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Antoine Lavoisier, né Antoine Laurent de Lavoisier le 26 août 1743 à Paris et guillotiné le 8 mai 1794 à Paris, est un chimiste, philosophe et économiste français. Il a énoncé la première version de la loi de conservation de la matière, identifié et baptisé l'oxygène (1778), démis la théorie phlogistique, et participé à la réforme de la nomenclature chimique. Il est souvent fait référence à Lavoisier en tant que père de la chimie moderne.
En 1771, il épouse [1]Marie-Anne Pierrette Paulze, alors âgée de 13 ans. Au fil du temps, elle se révèle être une aide et collègue scientifique de son époux. Elle traduit des documents en anglais pour lui, incluant l'Essai sur la Phlogistique de Richard Kirwan et les recherches de Joseph Priestley. Elle réalise de nombreux croquis et gravures des instruments de laboratoire utilisés par Lavoisier et ses collègues. Elle écrit et publie également les mémoires de Lavoisier (bien qu'aucune version anglaise qui aurait subsisté ne soit connue à ce jour) et fut l'hôte de soirées pendant lesquelles d'éminents scientifiques discutèrent d'idées et problèmes relatifs à la chimie.
À partir de 1775, Lavoisier sert à l'Administration royale des poudres : son travail se traduira par des améliorations dans la production de la poudre et dans le domaine de l'agrochimie, par la création d'une nouvelle méthode de production du salpêtre avec la potasse d'Alsace.
Son étude des lois est d'une importance capitale dans la vie de Lavoisier. Elle l'amène à s'intéresser à la politique française, et en conséquence, il obtient un travail comme percepteur d'impôt à l'âge de vingt-six ans dans la Ferme générale, une compagnie privée de collecte d'impôts. Il a essayé de présenter des réformes dans le système monétaire français et dans le système d'imposition. Dans son travail pour le gouvernement, il a participé au développement du système métrique pour fixer l'uniformité des poids et des mesures dans l'ensemble de la France.
Curieusement, son poste de fermier général est à l'origine de ses principales découvertes scientifiques en chimie. Ce poste met à sa disposition la balance la plus précise d'Europe. Cette balance lui permet de procèder à des pesées moléculaires de divers gaz avec une marge d'erreur jusqu'alors inégalée.
Étant l'un des vingt-huit fermiers généraux, Lavoisier est stigmatisé comme traître par les révolutionnaires en 1794 et guillotiné lors de la Terreur à Paris le 8 mai 1794, à l'âge de cinquante ans, en même temps que l'ensemble de ses collègues. Ayant demandé un sursis pour pouvoir achever une expérience, il s’entend répondre par Jean-Baptiste Coffinhal, le président du tribunal révolutionnaire : « La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes ; le cours de la justice ne peut être suspendu. »[2] (cette célérité s'explique par le fait que les biens des condamnés étaient confisqués au profit de l'État et les fermiers généraux possédaient les plus grosses fortunes de France.) Il est inhumé au cimetière des Errancis.
Le lendemain de l'exécution de Lavoisier, le grand savant Louis Lagrange regretta le geste du tribunal révolutionnaire en disant ces paroles : « Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en reproduire une semblable. »
L'une des plus importantes recherches de Lavoisier a été de redéterminer la nature du phénomène de combustion. Ses expériences permirent de démontrer que la combustion est un processus qui implique la combinaison d'une substance avec l'oxygène. Il démontre également le rôle de l'oxygène dans la respiration végétale et animale, ainsi que son rôle dans la formation de la rouille. L'explication de Lavoisier sur la combustion remplace la théorie phlogistique, qui postule que les matériaux relâchent une substance appelée phlogiston lorsqu'ils brûlent.
Il découvre aussi que l'air inflammable de Henry Cavendish, qu'il baptise hydrogène (du grec « formeur d'eau »), réagit avec l'oxygène pour former une rosée, qui est de l'eau, comme l'a remarqué Joseph Priestley. Le travail de Lavoisier est en partie basé sur celui de Priestley.
