleterre. Pourtant il n’est pas anglais. Il n’est pas autrichien non plus, d’ailleurs… mais néerlandais. Il juge prudent de fuir la Révolution qui éclate, mais a dû quitter à regret son collègue Lavoisier qui vient, lui, de faire voler en éclat l’Ancien Régime de la chimie. Or notre mystérieux passager a fait une découverte tout aussi révolutionnaire pour la biologie… et personne ne connaît son nom.

Sur les routes d’Europe

La Révolution qui fera bientôt tomber la tête de Lavoisier va aussi pour longtemps entraver les vagabondages paisibles d’un bout à l’autre de l’Europe. Notamment ceux de notre passager inconnu, qui va rester bloqué 10 ans (jusqu’à sa mort) en Angleterre, et ne reverra jamais sa femme, restée en Autriche. Et si personne ne connaît le nom du Lavoisier de la botanique, c’est peut-être parce qu’on ne sait pas trop comment le prononcer, ni même comment l’écrire: il s’appelle Jan IngenHousz. Ou Ingen Housz… ou Ingen-Housz… enfin bref.

Au moment où il fuit Paris, il a presque 60 ans, et il court les routes depuis sa jeunesse. À peine diplômé en médecine, il avait émigré une première fois de ses Pays-Bas natals vers l’Angleterre. À l’époque, la variole faisait des ravages à Londres, et personne n’a encore eu l’idée de la vaccine[1]. Faute de mieux, c’est la variolisation (autrement dit l’inoculation de la variole humaine) qui prévalait, malgré les controverses. Le médecin néerlandais en était devenu un fervent promoteur, et un spécialiste reconnu. À tel point qu’en 1768 les Habsbourg l’ont fait venir à Vienne: il inocule toute la famille de l’impératrice Marie-Thérèse, tout se passe bien, et il devient médecin officiel de la cour. Libéré des soucis matériels, il va pouvoir se consacrer à ses recherches, et voyager à son aise.

Or pendant ses années londoniennes, IngenHousz s’était agrégé à un petit groupe d’amis organisé autour du fameux Benjamin Franklin. Parmi eux, un certain Lord Shelburne, futur premier ministre: c’est lui qui héberge le Néerlandais à chacun de ses séjours dans la campagne anglaise. Or Shelburne est aussi le mécène d’un pasteur un peu excentrique, féru de politique et de sciences: Joseph Priestley. Dans son petit laboratoire, celui-ci mène des expériences variées, notamment sur la chimie des gaz. Il a d’ailleurs eu une idée plutôt originale: mettre de l’air dans de l’eau ! Il n’a pas exploité plus loin le concept, mais bientôt l’horloger germano-suisse Johann Schweppe aura plus de flair et fera fortune avec cette eau gazeuse.

Pleins gaz

Priestley n’est évidemment pas tout seul: Carl Scheele en Suède, Joseph Black en Écosse, et bien sûr Lavoisier en France… dans les années 1770 ils sont nombreux à tenter d’isoler les différentes « sortes d’air ». Avec comme point de départ une expérience bien connue: 1) faire brûler une bougie sous une cloche hermétique; 2) introduire une souris sous la cloche: elle se sent mal, voire finit étouffée. L’explication de l’époque, c’est que quand on brûle un matériau, on en fait sortir un fluide mystérieux et impalpable, qui constitue la « matière » des flammes: c’est le phlogistique. Et la combustion, mais aussi bizarrement la respiration, ou la réaction d’un acide sur de la craie, produisent donc un air « phlogistiqué » (enrichi en phlogistique), qui est irrespirable.

Priestley va un peu plus loin que les autres: il veut trouver comment « déphlogistiquer » l’air, et en tâtonnant il finit par introduire sous la cloche un petit plant de menthe, et il attend quelques jours. Et seulement après il fait rentrer une souris. Elle respire ! Priestley déduit que la plante a « déphlogistiqué » l’air, et donc inversé le processus amorcé par la bougie[2]. Oui mais voilà: il n’arrive pas à reproduire l’expérience, et ne publie pas son résultat.

Expériences sur les végétaux

Alors que notre Anglais est un peu perdu, IngenHousz arrive donc en Angleterre à l’été 1779, et reprend les choses en main. Les tentatives de Priestley avait des défauts: est-ce vraiment le plant de menthe qui a « purifié » l’air … ou bien la lumière du jour ? Ou la chaleur de la pièce ? Le Néerlandais a beaucoup discuté avec l’astronome William Herschel et perçoit la nécessité d’être tout aussi rigoureux que les physiciens dans la description des expériences naturalistes, et dans l’estimation de ses erreurs de mesure. Alors il fait énormément d’essais. Et il note tout: le temps qu’il fait, la partie de la plante utilisée, les durées exactes d’exposition, les volumes mesurés, les fuites suspectées, etc. Et il tâche d’isoler les différents paramètres. De ses trois mois d’expériences, il tire un livre, qu’il écrit directement en anglais[3], et qui sort… en octobre !

