Le Petit ApARTé scientifique – Climatologie, pinard gelé et primitifs flamands : l’influence du Petit Âge glaciaire sur les arts et les sociétés

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Pieter BRUEGHEL L’ANCIEN, Le Dénombrement de Bethléem, 1566, huile sur bois, L : 1m64, Bruxelles, Musée des Beaux-Arts de Belgique

Cet hiver j’avais envie de vous parler du Petit Âge glaciaire. Outre que cette période climatologique m’intéresse particulièrement -arrêtez de me regarder comme ça ! On est tous à l’École, on a tous des passions un peu (très) bizarres !-,  je trouvais que cela rentre parfaitement dans le thème Chaos -non Billy, ce n’est pas juste un article que j’ai essayé de placer où je le pouvais, alors cesse de me dénigrer ainsi !

Cependant -et à la demande expresse de Billy- je vais  tout de même vous expliciter cette dernière impression, histoire de ne pas vous laisser sans rien. Premièrement, notez que la météorologie est (vraisemblablement) basée sur la théorie du chaos, que je ne vais pas essayer d’expliquer ici parce que… parce que. Et puis allez sur Wikipédia si ça vous plaisir ! Ensuite, il faut voir le chaos que provoque ce Petit Âge glaciaire : on parle quand-même de la disparition de trente à cinquante pourcents de la population européenne, notamment du fait des famines ! Et non ce n’est pas une explication tirée par les cheveux visant à faire entrer cet article dans le thème !

Tout d’abord, qu’est-ce que le Petit Âge glaciaire ? Il s’agit d’une période de désordre et de refroidissement climatique s’étendant selon les spécialistes environ du début du XIIIe siècle au milieu du XIXe siècle. On admet, d’après les reconstitutions de températures, une perte de moins de 1° C (cela paraît peu, mais c’est assez pour mettre le bazar apparemment) en moyenne sur toute la période. Mais ce refroidissement n’est pas uniforme et on peut en distinguer trois phases remarquablement plus fortes : de 1300 à 1380, dans le dernier tiers du XVIIe siècle puis enfin entre 1815 et 1860. A contrario, on relève des étés particulièrement chauds dans la moitié du XVIIIe siècle.

Cette période aux hivers souvent très froids et aux étés plutôt tièdes est marquée par des récoltes maigres, sources de famines, et des périodes de froids extrêmes (les fleuves comme la Seine gèlent complètement à l’hiver 1709, où ont atteint – 16° C à Paris, le vin du roi aurait même gelé dans son verre ! -note à soi-même : se faire du vin glacé cet été après le vin chaud de cet hiver …-). Les glaciers avancent partout : la calotte glaciaire s’étend en Atlantique dès 1250, provoquant la fin de la colonie norvégienne au Groenland faute de ravitaillement (elle disparaît vers 1400), des villages sont engloutis par les glaces un peu partout dans les Alpes, …

Pour autant, ce Petit Âge glaciaire est marqué par de grandes avancées techniques ! En effet, l’être humain est une espèce particulièrement adaptable. D’immense greniers sont construits pour stocker les récoltes meilleurs des années pour les périodes de famines, les moulins à vent remplacent peu à peu les moulins à eau souvent pris dans les glaces, le brise-glace est inventé à Amsterdam pour permettre l’approvisionnement de la ville, c’est l’invention des skis, raquettes et autres traîneaux en Europe, et surtout, SURTOUT, on note une très conséquente hausse de la production de BIÈRE ! -no fake, la raison est que cet alcool se conserve mieux que le vin à l’époque, et aussi que la vigne a besoin de plus de chaleur.

Mais parlons un peu de science voulez-vous ! Quelles sont les causes de ce Petit Âge glaciaire ?