Dans les ouvrages Sur la combustion en général et Considérations générales sur la nature des acides (1778), il démontre que l'air responsable de la combustion est aussi une source d'acidité. En 1779, il nomme cette partie de l'air « oxygène » (du grec « formeur d'acide ») et l'autre partie « azote » (du grec « sans vie »). Dans ses Réflexions sur le phlogistique (1783), Lavoisier démontre que cette théorie phlogistique n'est pas cohérente.
Les expériences de Lavoisier sont parmi les premières expériences chimiques véritablement quantitatives jamais exécutées. Il a prouvé que, bien que la matière change d'état dans une réaction chimique, la masse totale des réactifs et des produits reste identique du début jusqu'à la fin de la réaction. Il brûla du phosphore et du soufre dans l'air, et montra que les produits pesaient plus que les réactifs de départ. Néanmoins, le poids gagné était perdu par l'air. Ces expériences ont été des preuves à la base de la loi de conservation de la matière. Lavoisier a aussi étudié la composition de l'eau, et il appelle ses composants « oxygène » et « hydrogène ».
En 1784, Lavoisier fait partie d'une commission nommée par Louis XVI pour étudier la pratique du magnétisme animal avec le médecin Joseph Ignace Guillotin, l'astronome Jean Sylvain Bailly et l'ambassadeur des États-Unis en France, Benjamin Franklin.
Avec le chimiste Claude Louis Berthollet et d'autres, Lavoisier conçoit une nomenclature chimique ou un système des noms qui sert de base au système moderne. Il la décrit dans la Méthode de nomenclature chimique (1787). Ce système est toujours en grande partie en service au XXIe siècle, y compris des noms tels que l'acide sulfurique, les sulfates et les sulfites. Son Traité élémentaire de chimie (1789) est considéré comme le premier manuel chimique moderne, et présente une vue unifiée des nouvelles théories de chimie, fournit un rapport clair de la loi de la conservation de la masse et nie l'existence du phlogiston. En outre, Lavoisier clarifie le concept d'un élément comme substance simple qui ne peut être décomposée par aucune méthode connue d'analyse chimique, et conçoit une théorie de la formation des composés chimiques des éléments.
Expériences de Lavoisier sur la respiration humaine
De plus, son ouvrage contient une liste d'éléments ou substances qui ne peuvent être décomposées davantage, incluant l'oxygène, l'azote, l'hydrogène, le phosphore, le mercure, le zinc et le soufre. Sa liste, cependant, inclut également la lumière et la chaleur, qu'il pensait être des substances matérielles.
Les contributions fondamentales de Lavoisier à la chimie sont le résultat d'un effort conscient d'adapter toutes les expériences dans le cadre d'une théorie simple. Il a établi l'utilisation cohérente de l'équilibre chimique, a utilisé ses découvertes sur l'oxygène pour renverser la théorie phlogistique, et a développé un nouveau système de nomenclature chimique qui soutient que l'oxygène est un constituant essentiel de tous les acides (ce qui plus tard se révéla incorrect). Pour la première fois, la notion moderne d'élément est présentée systématiquement. Les trois ou quatre éléments de la chimie classique ont conduit au développement du système moderne, et Lavoisier a traduit des réactions dans les équations chimiques qui respectaient la loi de conservation des masses.
La maxime « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » attribuée à Lavoisier, est simplement la reformulation d'une phrase d'Anaxagore de Clazomènes : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ». Dans son Traité élémentaire de chimie de 1789, Lavoisier parle de la matière en ces termes : « On voit que, pour arriver à la solution de ces deux questions, il fallait d'abord bien connaître l'analyse et la nature du corps susceptible de fermenter, et les produits de la fermentation ; car rien ne se crée, ni dans les opérations de l'art, ni dans celles de la nature, et l'on peut poser en principe que, dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l'opération ; que la qualité et la quantité des principes est la même, et qu'il n'y a que des changements, des modifications. »[3] (à noter que pour Lavoisier, la « quantité de matière » signifiait le poids ou la masse ; de nos jours la quantité de matière est plutôt le nombre de moles, et il faut dire qu'il y a une masse égale avant et après l'opération).
