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il avait essayé, en 1871, de trouver une formule mathématique établissant une relation entre le nombre, les dimensions des particules troublantes (supposées très petites par rapport aux longueurs d'onde), leur nombre par cm3, la longueur d'onde de la lumière incidente et la proportion de lumière diffusée latéralement par un milieu d'indices de réfraction donné. Il revint sur cette formule en 1899, alors qu'annobli par le Gouvernement britannique, il avait choisi le nom de lord Rayleigh, lequel est aujourd'hui universellement connu. Utilisant certaines données expérimentales, en particulier les renseignements qu'on possédait, à cette époque, sur la transparence de l'atmosphère et conséquemment sur la proportion de lumière qu'elle diffusait, il s'en servit pour calculer, à l'aide de sa formule, le nombre de particules diffusantes que devait renfermer un centimètre cube d'air. Or le nombre, auquel il parvint, fut du même ordre de grandeur que le nombre de molécules que doit renfermer ce même centimètre cube, d'après la théorie cinétique des gaz : à savoir quelques milliards de milliards. Ajoutons que, d'après cette même théorie, le diamètre d'une molécule serait environ dix mille fois plus petit que la longueur des ondulations lumineuses. En raison de cette coïncidence, lord Rayleigh suggéra que les particules produisant l'azur du ciel n'étaient peut-être nullement des particules étrangères, mais simplement les molécules mêmes de l'air. Ainsi qu'on le voit si souvent dans l'histoire des sciences, il revenait, là, vers une idée qui n'était pas nouvelle, en l'appuyant d'un argument nouveau. L'abbé Mariotte l'avait énoncée il y a bien longtemps, et plus tard, il y a bien longtemps encore, Bouguer l'avait développée avec un certain succès. Un passage du mémoire de Xavier peut donner à croire que lui aussi penchait vers une explication de cette sorte. Parlant des faits qu'il allait examiner, il s'exprime ainsi : « J'ai cru voir qu'ils dépendent tous de la propriété particulière que possède le rayon bleu d'être réfléchi de préférence aux autres rayons plus ou moins réfrangibles, par la simple résistance mécanique des molécules des corps qui transmettent la lumière. » On retrouve la même interprétation, énoncée avec une netteté parfaite, dans une
produisant l'azur du ciel n'étaient peut-être nullement des particules étrangères, mais simplement les molécules mêmes de l'air. Ainsi qu'on le voit si souvent dans l'histoire des sciences, il revenait, là, vers une idée qui n'était pas nouvelle, en l'appuyant d'un argument nouveau. L'abbé Mariotte l'avait énoncée il y a bien longtemps, et plus tard, il y a bien longtemps encore, Bouguer l'avait développée avec un certain succès. Un passage du mémoire de Xavier peut donner à croire que lui aussi penchait vers une explication de cette sorte. Parlant des faits qu'il allait examiner, il s'exprime ainsi : « J'ai cru voir qu'ils dépendent tous de la propriété particulière que possède le rayon bleu d'être réfléchi de préférence aux autres rayons plus ou moins réfrangibles, par la simple résistance mécanique des molécules des corps qui transmettent la lumière. » On retrouve la même interprétation, énoncée avec une netteté parfaite, dans une étude de Lallemand, publiée en 1869, c'est-à-dire antérieurement à celle du même auteur dont nous avons parlé au début. Il attribuait la diffusion de la lumière à l'éther condensé autour de chaque molécule. Pour lui, un faisceau de lumière, traversant un corps transparent, doit toujours donner lieu à une trace visible latéralement, et le phénomène doit essentiellement dépendre de la nature du milieu qui le produit. En réalité, lord Rayleigh n'allait pas aussi loin : pour établir sa formule, il avait supposé que les molécules du milieu possédaient une indépendance à peu près complète, hypothèse vraisemblable quand il s'agit des gaz, mais plus discutable s'il est question des liquides, et tout à fait inadmissible avec les corps solides. Lallemand ne se borna pas à émettre une opinion, il essaya de la justifier par des expériences. Malheureusement, Soret, de Genève, fit voir que le savant lyonnais n'avait pas poussé assez loin la purification des substances transparentes qu'il utilisait, de sorte qu'on pouvait attribuer la luminosité observée à une diffusion par les particules étrangères non éliminées. D'ailleurs les expériences que Tyndall avait entreprises vers la même époque semblèrent clore le débat. Au cours de ces recherches, et encore en 1876, il n'avait