Une première explication pourrait être l’activité volcanique explosive, très forte entre la fin du fin XVIe siècle et la fin du  XVIIe siècle. Une éruption volcanique explosive envoie, pour peu qu’elle soit conséquente, de nombreux gaz dans les couches hautes de l’atmosphère. Ainsi, du dioxyde de soufre (SO2) parvient dans la troposphère où il réagit avec le dioxygène (O2) et l’eau (HéO) pour former de l’acide sulfurique (H2SO4) :

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Ces gouttelettes d’acide sulfurique opacifient l’atmosphère et réfléchissent les rayons du soleil, qui ne parviennent donc plus jusqu’au sol. Cela provoque donc une  baisse de température à la surface terrestre, ce que l’on appelle un hiver volcanique, mais aussi une hausse de température dans la haute atmosphère, modifiant les courants atmosphériques et provoquant ainsi des perturbations météorologiques. Cependant, ces aérosols retombent au sol un à trois ans après les plus grosses éruptions, et cela ne peut expliquer un refroidissement séculaire du climat.

Il faut donc chercher ailleurs, directement au niveau du soleil par exemple. En effet, loin d’être constant, l’éclairement du soleil varient selon un cycle d’environ onze ans ainsi que selon d’autres cycles séculaires et millénaires encore mal connus. Cette variation est le fait de changements au sein de son champ magnétique, sans doute issus de ce que l’on appelle la dynamo solaire. Cette théorie explique la création d’un champ magnétique par un un corps conducteur (le Soleil) parcouru par un courant électrique du fait de mouvements convectifs (des déplacement de matière fluide) au sein dudit corps. Cet effet dynamo et ses changements sont encore très mystérieux mais on en observe tout de même les effets sur le Soleil et sur Terre.

Ainsi, on peut remarquer sur le soleil des taches noires, les taches solaires. Elles sont issues de ces mouvements convectifs de matière au sein de notre étoile, et marquent des zones de plus faible chaleur. Cependant, si la chaleur, et donc l’éclairement, est moindre au niveau de ces taches, il augmente autour d’elles. Cela fait que, contre-intuitivement, plus il y a de taches solaires, froides, plus l’éclairement solaire est important. Ces taches sont observables (et, peu ou prou, observées) depuis l’invention du télescope en Hollande en 1608 et on remarque ce que l’on appelle de Grands minima (des périodes presque sans taches solaire, donc à éclairement moindre) lors des périodes plus froides d’après les témoignages (comme le Grand minimum de Maunder entre 1645 et 1715). Mais leur observation ne couvre pas tout le Petit Âge glaciaire, ainsi doit-on, pour l’étudier, se baser sur d’autres sources.

Et cela tombe bien, car on trouve sur terre des éléments très vieux dont la production est directement liée au rayonnement solaire : les cosmonucléides. Ça ne vous dit rien ? Pourtant je vous assure que nous, en archéologie, on en connaît très bien un : le carbone 14 ! Et oui, vous ne vous êtes jamais demandés pourquoi se formait cet isotope de l’élément carbone (C) ? Et bien moi si -c’est qu’on s’ennuie à l’hôpital psychiatrique avec Billy quand-même… sans offense Billy-, et en voici l’explication. Tout d’abord, le carbone a, à son état stable, 13 nucléons (protons et neutrons réunis, dans le noyau) et un numéro atomique (nombre d’électrons autour du noyau ou de protons dans le noyau, ce qui revient au même) de 6. Mais il est possible de créer des isotopes (souvent instables) d’un même élément, c’est à dire des atomes avec plus ou moins de neutrons qu’à la normale mais avec le même nombre de protons et d’électrons. C’est ce qui se passe avec le carbone 14, qui à 14 nucléons (donc 8 neutrons au lieu de 6 ou 7 normalement). Ces isotopes se désintègrent est cela permet des datations mais ce sera le sujet d’un autre apARTé scientifique. Pour ce qui est de cosmonucléides, il s’agit d’isotopes créés par l’interaction entre des atomes et les rayons cosmiques (pour leur plus grande part issus du Soleil). En bref, ces rayons constitués de diverses particules qui agissent dans la très haute atmosphère sur des atomes terrestres. On se penchera sur la formation des deux isotopes principalement utilisés dans ces études, le carbone 14 (observé dans les cernes des arbres) et le béryllium 10 (capturé par les glaces), dont voici les équations de formations * :