En 1778, trois ans après la mort de son père, Lavoisier achète le domaine de Fréchines près de Blois et se prend d'une passion discrète pour l' agriculture. Il se rend trois fois par an sur ses terres, pour deux à trois semaines, en compagnie de Madame Lavoisier qui assure la correspondance avec le gestionnaire local, le notaire Lefebvre[4].
Ce domaine est l'occasion pour Lavoisier de mettre en pratique les travaux de Duhamel du Monceau. Au bout de dix ans, Lavoisier rédige un compte-rendu de ses recherches à la Société royale d'agriculture et déclare qu'il lui faudra encore une décennie pour confirmer ses résultats. Peu avant sa mort sur l'échafaud, il rédige un traité d'agriculture qu'il déclare pratiquement terminé en 1793[4].
Ses idées sur l'utilisation du fumier sont très conventionnelles pour l'époque. Ainsi, il montre que des apports massifs permettent d'augmenter lentement les rendements. Vers la fin de sa vie il est confronté à la théorie de l'humus soutenue par Jean Henri Hassenfratz. Cette théorie, qui postule que seul l'humus est capable de nourrir les végétaux, est fausse et prévalut jusqu'aux travaux de Justus von Liebig en 1840. Lavoisier rédige anonymement un programme de recherche que l'Académie des sciences aurait dû proposer au concours en 1794, date où la Convention supprima l'Académie et condamna Lavoisier. Dans ce programme, Lavoisier décrit le cycle des composants de la matière à la surface de la terre (le cycle réduction-oxydation) et oppose la « végétalisation » (la photosynthèse) à la combustion et aux fermentations. En ce sens, il annonce les grandes découvertes agronomiques du XIXe siècle[4].
Avec de réelles qualités scientifiques, des instruments et une méthode de travail précise, Lavoisier installa la chimie sur une base nouvelle qui conduira à la chimie moderne. Les chimistes qui l'ont suivi pourront alors s'orienter dans leur science grâce à des recherches contrôlées.
Antoine Lavoisier, né Antoine Laurent de Lavoisier le 26 août 1743 à Paris et guillotiné le 8 mai 1794 à Paris, est un chimiste, philosophe et économiste français. Il a énoncé la première version de la loi de conservation de la matière, identifié et baptisé l'oxygène (1778), démis la théorie phlogistique, et participé à la réforme de la nomenclature chimique. Il est souvent fait référence à Lavoisier en tant que père de la chimie moderne.
Biographie
Né dans une famille aisée à Paris, Antoine Laurent de Lavoisier hérita d'une grande fortune à l'âge de cinq ans après le décès de sa mère. Il fréquente le collège des Quatre-Nations de 1754 à 1761, où il étudie la chimie, la botanique, l'astronomie et les mathématiques. De 1761 à 1763, il étudie le droit à l'Université de Paris et est diplômé en droit en 1763. Durant cette même époque, il continue à assister à des conférences concernant les sciences naturelles. Sa première publication dans le domaine de la chimie paraît en 1764. En 1767, il travaille sur une étude géologique de l'Alsace et de la Lorraine. Parrainé par Henri Louis Duhamel du Monceau, grand ami de son père, il est élu membre de l'Académie des sciences le 18 mai 1768.En 1771, il épouse [1]Marie-Anne Pierrette Paulze, alors âgée de 13 ans. Au fil du temps, elle se révèle être une aide et collègue scientifique de son époux. Elle traduit des documents en anglais pour lui, incluant l'Essai sur la Phlogistique de Richard Kirwan et les recherches de Joseph Priestley. Elle réalise de nombreux croquis et gravures des instruments de laboratoire utilisés par Lavoisier et ses collègues. Elle écrit et publie également les mémoires de Lavoisier (bien qu'aucune version anglaise qui aurait subsisté ne soit connue à ce jour) et fut l'hôte de soirées pendant lesquelles d'éminents scientifiques discutèrent d'idées et problèmes relatifs à la chimie.