visible latéralement, et le phénomène doit essentiellement dépendre de la nature du milieu qui le produit. En réalité, lord Rayleigh n'allait pas aussi loin : pour établir sa formule, il avait supposé que les molécules du milieu possédaient une indépendance à peu près complète, hypothèse vraisemblable quand il s'agit des gaz, mais plus discutable s'il est question des liquides, et tout à fait inadmissible avec les corps solides. Lallemand ne se borna pas à émettre une opinion, il essaya de la justifier par des expériences. Malheureusement, Soret, de Genève, fit voir que le savant lyonnais n'avait pas poussé assez loin la purification des substances transparentes qu'il utilisait, de sorte qu'on pouvait attribuer la luminosité observée à une diffusion par les particules étrangères non éliminées. D'ailleurs les expériences que Tyndall avait entreprises vers la même époque semblèrent clore le débat. Au cours de ces recherches, et encore en 1876, il n'avait jamais pu distinguer l'espace parcouru à travers l'air par un faisceau lumineux. Cet espace restait aussi obscur que l'espace adjacent non éclairé, du moins toutes les fois que l'air avait été desséché et filtré avec soin à travers du coton tassé. Il en concluait que la partie purement gazeuse de notre atmosphère semblait impropre à diffuser la lumière. C'est donc contre cette conclusion que lord Rayleigh faisait appel en 1899. La luminosité à observer devant être très faible, il était essentiel de disposer les expériences de façon qu'aucune lumière parasite ne parvînt à l'œil. En 1902, un physicien anglais, Wood, fit une tentative dans cette voie et observa un fait nouveau qui sans doute le découragea. Lorsqu'il éclairait l'air pour la première fois, cet air ne présentait au début aucune illumination intérieure, mais, après 12 à 15 secondes, la trace du faisceau commençait à apparaître ; puis la luminosité continuait à croître pendant quelques minutes pour devenir ensuite stationnaire. L'action de la lumière avait donc eu pour effet de produire un précipité dans l'air, tout comme elle en produisait un dans les gaz composés étudiés antérieurement par Lallemand, Morren, Tyndall et d'autres. La précipitation était-elle bien un effet de la
notre atmosphère semblait impropre à diffuser la lumière. C'est donc contre cette conclusion que lord Rayleigh faisait appel en 1899. La luminosité à observer devant être très faible, il était essentiel de disposer les expériences de façon qu'aucune lumière parasite ne parvînt à l'œil. En 1902, un physicien anglais, Wood, fit une tentative dans cette voie et observa un fait nouveau qui sans doute le découragea. Lorsqu'il éclairait l'air pour la première fois, cet air ne présentait au début aucune illumination intérieure, mais, après 12 à 15 secondes, la trace du faisceau commençait à apparaître ; puis la luminosité continuait à croître pendant quelques minutes pour devenir ensuite stationnaire. L'action de la lumière avait donc eu pour effet de produire un précipité dans l'air, tout comme elle en produisait un dans les gaz composés étudiés antérieurement par Lallemand, Morren, Tyndall et d'autres. La précipitation était-elle bien un effet de la lumière sur l'air lui-même, ou bien un effet de la lumière sur des traces infinitésimales d'impuretés, par exemple, sur des vapeurs d'hydrocarbone provenant de la graisse des robinets ? Wood ne chercha pas à élucider cette question et abandonna ses recherches. Il n'en publia même les résultats que beaucoup plus tard, en 1918, afin d'appeler l'attention des nouveaux