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Mais pourquoi est-ce que je vous explique tout ça ? Et bien parce que, comme je l’ai dit précédemment, les variations d’éclairement solaire provoquent des variations dans la production de cosmonucléides. En effet, une forte activité solaire provoque une augmentation, en plus de son éclairement, de son éjection de plasma dans l’espace. Ces éjections de plasma sont dues à la violence des fusions ayant lieu à la surface du Soleil (de l’hydrogène fusionnant en deutérium, un isotope de l’hydrogène) qui provoque l’expulsion des résidus de ses fusions (particules, noyaux d’hélium, …), formant ce que l’on appelle le vent solaire (celui que l’on observe aux pôles sous la forme d’aurores boréales). Or, plus ce vent solaire est fort, plus il balaye les particules apportées par le rayonnement du Soleil loin dans le système solaire. De ce fait, on remarque une baisse de la formation de cosmonucléides, piégés alors sur Terre en moins grande quantité et dont on peut enfin noter les variations de concentration et en faire des conclusions sur l’état de l’intensité solaire, et donc du climat, lors des siècles précédents. Les chercheurs remarque donc une perte de température moyenne sur l’ensemble de la période oscillant entre 0,25 et 0,95° C suivant les valeurs retenues. Ils notent d’ailleurs quatre minima d’intensité solaire durant le Petit Âge glaciaire : le minimum de Wolf (1300-1350), le minimum de Spörer (1400-1600), le minimum de Maunder (1645-1715) et le minimum de Dalton (1790-1820) (notés W, S, M et D sur le schéma suivant). Ainsi qu’un pic d’intensité solaire au milieu du XVIIIe siècle, période aux étés particulièrement chauds si vous vous souvenez bien.

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Évolution de l’éclairement solaire, reconstituée à partir de la production de béryllium 10 observée dans les glaces des forages de l’Antarctique par E. Bard (2000) depuis 850 de l’ère chrétienne.

Enfin, je vais vous faire part d’une autre possible explication du phénomène, qui si elle n’en explique bien entendu toute l’ampleur, me semble très intéressante. Une étude menée par quatre géographes de l’University College de Londres et de l’université de Leeds semble indiquer que les pandémie ayant décimé les peuples d’amérindiens (jusqu’à 90 %, soit un passage de 60 à 6 millions de personnes) pourrait avoir un lien avec le Petit Âge glaciaire. En effet, l’abandon de leurs terres par ces peuples provoqua la formation 56 millions d’hectares de savanes et de forêts. Cette hausse exponentielle de capteurs de CO2 (par photosynthèse) aurait provoqué un retrait de ce dernier élément équivalent à plusieurs dizaines de milliards tonnes. L’absorption de ce gaz à effet de serre pourrait donc être, en moindre partie, une cause de la chute des températures (ou plutôt de son intensification). Cet exemple est assez intéressant car il montre l’impact de l’être humain sur le climat, même avant l’ère industrielle, et cela prouve bien qu’un fait semblant complètement à part d’un sujet peu tout à fait, d’une façon ou d’une autre, l’avoir influencé.

Mais parlons d’art maintenant ! Non parce que c’est quand-même le but de cette rubrique au départ…

Pour commencer par le plus logique, la peinture hollandaise du XVIIe. On voit tous à peu près ces grands paysages enneigés des toiles de Brueghel l’Ancien pour ne citer que lui. Et bien on peut tout à fait se poser la question d’une potentielle représentation des refroidissements causés par le Petit Âge glaciaire. C’est ainsi que Les chasseurs dans la neige (1565) ou Le dénombrement de Bethléem (1566) sont peint pendant et juste après l’hiver de 1565, particulièrement rude. Pour autant, il faut replacer ces créations dans leur contexte et ne pas tirer de conclusions hâtives. Car à cette époque, les Pays-Bas se séparent peu à peu de l’Espagne (le traité d’Utrecht, marquant la prise d’indépendance des Provinces-Unis vis-à-vis des Habsbourg, est signé en 1579, s’ensuit la guerre de Quatre-Vingt Ans). La région revendique donc peut-être une identité propre par la représentation d’un hiver froid typiquement hollandais et bien loin de l’Espagne torride et ensoleillée.