À partir de 1775, Lavoisier sert à l'Administration royale des poudres : son travail se traduira par des améliorations dans la production de la poudre et dans le domaine de l'agrochimie, par la création d'une nouvelle méthode de production du salpêtre avec la potasse d'Alsace.
Son étude des lois est d'une importance capitale dans la vie de Lavoisier. Elle l'amène à s'intéresser à la politique française, et en conséquence, il obtient un travail comme percepteur d'impôt à l'âge de vingt-six ans dans la Ferme générale, une compagnie privée de collecte d'impôts. Il a essayé de présenter des réformes dans le système monétaire français et dans le système d'imposition. Dans son travail pour le gouvernement, il a participé au développement du système métrique pour fixer l'uniformité des poids et des mesures dans l'ensemble de la France.
Curieusement, son poste de fermier général est à l'origine de ses principales découvertes scientifiques en chimie. Ce poste met à sa disposition la balance la plus précise d'Europe. Cette balance lui permet de procèder à des pesées moléculaires de divers gaz avec une marge d'erreur jusqu'alors inégalée.
Étant l'un des vingt-huit fermiers généraux, Lavoisier est stigmatisé comme traître par les révolutionnaires en 1794 et guillotiné lors de la Terreur à Paris le 8 mai 1794, à l'âge de cinquante ans, en même temps que l'ensemble de ses collègues. Ayant demandé un sursis pour pouvoir achever une expérience, il s’entend répondre par Jean-Baptiste Coffinhal, le président du tribunal révolutionnaire : « La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes ; le cours de la justice ne peut être suspendu. »[2] (cette célérité s'explique par le fait que les biens des condamnés étaient confisqués au profit de l'État et les fermiers généraux possédaient les plus grosses fortunes de France.) Il est inhumé au cimetière des Errancis.
Le lendemain de l'exécution de Lavoisier, le grand savant Louis Lagrange regretta le geste du tribunal révolutionnaire en disant ces paroles : « Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en reproduire une semblable. »
Lavoisier, père de la chimie moderne
Il découvre aussi que l'air inflammable de Henry Cavendish, qu'il baptise hydrogène (du grec « formeur d'eau »), réagit avec l'oxygène pour former une rosée, qui est de l'eau, comme l'a remarqué Joseph Priestley. Le travail de Lavoisier est en partie basé sur celui de Priestley.
Dans les ouvrages Sur la combustion en général et Considérations générales sur la nature des acides (1778), il démontre que l'air responsable de la combustion est aussi une source d'acidité. En 1779, il nomme cette partie de l'air « oxygène » (du grec « formeur d'acide ») et l'autre partie « azote » (du grec « sans vie »). Dans ses Réflexions sur le phlogistique (1783), Lavoisier démontre que cette théorie phlogistique n'est pas cohérente.
Les expériences de Lavoisier sont parmi les premières expériences chimiques véritablement quantitatives jamais exécutées. Il a prouvé que, bien que la matière change d'état dans une réaction chimique, la masse totale des réactifs et des produits reste identique du début jusqu'à la fin de la réaction. Il brûla du phosphore et du soufre dans l'air, et montra que les produits pesaient plus que les réactifs de départ. Néanmoins, le poids gagné était perdu par l'air. Ces expériences ont été des preuves à la base de la loi de conservation de la matière. Lavoisier a aussi étudié la composition de l'eau, et il appelle ses composants « oxygène » et « hydrogène ».
En 1784, Lavoisier fait partie d'une commission nommée par Louis XVI pour étudier la pratique du magnétisme animal avec le médecin Joseph Ignace Guillotin, l'astronome Jean Sylvain Bailly et l'ambassadeur des États-Unis en France, Benjamin Franklin.