expérimentateurs sur ce point. Ajoutons que Wood se servait d'une étincelle électrique, c'est-à-dire d'une source de lumière riche en radiations dites ultra-violettes ; radiations de trop faible longueur d'onde pour être capables d'impressionner l'œil, mais très aptes, au contraire, à provoquer des réactions chimiques. Cependant, au début de la guerre, en 1915, un jeune physicien français, M. Cabannes, de Montpellier, annonça, dans une courte note, qu'en protégeant avec soin l'œil contre toute lumière parasite, il était arrivé à mettre hors de doute la diffusion latérale de la lumière par l'air pur, ainsi que par les gaz usuels bien filtrés, oxygène, azote, hydrogène. Cette lumière diffusée latéralement fut non seulement perceptible et bleue, mais fut photographiée, et son ordre de grandeur reconnu suffisant pour fournir à lui seul une explication de l'azur du firmament. Ces expériences, qui avaient été faites avant la déclaration
tard, en 1918, afin d'appeler l'attention des nouveaux expérimentateurs sur ce point. Ajoutons que Wood se servait d'une étincelle électrique, c'est-à-dire d'une source de lumière riche en radiations dites ultra-violettes ; radiations de trop faible longueur d'onde pour être capables d'impressionner l'œil, mais très aptes, au contraire, à provoquer des réactions chimiques. Cependant, au début de la guerre, en 1915, un jeune physicien français, M. Cabannes, de Montpellier, annonça, dans une courte note, qu'en protégeant avec soin l'œil contre toute lumière parasite, il était arrivé à mettre hors de doute la diffusion latérale de la lumière par l'air pur, ainsi que par les gaz usuels bien filtrés, oxygène, azote, hydrogène. Cette lumière diffusée latéralement fut non seulement perceptible et bleue, mais fut photographiée, et son ordre de grandeur reconnu suffisant pour fournir à lui seul une explication de l'azur du firmament. Ces expériences, qui avaient été faites avant la déclaration de guerre, furent interrompues par elle, puis reprises plus tard, et leurs résultats d'ensemble publiés en 1921. Dans l'intervalle avaient paru, en 1916, un mémoire du polonais Smoluchowski, aboutissant à la même conclusion, puis en 1918 un autre mémoire de R. J. Strutt, le fils de lord Rayleigh, devenu à son tour lord Rayleigh, après la mort de son illustre père. Si nous acceptons cette conclusion, si l'azur du ciel est dû à la réflexion de la lumière solaire sur les molécules de l'air, la présence des poussières dans l'atmosphère ne pourra qu'altérer cet azur, le rendre moins pur, le faire évoluer vers d'autres teintes. En un certain sens, loin de contribuer à fournir une explication de l'azur, les fines particules, que l'atmosphère peut tenir en suspension, permettraient au contraire d'expliquer pourquoi il y a des jours où le ciel, sans être nuageux, est cependant loin d'être azuré. Renversement des valeurs qui du moins quand on s'en tient au sens littéral des mots — rappelle ce verset du « Paradis » de Dante : Considères le point de départ, Puis où chacun en est venu, Tu verras le blanc changé en noir. Deux points doivent, par conséquent, tout particulièrement retenir
son tour lord Rayleigh, après la mort de son illustre père. Si nous acceptons cette conclusion, si l'azur du ciel est dû à la réflexion de la lumière solaire sur les molécules de l'air, la présence des poussières dans l'atmosphère ne pourra qu'altérer cet azur, le rendre moins pur, le faire évoluer vers d'autres teintes. En un certain sens, loin de contribuer à fournir une explication de l'azur, les fines particules, que l'atmosphère peut tenir en suspension, permettraient au contraire d'expliquer pourquoi il y a des jours où le ciel, sans être nuageux, est cependant loin d'être azuré. Renversement des valeurs qui du moins quand on s'en tient au sens littéral des mots — rappelle ce verset du « Paradis » de Dante : Considères le point de départ, Puis où chacun en est venu, Tu verras le blanc changé en noir. Deux points doivent, par conséquent, tout particulièrement retenir notre attention : Est-il certain que la