Les chasseurs dans la neige - Brueghel l_Ancien
Pieter BRUEGHEL L’ANCIEN, Les chasseurs dans la neige, 1565, huile sur bois, L: 1m62, Vienne, Kunsthistorischesmuseum

Pour ce qui est de la sculpture, on peut se rappeler les cours de Moyen Âge de Deuxième Année et le style parisien des années 1300 imitant des « drapés de laine » (remplaçant les drapés mouillés du XIIIe siècle) pour citer M. Meunier. Citons par exemple (et pour faire plaisir à ce dernier), les diverses statues dédiées à la collégiale d’Écouis par Enguerrand de Marigny en 1311, soit au tout début du Petit Âge glaciaire. Or, les températures plus basses n’auraient-elles pas eu un impact sur la mode vestimentaire (avec des habits de laine, plus chauds), et donc sur le style sculptural ? Après interrogation dudit professeur à ce sujet, il s’avère sceptique à l’idée mais ne balaye pas l’hypothèse d’un rapport de conséquence, serait-il partiel.

Sainte Véronique - Collégiale Notre-Dame d_Ecouis

Sculpture de Sainte Véronique – Collégiale Notre-Dame d’Ecouis

Enfin, la musique aurait aussi subi un impact certain, avec les violons de Stradivarius, luthier crémonais oeuvrant de 1670 à 1737. Réputés exceptionnels, on a longtemps cherché l’origine de leur acoustique jugée parfaite avant de, peut-être, la trouver dans … la densité de leur bois. En effet, si ils ne sont en moyenne pas plus denses que les violons modernes, ces violons anciens possèdent une plus grande homogénéité de densité au sein des pièces de bois les composant. Or, cette plus grande homogénéité peut s’expliquer par une croissance plus lente du bois, courante lors de périodes plus froides comme le minimum de Maunder de 1645 à 1715 par exemple ! Cependant, cela signifierait que les violons de tous les luthiers de Crémone serait de cette même qualité, ce qui est faux. De plus, la supposée supériorité des Stradivarius est plus que controversée.

 

 

Bien, nous voilà à la fin de cet article après ce petit marathon scientifique. Ça fait du bien de se remettre en jambes après les vacances, hein Billy ? Certes l’étude de l’impact sur l’art du Petit Âge glaciaire n’est que peu concluante, mais il reste intéressant de voir l’impact du climat sur les populations humaines et, peut-être, leurs productions artistiques. Cela laisse tout de même pensif en cette période de brusques changements climatiques.

 

Raphaël VAUBOURDOLLE

 

* Pour les particules : n (neutron), p (proton) et e (positron) ; pour les atomes : N (azote), C (carbone), Be (béryllium) et He (hélium).

L’ApARTé scientifique – Pour aller plus loin : suppression de la Commission scientifique des collections, chaos à venir ou simplification administrative ?

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Comme promis, Billy et moi-même vous transmettons quelques liens vers des documents et sites officiels du gouvernement pour aller plus loin et vous faire votre propre avis. Cela vous permettra de vous plonger dans ces magnifiques textes de loi qui ont aspiré mon âme lors de la rédaction de la dernière ApARTé scientifique.

 

Au menu, le chef vous propose :

 

Bon appétit ! Et bon courage… pour ma part je vais aller brûler deux ou trois codes civils en sacrifice à Baal.