Avec le chimiste Claude Louis Berthollet et d'autres, Lavoisier conçoit une nomenclature chimique ou un système des noms qui sert de base au système moderne. Il la décrit dans la Méthode de nomenclature chimique (1787). Ce système est toujours en grande partie en service au XXIe siècle, y compris des noms tels que l'acide sulfurique, les sulfates et les sulfites. Son Traité élémentaire de chimie (1789) est considéré comme le premier manuel chimique moderne, et présente une vue unifiée des nouvelles théories de chimie, fournit un rapport clair de la loi de la conservation de la masse et nie l'existence du phlogiston. En outre, Lavoisier clarifie le concept d'un élément comme substance simple qui ne peut être décomposée par aucune méthode connue d'analyse chimique, et conçoit une théorie de la formation des composés chimiques des éléments.
Les contributions fondamentales de Lavoisier à la chimie sont le résultat d'un effort conscient d'adapter toutes les expériences dans le cadre d'une théorie simple. Il a établi l'utilisation cohérente de l'équilibre chimique, a utilisé ses découvertes sur l'oxygène pour renverser la théorie phlogistique, et a développé un nouveau système de nomenclature chimique qui soutient que l'oxygène est un constituant essentiel de tous les acides (ce qui plus tard se révéla incorrect). Pour la première fois, la notion moderne d'élément est présentée systématiquement. Les trois ou quatre éléments de la chimie classique ont conduit au développement du système moderne, et Lavoisier a traduit des réactions dans les équations chimiques qui respectaient la loi de conservation des masses.
La maxime « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » attribuée à Lavoisier, est simplement la reformulation d'une phrase d'Anaxagore de Clazomènes : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ». Dans son Traité élémentaire de chimie de 1789, Lavoisier parle de la matière en ces termes : « On voit que, pour arriver à la solution de ces deux questions, il fallait d'abord bien connaître l'analyse et la nature du corps susceptible de fermenter, et les produits de la fermentation ; car rien ne se crée, ni dans les opérations de l'art, ni dans celles de la nature, et l'on peut poser en principe que, dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l'opération ; que la qualité et la quantité des principes est la même, et qu'il n'y a que des changements, des modifications. »[3] (à noter que pour Lavoisier, la « quantité de matière » signifiait le poids ou la masse ; de nos jours la quantité de matière est plutôt le nombre de moles, et il faut dire qu'il y a une masse égale avant et après l'opération).
Lavoisier, un agronome discret
Ce domaine est l'occasion pour Lavoisier de mettre en pratique les travaux de Duhamel du Monceau. Au bout de dix ans, Lavoisier rédige un compte-rendu de ses recherches à la Société royale d'agriculture et déclare qu'il lui faudra encore une décennie pour confirmer ses résultats. Peu avant sa mort sur l'échafaud, il rédige un traité d'agriculture qu'il déclare pratiquement terminé en 1793[4].
Ses idées sur l'utilisation du fumier sont très conventionnelles pour l'époque. Ainsi, il montre que des apports massifs permettent d'augmenter lentement les rendements. Vers la fin de sa vie il est confronté à la théorie de l'humus soutenue par Jean Henri Hassenfratz. Cette théorie, qui postule que seul l'humus est capable de nourrir les végétaux, est fausse et prévalut jusqu'aux travaux de Justus von Liebig en 1840. Lavoisier rédige anonymement un programme de recherche que l'Académie des sciences aurait dû proposer au concours en 1794, date où la Convention supprima l'Académie et condamna Lavoisier. Dans ce programme, Lavoisier décrit le cycle des composants de la matière à la surface de la terre (le cycle réduction-oxydation) et oppose la « végétalisation » (la photosynthèse) à la combustion et aux fermentations. En ce sens, il annonce les grandes découvertes agronomiques du XIXe siècle[4].