luminosité observée ne soit pas due à une précipitation produite dans l'air ou dans les autres gaz, par la lumière elle-même ? Est-il de même bien certain, qu'on ait réussi à éliminer toutes les poussières étrangères ? Sur le premier point, les expérimentateurs reconnurent que les radiations à courtes longueurs d'onde agissent sur certains gaz, tels que l'oxygène, la vapeur d'eau, les carbures d'hydrogène, en y déterminant la formation d'un précipité nuageux, comme l'avait observé Wood. Mais avec les gaz usuels bien secs, oxygène, hydrogène, azote, seules les radiations ultra-violettes étaient actives ; les radiations visibles ne l'étaient pas, même en prolongeant considérablement l'exposition. Cependant, ces mêmes radiations visibles agissaient sur la vapeur d'eau, sur quelques carbures d'hydrogène et d'autres gaz composés. Aussi, pour se mettre à l'abri des effets pouvant résulter de traces de ces gaz décomposables, on avait soin de ne pas trop prolonger les expériences. On réduisait en outre la largeur du faisceau incident, ce qui diminuait la masse de gaz éclairée par rapport à la masse totale de gaz contenue dans le récipient. Les conditions n'étaient plus alors exactement les mêmes que celles qui règnent dans la haute atmosphère
reconnurent que les radiations à courtes longueurs d'onde agissent sur certains gaz, tels que l'oxygène, la vapeur d'eau, les carbures d'hydrogène, en y déterminant la formation d'un précipité nuageux, comme l'avait observé Wood. Mais avec les gaz usuels bien secs, oxygène, hydrogène, azote, seules les radiations ultra-violettes étaient actives ; les radiations visibles ne l'étaient pas, même en prolongeant considérablement l'exposition. Cependant, ces mêmes radiations visibles agissaient sur la vapeur d'eau, sur quelques carbures d'hydrogène et d'autres gaz composés. Aussi, pour se mettre à l'abri des effets pouvant résulter de traces de ces gaz décomposables, on avait soin de ne pas trop prolonger les expériences. On réduisait en outre la largeur du faisceau incident, ce qui diminuait la masse de gaz éclairée par rapport à la masse totale de gaz contenue dans le récipient. Les conditions n'étaient plus alors exactement les mêmes que celles qui règnent dans la haute atmosphère où l'action du soleil est nécessairement très prolongée ; et la différence mérite d'autant plus de retenir l'attention qu'on sait quelle remarquable différence se fait sentir dans la transmission des ondes électriques suivant qu'on opère de jour ou de nuit. Sur le second point, les expérimentateurs s'assuraient de l'élimination complète des poussières, en filtrant à nouveau le gaz à travers du coton tassé et vérifiant que la nouvelle filtration ne diminuait plus en rien l'aptitude du gaz à diffuser la lumière. Au total, sur aucun des deux points, les preuves apportées ne sont des preuves directes, positives, ne laissant prise à aucune contestation. Souvenons-nous de la finesse extraordinaire des particules auxquelles Tyndall faisait appel pour expliquer le bleu du ciel. C'étaient, disait-il, des infiniment petits « auprès desquels les êtres microscopiques sont littéralement immenses » ; capables, par conséquent, de traverser vraisemblablement tous les filtres. Souvenons-nous qu'il ne lui en fallait que quelques grammes, répandus dans la masse formidable de l'atmosphère ; c'est-à-dire une proportion infime ; en sorte qu'on peut se demander si la masse d'air sur laquelle opéraient les expérimentateurs ne renfermait pas proportionnellement autant de ces particules étrangères ; particules ayant pu, par exemple, provenir de précipitations