 

Raphaël Vaubourdolle

L’apARTé scientifique – Pour aller plus loin Travail et champs de blé : la pire « invention » de l’humanité et l’âge d’abondance, ou l’article qui va me mettre à dos l’entièreté de Mens Sana

Champ de blé derrière l'hospice Saint-Paul avec un faucheur

VAN GOGH, Champ de blé derrière l’hospice Saint-Paul avec un faucheur, septembre 1888, huile sur toile, L: 72,5 cm, Essen, Musée Folkwang

 

Bon bon bon ! Je voulais vous refaire un petit mot pour vous donner deux-trois sources ou bouquins en lien avec le sujet, que ce soit pour les curieux ou les incrédules. Premièrement, je vous conseille deux vidéos du Vortex réalisées par Léo Grasset de la chaîne Dirtybiology et Clothilde Chamussy de la chaîne Passé Sauvage qui en parlent très bien :

 

 

 

Pour les rats de bibliothèque, quelques livres ou articles scientifiques :

    • Âge de pierre, âge d’abondance, par Marshall Sahlins (1972) : une compilation de toutes les études précédentes donnant de nombreux chiffres. Profitez-en, il est à la Bibliothèque de l’École !
    • Du pécari au manioc ou du riz sans porc ?, par Philippe Erikson (1998)
    • Pourquoi les Indiens d’Amazonie n’ont-ils pas domestiqué le pécari ?, par Philippe Descola dans De la préhistoire aux missiles balistiques (1994) : lui aussi est à la BU !
    • Homo domesticus. Une histoire profonde des premiers États, par James C. Scott (2019) : un ouvrage récent et très exhaustif sur la question, allant même un peu plus loin en se demandant qui de l’Homme ou des animaux / plantes a domestiqué l’autre -et je vous jure que c’est beaucoup moins con que ce qu’il n’y paraît !

 

 

 

Enfin, si vous êtes revenus ici c’est peut-être aussi parce que je ne vous ai pas du tout convaincu avec mon article, et c’est bien normal ! En effet si aujourd’hui, tout cela nous paraît rétrograde, c’est que nous sommes atteints d’un biais de sélection nommé biais du survivant : appartenant  à un pays « développé », notre vision des avantages et des inconvénients de la « révolution agricole » est forcément biaisée.

De plus, j’avoue ne pas avoir tout dit -calmez vous ! J’avais mille mots maximum OK !- mais rassurez vous, tous les faits sont vérifiés. Seulement, certains points sont consciemment assez peu développés, comme quoi il faut toujours faire gaffe à l’angle que prend le rédacteur d’un article -#espritcritique !

En effet, revenons sur cette histoire des enfants tous les quatre ans des chasseurs-récolteurs, parce que c’est peut-être un détail pour vous mais pour moi ça veut dire beaucoup -et une chanson dans la tête ! Une ! Ainsi, ce fait est dû à plusieurs causes que je n’ai pu expliquer par faute de place. Premièrement, la combinaison d’une activité physique intense avec un régime maigre et riche en protéines provoque une puberté plus tardive, une ovulation moins régulière et une ménopause plus précoce. Ce qui va encore dans le sens d’une agriculture très désavantageuse. Mais il faut tout de même noter que cette apparente natalité moindre est aussi bien souvent « aidée » à grands coups de sevrages retardés, absorptions d’abortifs, traitements négligés des nouveau-nés ou même infanticides. C’est directement un peu moins reluisant. En revanche, dans les sociétés agricoles, la sédentarité rend les premières menstruations plus précoces, le régime céréalier permet de sevrer les nourrissons plus tôt en leur faisant consommer bouillies et gruaux et un régime riche en glucides stimule l’ovulation et prolonge la vie reproductive des femmes. Mais rappelons encore une fois qu’il s’agissait alors quand même de combler un taux de mortalité sans précédent.

