Tous les jours, nous parlons de «pression» sans vraiment comprendre ce phénomène. Prenez par exemple un simple ballon d'anniversaire gonflé à l'aide d'une pompe. Banal, penserez-vous? Mais pour que ce principe soit approuvé de tous, il a fallu qu'un grand chimiste le démontre d'une façon rationnelle. Et cette personne se nomme Sir Robert Boyle, un Irlandais né en 1627. Le principe que nous avons énoncé est connu sous le nom de la compressibilité des gaz. Nous allons revenir sur cette théorie bien sûr, en plus de parler des effets de cette découverte sur notre société, en espérant que vous comprendrez mieux toute l'étendue de cette grande découverte.
Biographie
Sir Robert Boyle est né voilà 376 ans, cadet d’une famille noble de quatorze enfants, et sa découverte reste on ne peut plus moderne. Pour y arriver, il a dû travailler très fort. Le nombre d'écoles qu’il a fréquentées est impressionnant. D’abord, il est allé à Eaton College, à Windsor, en Angleterre. Puis, à l'âge de douze ans, il eut un professeur privé qui l’a suivi pendant plus de cinq ans dans ses voyages à travers la Suisse à la découverte des œuvres de Galilée. Il s'installa ensuite à Dorset en Angleterre et commença le début de sa vie de scientifique. Il a vécu à Oxford à partir de 1656. Il a profité d’une étroite collaboration avec un dénommé Robert Hooke alors qu’ils ont élaboré une pompe à air pour effectuer des expériences sur l’élasticité des gaz. Il est finalement décédé en 1691.
Ses découvertes
Avant de commencer ses expériences sur les gaz, Robert Boyle a expérimenté avec les liquides. En construisant une pompe à eau, il a essayé, sans trop de succès, de comprimer de l’eau. Après quelques essais, il en a conclu que les liquides ne se comprimaient pas. Aujourd’hui, nous savons que c’est impossible à cause du manque d’espace entre les molécules d’eau. À l’époque, Boyle se demandait pourquoi et il a finalement poursuivi ses recherches, mais en s’intéressant aux gaz.
Il a construit une pompe à air avec Robert Hooke, le premier inventeur de cette pompe, et a ainsi pu travailler sur les gaz. Il a fait des expériences sur l’élasticité de l’air et sur la nécessité de cet air pour un organisme vivant, en plaçant des animaux sous une cloche où il créait le vide.
Suite à ses expériences avec la pompe à air de Hooke, Robert Boyle a trouvé une loi sur la «nouvelle» propriété des gaz qu’il a étudiée. La loi sur la compression des gaz, qui dit qu’à température constante, le volume d’un gaz est indirectement proportionnel à sa pression, a été et est toujours un «plus» dans l’histoire de la recherche sur les gaz. Mais bizarrement, en même temps, Mariotte (un scientifique français) a lui aussi trouvé une loi sur le même phénomène et cela sans même avoir consulté Boyle! Donc, aujourd’hui, la loi sur la compression des gaz porte le nom de Loi de Boyle-Mariotte en l’honneur de ces deux grands chercheurs.
Impact sur la société
La loi de la compression des gaz nous a appris qu’on peut donc les enfermer dans des bonbonnes qui résistent à la pression, car si on augmente le volume d’un gaz dans un contenant fermé donné, la pression à l’intérieur du contenant augmentera elle aussi. En comparaison, une bonbonne d’oxygène contient beaucoup plus de gaz lorsqu’il est comprimé qu’une simple bonbonne ouverte qui contiendrait de l’air «libre». De plus, comme on peut stocker les gaz et qu’ils prennent moins d’espace, on peut aussi les transporter. Ainsi, il est maintenant possible d’emporter avec soi autant de gaz qu’il en faut et cela, dans un minimum d’espace. On peut penser aux pipelines, qui «transportent» le gaz naturel à travers tout le pays. Si on ne pouvait le stocker, on ne pourrait pas en transporter une aussi grande quantité.
Depuis que la loi de Boyle a été découverte, l’usage des gaz s’est répandu et on en trouve maintenant dans presque tous les domaines. On pense notamment à la plongée sous-marine, où le gaz est compressé dans une bouteille pour permettre aux plongeurs de respirer sous l’eau sans avoir à remonter à la surface ni emporter avec eux d’énormes quantités d’air non comprimé! Et que serait l’été sans les barbecues qui fonctionnent eux aussi avec du gaz comprimé? En médecine, l’oxygène est lui aussi comprimé et «embouteillé» dans une bonbonne pour permettre aux médecins et aux ambulanciers d’en conserver de grandes quantités dans un espace réduit en prévision d’urgences. Bref, plusieurs domaines utilisent les gaz comprimés et ceux nommés ci-dessus n’en sont qu’une infime partie.
Conclusion
Finalement, si aujourd’hui il nous est possible de stocker les gaz et aussi de les transporter, c’est grâce à Boyle. Suite à ses recherches, expériences et découvertes, nous pouvons utiliser les gaz dans plusieurs domaines. Toutefois, malgré ses découvertes, ainsi que celles de Charles et de Gay-Lussac, ils n’en demeurent pas moins un peu mystérieux. C’est donc dire qu’il nous en reste encore beaucoup à découvrir sur les gaz et leurs propriétés… Et puis, allons-nous enfin réussir à fabriquer un contenant sécuritaire capable de transporter l’hydrogène qui fera avancer nos futures automobiles écologiques?
Bibliographie
«gaz». Encyclopédie Microsoft Encarta 1998 [CD-ROM]. Microsoft Corporation, 1997. «Robert Boyle». Larousse: Encyclopédie des sciences [CD-ROM]. Version originale, Dorling Kindersley Multimedia, 1994. Cré@vision inc. (Page consultée le 6 février 2003). Boyle, Robert, [En ligne]. Adresse URL: http://atomos.cssmi.qc.ca/article.php?id=41&se=3 Catalog of the Scientific Community. (Page consultée le 3 février 2003). Boyle, Robert, [En ligne]. Adresse URL: http://es.rice.edu/ES/humsoc/Galileo/Catalog/Files/boyle.html Info Science,. (Page consultée le 6 février 2003). Boyle Robert, [En ligne]. Adresse URL: http://www.infoscience.fr/histoire/biograph/biograph.php3?Ref=12 Lycos. (Page consultée le 6 février 2003). ROBERT BOYLE, [En ligne]. Adresse URL: http://membres.lycos.fr/thvincent/boyle.htm
Recherche : Alexandrine Gagné et Amy White, Centre Le Goéland, Sherbrooke (Québec), CANADA.
Validation du contenu : Marc Richard
Révision linguistique : Béatrice Migneault
|
|
© Copyright 1997-2003
Tous droits réservés à l'Association québécoise des utilisateurs de l'ordinateur
au primaire-secondaire (AQUOPS-CyberScol).
Conçu et administré par Marc
Richard.