des poussières, en filtrant à nouveau le gaz à travers du coton tassé et vérifiant que la nouvelle filtration ne diminuait plus en rien l'aptitude du gaz à diffuser la lumière. Au total, sur aucun des deux points, les preuves apportées ne sont des preuves directes, positives, ne laissant prise à aucune contestation. Souvenons-nous de la finesse extraordinaire des particules auxquelles Tyndall faisait appel pour expliquer le bleu du ciel. C'étaient, disait-il, des infiniment petits « auprès desquels les êtres microscopiques sont littéralement immenses » ; capables, par conséquent, de traverser vraisemblablement tous les filtres. Souvenons-nous qu'il ne lui en fallait que quelques grammes, répandus dans la masse formidable de l'atmosphère ; c'est-à-dire une proportion infime ; en sorte qu'on peut se demander si la masse d'air sur laquelle opéraient les expérimentateurs ne renfermait pas proportionnellement autant de ces particules étrangères ; particules ayant pu, par exemple, provenir de précipitations suscitées par l'action de la lumière, celle-ci agissant, soit sur les gaz, soit sur les traces infinitésimales de vapeur d'eau ou de vapeur émise par la graisse des robinets. Il n'en est pas moins vrai que les considérations théoriques et les expériences, par lesquelles on explique ici le bleu du ciel, forment un ensemble qui se tient ; un ensemble, se prêtant à des vérifications qualitatives remarquables et quantitatives qui réussissent très bien. À la question : Pourquoi le ciel est-il bleu ? nous répondrons, par suite, que la principale cause de l'azur du ciel, celle qui l'emporte de beaucoup en importance, est la propriété que possèdent l'oxygène, l'azote et les autres gaz constitutifs de l'atmosphère de pouvoir diffuser la lumière par leurs molécules elles-mêmes. L'aptitude de ces gaz à fixer, absorber certaines radiations et prendre de ce chef une coloration bleuâtre par transparence, ne joue qu'un rôle secondaire. Quant aux poussières de l'air, leur effet sera de modifier la teinte de l'air pur en la nuançant, ou même en la masquant complètement. Il est d'ailleurs possible, et même probable, que lorsque nous nous livrons à une appréciation purement subjective de l'intensité de la coloration du bleu, nous nous laissons
ciel, forment un ensemble qui se tient ; un ensemble, se prêtant à des vérifications qualitatives remarquables et quantitatives qui réussissent très bien. À la question : Pourquoi le ciel est-il bleu ? nous répondrons, par suite, que la principale cause de l'azur du ciel, celle qui l'emporte de beaucoup en importance, est la propriété que possèdent l'oxygène, l'azote et les autres gaz constitutifs de l'atmosphère de pouvoir diffuser la lumière par leurs molécules elles-mêmes. L'aptitude de ces gaz à fixer, absorber certaines radiations et prendre de ce chef une coloration bleuâtre par transparence, ne joue qu'un rôle secondaire. Quant aux poussières de l'air, leur effet sera de modifier la teinte de l'air pur en la nuançant, ou même en la masquant complètement. Il est d'ailleurs possible, et même probable, que lorsque nous nous livrons à une appréciation purement subjective de l'intensité de la coloration du bleu, nous nous laissons influencer, grâce à un effet de contraste, par les teintes jaunes ou rougeâtres ou pourpres de l'horizon. De sorte qu'aucune des théories que nous avons examinées ne serait entièrement à rejeter, à l'exception cependant de la théorie des lames minces vésiculaires de Newton, Clausius et celle de la fluorescence de Lallemand. L'étude détaillée de l'influence des poussières de l'air, comme aussi celle de chacun des gaz de l'air, en particulier l'influence de la vapeur d'eau (abondante dans les régions inférieures de l'atmosphère) ou celle de l'ozone (abondant dans les hautes régions), ont donné lieu, et donnent encore lieu à de nombreuses recherches. D'ailleurs, cette continuité déjà invoquée plus haut, entre les propriétés des gaz et des liquides, donne à penser que les liquides diffusent les gaz par leurs molécules, comme le font les gaz, et, par extension, conduit à se demander si tous les milieux transparents, même solides, n'en feraient pas autant. La théorie de lord Rayleigh n'est pas favorable à une extension aussi générale ; mais c'est à l'expérience que doit appartenir le dernier mot. L'eau a été beaucoup étudiée, tant à l'état solide ou gazeux qu'à l'état liquide, soit pure, soit tenant des sels ou autres substances en