Ensuite, la sédentarisation a provoqué une possibilité d’accumulation de biens, inutile ou même fatale aux chasseurs-récolteurs. Des biens comme de l’art par exemple …

Enfin, il s’agit d’un sacré jugement de valeur de dire que l’agriculture était une mauvaise idée étant donné que le nombre de morts a fortement augmenté au sein des populations humaines ayant choisi une économie agricole. En effet, cela a aussi provoqué un taux de natalité sans précédent, donc beaucoup plus d’hommes et de femmes -ou d’enfants pour les nombreux qui n’atteignaient pas l’âge adulte … bon d’accord j’arrête- qui ont pu connaître l’amour, la joie, … le bonheur en bref. Car en effet vaut-il mieux le néant, sans souffrance ni bonheur, ou la mort, avec de la souffrance mais aussi du bonheur ? Vous avez quatre heures -mais comme moi je ne les ai pas, je vous laisse y répondre tout seul !

 

Enfin, je tenais à m’excuser auprès de tous les membres de Mens Sana qui ont pu prendre pour eux cette attaque envers l’agriculture. En effet, il nous serait impossible aujourd’hui de revenir à une économie pré-agricole. Il ne reste que trop peu d’espaces « naturels » indépendants de tout apport humain dans sa subsistance pour pouvoir nous nourrir. Nous sommes trop nombreux, trop grégaires, trop habitués à la propriété, … Car qui, je le demande, serait prêt à quitter son petit confort pour partir courir dans la forêt à la poursuite de sangliers ?

Mais dans cette situation, il nous reste des alternatives, et l’agriculture biologique et locale en est une. Cela ne nous sauvera peut-être pas (de toute façon on ne sait même pas si l’espèce humaine passera les cent prochaines années), mais c’est déjà un pas dans la bonne direction. Donc pour cela, merci Mens Sana !

 

PS : c’est bon ? Je peux garder mes paniers de légumes ?

 

Raphaël Vaubourdolle

L’apARTé scientifique – Fistule anale et hymne national ou comment le God Save the Queen anglais suppura du derrière d’un roi français

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Alors aujourd’hui on va partir dans du sale, du très très sale. Donc premièrement tu vas tout de suite me lâcher ce sandwich Jean-Masturbin ! Je ne voudrais pas que tu tapisses de ton vomi ce magnifique journal, mes collègues rédacteurs vont m’en vouloir après. Allez lâche-le. LÂCHE-LE J’AI DIT !! Bien c’est mieux.

En effet, on va parler de cul ! Mais pas des magnifiques fessiers grecs ou romains que nous partage allègrement sur Instagram l’agalmatophile préferé de l’École -je pense que vous voyez de qui je veux parler-, non non non !  On va parler de fistule anale !

 

À vrai dire, cet article s’attache à une anecdote assez connue : la fistule anale de Louis XIV et son influence directe sur la création de l’hymne God, save the Queen. Bien sûr on va essayer de le faire de la manière la plus objective et la moins vexante possible pour nos amis ang … Non je plaisante ! Bien sûr qu’on va se foutre de leur gueule allègrement ! Allez Billy, on ressort l’uniforme de la Grande Armée et cette fois on traverse la Manche !

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Le fameux bistouri, illustré par notre dessinatrice Éloïse Briand

Donc petit contexte, camarades ! En 1686, notre bon Roi Soleil est atteint d’un mal si handicapant qu’il ne peut plus chevaucher. On présente d’abord cela assez pudiquement comme une « tumeur à la cuisse » mais le roi ne peut bientôt plus le cacher : il s’agit d’une fistule anale. Une multitude de médecins et d’apothicaires tente alors de soigner le roi à base de cataplasmes, de cure thermale, etc … Mais l’un d’entre eux sort du lot : Charles-François Félix. Ce dernier propose au roi une opération novatrice, qui va rentrer dans les annales -… désolé mais les blagues pipi-caca c’est un peu le fondement (surenchère quand tu nous tiens) de mon humour. Mais pas question d’en faire le premier jet -hum …- sur le roi ! Félix expérimente donc sa méthode sur plusieurs dizaines d’indigents -dont certains meurent !- dans le secret le plus total. Cela lui permet de mettre au point un bistouri spécial dit « recourbé à la royale ». Alors le machin est relativement monstrueux quand tu sais que sa destination est potentiellement ton troufion. Imagine l’opération de trois heures sans anesthésie pendant laquelle on te l’insère dans l’anus à l’aide d’un écarteur ! Enfin ça fonctionne puisqu’en janvier 1687, après trois opérations, le roi est guéri, inespéré à l’époque !

