AIR, élément

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Anaximène (~ 556-~ 480), à la différence de Thalès, enseignait que toute substance provient de l'air (pneuma) par raréfaction et condensation ; dilaté à l'extrême, cet air devient feu ; comprimé, il se transforme en vent ; il produit des nuages, qui donnent de l'eau lorsqu'ils sont comprimés. Une compression plus forte de l'eau transforme celle-ci en terre, dont la forme la plus condensée est la pierre. Empédocle a considéré trois autres éléments comme fondamentaux : le feu, l'eau et la terre, et Platon a donné une interprétation géométrique des quatre éléments dans laquelle l'air est représenté par l'octaèdre régulier.

La théorie des quatre éléments a été transmise jusqu'au xviiie siècle par les philosophes et les alchimistes (tetrasomia) ; mais Jan Baptist Van Helmont (1579-1664), mi-chimiste, mi-alchimiste, est amené à considérer qu'il y a plusieurs espèces de « fluides élastiques », auxquels il a donné le nom de gaz (du mot flamand ghoast). Toute une « science des gaz » ou « pneumatique » s'est développée pendant le xviie siècle avec Torricelli (1608-1647), Pascal (1623-1662), Otto von Guericke (1602-1686), R. Boyle (1627-1691), E. Mariotte (1620-1684) et d'autres. « On n'aurait jamais pensé à cet élément, écrit le célèbre chimiste Boerhaave, si l'on n'avait pas observé la résistance qu'il offre au mouvement des corps présentant un grand volume [...]. C'est donc un fluide résistant au mouvement, mais qu'il est difficile de connaître parfaitement, car, à cause de sa subtilité, il n'affecte que très peu nos organes. » L'air est donc considéré comme un fluide subtil contenant beaucoup de corpuscules d'espèces différentes et hétérogènes. Il semble même contenir de l'or ! Il pénètre les pores de tous les solides sans « se coaguler » avec eux ; il suffit de « détruire les prisons où il est retenu » pour qu'il en ressorte sans avoir subi aucun changement. Au milieu du xviiie siècle, Buffon écrivait encore : « Nous ignorons actuellement quelle est la figure des parties constituantes des corps ; l'eau, l'air, la terre, les métaux, toutes les matières homogènes sont certainement composées de parties élémentaires semblables entre elles, mais dont la forme est inconnue. » Dans son livre Vegetable Staticks, Stephen Hales ne rapporte pas moins de cent vingt-quatre expériences sur l'air et les fluides et montre que les propriétés physiologiques de l'air sont variables suivant les cas, bien qu'il obéisse toujours à la loi de Boyle-Mariotte ; il considère donc que l'air existe sous deux formes différentes : l'« air élastique » et l'« air fixe », ou « air permanent ». Pour la première fois, on commence à recueillir l'air dans des flacons pleins d'eau renversés sur une cuve à eau (on utilisera ensuite le mercure), mais ce n'est qu'en 1753 que Joseph Black (1728-1799) démontre que l'air fixe de Hales n'a pas les mêmes propriétés que l'air ordinaire et qu'il est identique au « gaz Silvestris » de Van Helmont, c'est-à-dire à notre dioxyde de carbone (CO2), libéré pendant les fermentations. Mais la chimie des gaz est difficile ; et, quand Scheele (1742-1786) et Priestley (1733-1804) préparent, peu avant Lavoisier, l'« air du feu », ils pensent qu'il s'agit d'une combinaison de phlogistique et d'eau ; de même, en préparant l'oxygène par calcination de l'oxyde de mercure, Priestley pense avoir isolé l'« air déphlogistiqué » (protoxyde d'azote), tandis que l'« air phlogistiqué » (notre azote), dégagé pendant la combustion, ne peut entretenir le feu. À cet air déphlogistiqué « éminemment respirable » Lavoisier a donné le nom d'oxygène, pensant qu'il était le constituant de tous les acides. Lorsque Cavendish (1731-1810) isola l'hydrogène, il crut avoir identifié le phlogistique.

Stephen Hales

Photographie : Stephen Hales

Chimiste et naturaliste anglais, le pasteur Hales (1677-1761) pratiquait avec rigueur et modestie son ministère scientifique, tout comme sa conviction religieuse. 

Crédits : Science & Society Picture Library/ Getty Images

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Scheele reconnut que l'air n'est pas un élément simple, mais un composé de deux gaz. Sa composition exacte ne sera établie qu'au début du xxe siècle, avec la découverte des gaz rares dont l'air contient des quantités infimes.

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Pour citer l’article

Georges KAYAS, « AIR, élément », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/air-element/