Persévérant, mais efficace, ce IngenHousz. Et pragmatique… tout est dans le titre:

EXPÉRIENCES SUR LES VÉGÉTAUX,
spécialement
Sur la Propriété qu’ils possèdent à un haut degré,
soit d’améliorer l’Air quand ils sont au soleil,
soit de le corrompre la nuit, ou lorsqu’ils sont à l’ombre;

auxquelles on a joint
Une Méthode nouvelle de juger du degré de salubrité de l’Atmosphère

Le titre est court et limpide, mais le détail des expériences fait 300 pages. Parce qu’IngenHousz a été minutieux, ses conclusions vont bien au-delà des prémisses entrevues par Priestley. Pour commencer: ni les fruits, ni les fleurs, ni les racines ne « servent à rien »: seules les feuilles sont capables de « purifier » l’air. Pour toutes les plantes qu’il a essayées. Et surtout, sa découverte décisive: c’est la lumière qui active ce processus. La nuit, les plantes « respirent » comme les animaux, produisant du phlogistique. Mais sur 24h le cycle reste « positif »: en termes modernes, les feuilles rejettent moins de dioxyde de carbone pendant la nuit qu’elles n’en ont consommé le jour.

Aux oubliettes

Et c’est d’ailleurs là aussi que le Néerlandais se distingue. Même après 1789, quand Lavoisier aura définitivement relégué le phlogiston aux oubliettes avec son Traité élémentaire de chimie (prenant au passage le titre de découvreur de l’oxygène, qu’il baptise sans référence au phlogistique), Priestley restera désespérément attaché à sa notion de « feu fluide ». IngenHousz, lui, n’a aucun problème à se convertir aux découvertes du Français. En 1796, il publiera donc un nouvel article en traduisant ses conclusions « phlogistiques » dans ce qui sera désormais le seul et unique langage de la chimie. La plante, via ses feuilles, prélève le dioxyde de carbone de l’air, utilise le carbone pour son métabolisme et rejette de l’oxygène. Ce Qu’il Fallait Découvrir.

IngenHousz meurt en 1799. Il n’a évidemment pas pu découvrir les mécanismes détaillés, à l’échelle de la cellule, de sa découverte. Comme il l’admet d’ailleurs modestement: « Je suis loin de penser que j’ai découvert l’intégralité de ce processus bénéfique du règne végétal; mais je ne peux que me flatter d’avoir au moins été un pas plus loin que les autres, et d’avoir ouvert une nouvelle voie pour pénétrer plus avant dans ce mystérieux labyrinthe. » C’est même pire que ça: à sa mort et pendant encore des décennies, le processus qu’il a identifié ne porte toujours pas de nom. Est-ce pour ce la que, contrairement au chimiste Priestley, son nom a lui va être quasi-unanimement oublié ? Il faudra attendre encore un siècle avant que sa découverte soit baptisée: c’est le botaniste américain Charles Barnes qui, en 1893, utilise pour la première fois le mot qu’il faut:

PHOTOSYNTHÈSE


Aller plus loin

  • Provinces Unies, Pays-Bas autrichiens, Autriche, Angleterre, France… comme beaucoup de scientifiques de l’époque, IngenHousz est un grand voyageur (oui, on a très envie de dire « Hollandais volant », mais il est brabançon !). Et avec ça, il est parfaitement polyglotte: en fonction de son lieu de résidence, il change la langue dans laquelle il écrit !
  • Ce qui m’avait fait me poser la question « tiens mais au fait qui c’est qui a découvert la photosynthèse ? », c’est la parution il y a un an de cet article sur la datation de la première photosynthèse (chez les eucaryotes): c’était il y a 1,25 milliards d’années. Voilà voilà…
  • Priestley et IngenHousz sont un peu, vis-à-vis de la chimie de Lavoisier, comme Golgi et Cajal avec la nature des neurones: malgré la qualité de ses expériences, le premier n’acceptera jamais d’abandonner le phlogistique, même 10 ans après le livre de Lavoisier. Au contraire, IngenHousz prend pleinement la mesure du changement, et entre 1779 et 1796 se convertit pleinement à la nouvelle chimie.
  • Trois articles [en anglais] sur les travaux d’IngenHousz, comment ils ont été contestés par Priestley, et son nom relativement oublié: 1, 2 et 3.  L’un deux dérivé d’un livre plus complet de Geerdt Magiels. Enfin, l’ouvrage original, d’IngenHousz, traduit en français par l’auteur lui-même, est aussi disponible en ligne.
  • Les travaux de Priestley et IngenHousz reposent aussi sur l’utilisation et le perfectionnement d’appareils de mesure suffisamment précis pour recueillir et isoler les gaz: notamment la cuve pneumatique et l’eudiomètre. Pour quantifier la « qualité » de l’air (vis-à-vis de sa respirabilité), ils le font réagir avec « l’air nitreux », c’est-à-dire le monoxyde d’azote. En réagissant avec l’oxygène, celui-ci forme du dioxyde d’azote, un gaz rougeâtre qui se dissout dans l’eau. Plus le volume d’air a diminué après cette réaction, plus il contenait d’oxygène. Ingénieux, non ? Surtout quand on doit réécrire tout ce paragraphe sans citer aucun élément chimique…

[1] Qui consiste à inoculer non pas la « véritable » variole mais plutôt la « variole de la vache » (d’où le nom, donc): même immunité, mais beaucoup moins de risques.  
[2] Quelques décennies plus tôt, le Suisse Charles Bonnet avait observé que des petites bulles de gaz apparaissaient à la surface des feuilles quand on les plaçait sous l’eau, mais n’était pas allé beaucoup plus loin.
[3] La signature de son ouvrage vaut le détour: « Par Jean Ingen-Housz, Conseiller aulique, & Médecin du corps de Leurs Majestés  Impériales & Royales , Membre de la Société Royale de Londres, &c. &c. » Comme moi ça fait longtemps que les affiliations scientifiques, ça ne plaisante pas.

Publicités

Répondre

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l'aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur la façon dont les données de vos commentaires sont traitées.