 

Mais guéri de quoi finalement ? -oui Billy, d’une fistule anale, on sait ! Tu te crois malin hein ! Mais est-ce que tu sais ce que c’est exactement ? Non ? Et bien tu la boucles ou je t’enfonce un bistouri recourbé à la royale dans le rectum !- Bien, donc répondons à cette question parce que pour l’instant on fait beaucoup d' »histoire » mais pas tellement de science finalement. Hum hum ! *voix de vieux sage dans une grotte* Au commencement, Dieu décida que tu devais douiller sévère ! Non mais je caricature à peine, on ne sait jamais trop comment ça arrive ces saletés. En gros, une inflammation se déclenche dans le rectum. Elle provoque ce que l’on nomme un diverticule, une sorte de petite fissure dans la paroi rectale. Et c’est là qu’on va pouvoir s’amuser ! Parce que ça ne s’arrête pas là, loin de là ! En effet, l’accumulation de matière fécale -mmmmh !- dans le diverticule ne fait qu’empirer l’infection et donc creuse la fissure petit à petit. Donc un boyau enflammé va se développer doucement vers l’extérieur et finir par s’abducter à votre peau des fesses (assez proche de l’anus quand-même) sous la forme d’un abcès avec parfois écoulement de pus en supplément. Ragoûtant hein.

 

Et donc à la guérison du roi, tout le monde y va de son petit Te Deum, notamment la duchesse de Brinon, supérieure de l’orphelinat pour filles nobles de la Maison royale de Saint-Louis (futur Saint-Cyr), qui écrit un cantique en français pour que les jeunes filles dont elle a la charge puissent le chanter à la visite du roi rétabli. Mis en musique par Lully lui-même, il est appelé à devenir célèbre : Seigneur (Dieu), sauve le roi. En effet, et c’est là que l’on va pouvoir enfin vanner nos chers voisins d’Outre-Manche, pour mon plus grand plaisir !

Ainsi en 1714, après le traité d’Utrecht, qui voit encore une fois Louis XIV s’en sortir face à une coalition européenne menée par la perfide Albion -qui ne pouvait bien sûr pas s’empêcher d’essayer de nous emmerder !- Haendel visite le château de Versailles. Il y a vent du cantique de Madame de Brinon, en copie les paroles et la mélodie et le fait traduire par le pasteur Henry Carrey. Il le présente ensuite au roi Georges Ier d’Angleterre, sans l’entretenir de l’origine dudit chant bien entendu ! Au goût de son souverain, il devient par la suite l’hymne royal anglais, entonné lors de toutes les cérémonies officielles et ce jusqu’à nos jours.

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Voilà donc pourquoi ces saletés d’Anglois chantent un hymne … pour ainsi dire de merde -en tout cas sorti du cul d’un roi français ! En espérant ne pas vous avoir -trop- fait vomir, je vous dit à  la prochaine sur Trafalgar Square quand nous aurons refait de cette île une colonie française !