Lallemand. L'étude détaillée de l'influence des poussières de l'air, comme aussi celle de chacun des gaz de l'air, en particulier l'influence de la vapeur d'eau (abondante dans les régions inférieures de l'atmosphère) ou celle de l'ozone (abondant dans les hautes régions), ont donné lieu, et donnent encore lieu à de nombreuses recherches. D'ailleurs, cette continuité déjà invoquée plus haut, entre les propriétés des gaz et des liquides, donne à penser que les liquides diffusent les gaz par leurs molécules, comme le font les gaz, et, par extension, conduit à se demander si tous les milieux transparents, même solides, n'en feraient pas autant. La théorie de lord Rayleigh n'est pas favorable à une extension aussi générale ; mais c'est à l'expérience que doit appartenir le dernier mot. L'eau a été beaucoup étudiée, tant à l'état solide ou gazeux qu'à l'état liquide, soit pure, soit tenant des sels ou autres substances en dissolution ; et nous avons vu, au cours de cet exposé, qu'elle semble intervenir dans les propriétés optiques de l'atmosphère au point que l'étude de l'une est difficilement séparable de celle de l'autre. Je me laisserais donc volontiers entraîner à retracer l'histoire des recherches dont la couleur de l'eau a été l'objet, car elles aident à mieux comprendre les mille nuances des teintes du ciel. Mais ce serait une autre histoire, une plus longue histoire même que celle dont je viens de vous entretenir. Or, s'il est des circonstances où l'on doit se souvenir qu'il faut « partir » à temps, il en est d'autres — comme les circonstances présentes — où il est plus essentiel encore de ne pas oublier qu'il faut, tout au contraire, savoir « s'arrêter » à temps. RÉPONSE DE M. M. DENARIÉ AU DISCOURS DE RÉCEPTION de M. ANDRAULT MONSIEUR, Au début de votre discours, rappelant votre arrivée en Savoie et votre installation dans cette bonne ville de Chambéry où vous ne deviez pas tarder à acquérir droit de cité, vous nous disiez qu'aimant la nature, les animaux et les fleurs et recherchant la solitude et la tranquillité, vous aviez tout d'abord fréquenté le jardin
été l'objet, car elles aident à mieux comprendre les mille nuances des teintes du ciel. Mais ce serait une autre histoire, une plus longue histoire même que celle dont je viens de vous entretenir. Or, s'il est des circonstances où l'on doit se souvenir qu'il faut « partir » à temps, il en est d'autres — comme les circonstances présentes — où il est plus essentiel encore de ne pas oublier qu'il faut, tout au contraire, savoir « s'arrêter » à temps. RÉPONSE DE M. M. DENARIÉ AU DISCOURS DE RÉCEPTION de M. ANDRAULT MONSIEUR, Au début de votre discours, rappelant votre arrivée en Savoie et votre installation dans cette bonne ville de Chambéry où vous ne deviez pas tarder à acquérir droit de cité, vous nous disiez qu'aimant la nature, les animaux et les fleurs et recherchant la solitude et la tranquillité, vous aviez tout d'abord fréquenté le jardin — un peu délabré — de notre vieux Muséum. Là cependant vous fûtes la rencontre de quelques naturalistes qui ne vous ont pas trop effarouché. Ils vous ont fait bon accueil et, avec eux, vous avez noué de bonnes et solides relations. Ce furent quelques-uns d'entre eux, pensez-vous, qui, sans que vous en doutez, vous ont conduit tout doucement vers l'entrée de cette autre vieille maison qu'est l'Académie de Savoie. Je crois être du nombre de ceux à qui vous avez fait allusion. C'est bien, en effet, à ce titre que j'ai été chargé de vous faire les honneurs de notre maison et que j'ai le plaisir de vous souhaiter aujourd'hui la bienvenue. Un autre que moi était tout désigné pour vous servir d'introducteur. Déjà il envisageait cette séance avec une véritable joie et se préparait à vous dire, ici, publiquement, la grande estime et l'amitié qu'il vous portait, lorsque la mort brusquement est venue le surprendre. Tout à l'heure, en vous entendant évoquer le souvenir de M. Briot, je pensais à la séance où lui-même faisant son entrée parmi nous. C'était en 1916, au temps de la guerre. Malgré les préoccupations et les angoisses auxquelles nul ne pouvait se