Postérité
Les contemporains de Lavoisier étaient convaincus que la matière était composée des quatre éléments fondamentaux : la terre, l'air, l'eau et le feu et la théorie du phlogistique était aussi très vraisemblable à cette époque.Avec de réelles qualités scientifiques, des instruments et une méthode de travail précise, Lavoisier installa la chimie sur une base nouvelle qui conduira à la chimie moderne. Les chimistes qui l'ont suivi pourront alors s'orienter dans leur science grâce à des recherches contrôlées.
Publications de Lavoisier
- Instruction sur les moyens de suppléer à la disette des fourrages, et d’augmenter la subsistance des bestiaux, Supplément à l’instruction sur les moyens de pourvoir à la disette des fourrages, publiée par ordre du Roi le 31 mai 1785, Paris : Impr. royale, Strasbourg : Impr. de Levrault, Lille : impr. de N.-J.-B. Peterinck-Cramé, et Lyon : Impr. de la Ville (Aimé de La Roche), 1785, in-4°, 16 p.
- Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes, 1789, deux volumes ; rééd., Bruxelles : Cultures et Civilisations, 1965.
- Œuvres complètes d'Antoine Lavoisier en ligne, publié sous la direction de Pietro Corsi et Patrice Bret, CRHST-CNRS, Paris, 2003. Ce site est développé par le centre de recherche en histoire des sciences et des techniques du CNRS.
Bibliographie
- M. Daumas, Lavoisier, théoricien et expérimentateur, Paris : Presses Universitaires de France, 1955.
- B. Bensaude-Vincent, Lavoisier, Mémoires d'une révolution, Paris : Flammarion, 1993.
- Lucien Scheler, Antoine-Laurent Lavoisier, Paris : Seghers, 1964, 202 p.
- Bernard Vidal, Histoire de la chimie, Paris : Presses Universitaires de France, 1985, 123 p.
- « Les pères fondateurs de la science », Science et Vie, avril 1993, hors série, nº 14, 94 p.
- Jean Boulaine, « Lavoisier, son domaine de Freschines [Loir-et-Cher] et l’agronomie », Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie d’agriculture de France (Paris), 1994, vol. 80, n° 4, p. 67-73
- Jean Boulaine, « Lavoisier, perspective de son œuvre agronomique », Sciences (Paris), 1995, n° 95, p. 47-53
- André Cauderon, « Lavoisier et l’agronomie », in Il y a 200 ans Lavoisier. Actes du Colloque organisé à l’occasion du bicentenaire de la mort d’Antoine Laurent Lavoisier, le 8 mai 1794. Paris et Blois, 3-6 mai 1994, Paris : Académie des Sciences, 1995, p. 19-28
- Claude Viel, « Deux propriétaires terriens éminents : Lavoisier, dans le Blésois et Chaptal, en Touraine », Mémoires de l’Académie des sciences, arts et belles-lettres de Touraine (Tours), 1995, t. 8, p. 75-92
- (fr) Jean Boulaine et Jean-Paul Legros, D'Olivier de Serres à René Dumont. Portraits d'agronomes, TEC & DOC Lavoisier, 1998 (ISBN 2-7430-0289-1)
Notes et références
- A.Demazière, Encyclopédie des mots historiques vrais et faux, p. 285, Famot, Genève, 1980.
- A. Demazière, Encyclopédie des mots historiques vrais et faux, p. 285, Famot, Genève, 1980.
- Antoine Lavoisier, Traité de élémentaire de chimie [archive], p. 101.
- Jean Boulaine, Jean-Paul Legros, D'Olivier de Serres à René Dumont, portraits d'Agronomes
Articles connexes
Liens externes
- L'édition électronique des Œuvres de Lavoisier publiée sous la direction de Pietro Corsi et Patrice Bret par le centre de recherche en histoire des sciences du CNRS
- Ouvrages de Lavoisier numérisés par le SCD de l' Université Louis Pasteur de Strasbourg
- Documents
- Analyse du portrait de Lavoisier et de sa femme par David