 

Raphaël Vaubourdolle

 

La PETITE apARTé scientifique – Que reste-t-il de Jeanne d’Arc ? Ou la carbonisation du bois au secours de l’archéologie

Jeanne d’Arc au bûcher

Jeanne d’Arc au bûcher Hermann Anton Stilke 1843 Huile sur toile Saint-Pétersbourg, Musée de l’Ermitage

Nous y voilà pour le premier bonus de l’apARTé scientifique -petite larme d’émotion … Billy ! Ouvre le champagne !- qui aura pour sujet la carbonisation ou pyrolyse -range ton Pokédex, ce n’est pas l’évolution d’Evoli ! Et puis tu l’as surnommé Rainer en plus ! (petite blague pour les joueurs de PokemonGo)- du bois. Car en effet ce sujet, en marge de celui traité dans l’apARTé scientifique officielle du numéro Ardent, nous intéresse particulièrement en archéologie où certains sites très anciens comme celui de Mureybet -de 9 500 à 8 300 avant Jules César si tu te souviens des cours d’Ariane Thomas … enfin je crois …- nous sont restés justement car certains bâtiments, avec des armatures en bois par exemple, ont brûlés et ne se sont donc pas décomposés. Petite étude de ce phénomène passionnant -si si, je vous jure !

 

Tout d’abord, faisons un petit point sur la composition du bois, parce qu’il est complexe le bougre ! Donc dans du bois vous avez : des « extraits » (résines, tanins, pigments, …) entre 4 à 15 %, de la lignine entre 18 et 35 %, de l’holocellulose (cellulose et hémicelluloses) entre 40 et 60 % et des « cendres » (oxydes de Ca, K, Na, Mg, Si, Fe, P, …) pour environ 1 %.

Du calme Billy du calme ! On va voir les choses dans l’ordre ! Concentrons nous sur les trois principaux composant du bois : lignine, cellulose et hémicellulose. Je pourrais me lancer dans une explication compliquée avec plein de noms en -ose et en -ane mais en bref, c’est du carbone (C), de l’oxygène (O) et de l’hydrogène (H). Je donne les formules semi-développées pour les courageux et les fous (dont je fais partie –#chemicalorgasm !  :

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Ainsi, on peut considérer que la composition moyenne chimique du bois est : CH1,44O0,66. J’avoue, ça ne va pas nous servir des masses -molaires ! … Rigole Billy !- mais j’aime avoir une belle formule propre. Car en effet, le bois étant composé de divers éléments, chacun réagit indépendamment à la pyrolyse ! Alors allons-y !

 

La pyrolyse (on ne parle pas ici de combustion, qui est en fait une pyrolyse suivie de la combustion des gaz formés) est un procédé de transformation de solides en gaz divers par leurs décomposition. En clair ce n’est pas un bête changement d’état comme pour l’eau par exemple, la molécule est séparée en plusieurs plus petites qui sont plus stables à une température donnée, souvent sous forme gazeuse. Je me contenterai ici de la pyrolyse lente, pour laquelle j’ai beaucoup plus d’informations -oui, ça veut dire qu’il en existe une rapide, t’es un p’tit génie toi !- et parce que c’est ce qu’il se passe en général lors d’un feu de bois.

 

De ce fait, lors d’une pyrolyse, on observe une déshydratation du bois aux alentours de 100 °C. Puis a lieu un dégagement de dioxyde de carbone (CO2), d’eau (H2O) et d’acide acétique (CH3COOH) entre 100 et 250 °C. Ensuite, de 250 à 500 °C a lieu un dégagement gazeux rapide de monoxyde de carbone (CO), de dihydrogène (H2) (qui se lie directement au dioxygène (O2) de l’air pour former de l’eau) et de méthane (CH4) et la formation de goudrons. Enfin, quand la température dépasse les 500 °C se forme une formation de charbon de bois (composé de carbone et de quelques composés minéraux), ce qui nous intéresse tout particulièrement !

 

Tous les mécanismes ne sont pas encore connus mais pour étudier tout ceci de façon plus précise, voici quelques explications.

Les lignines se décomposent tout d’abord en fragments aromatiques (vanilline, syringaldéhyde, phénols et crésols) :

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Puis ces produits aromatiques se décomposent ensuite, au fur et à mesure que la température monte, en méthanol (CH3OH). Enfin, à plus haute température, la lignine est en grande partie à l’origine du charbon de bois.

Les hémicelluloses se décomposent en furfural, furanne, acide acétique et aldéhydes divers, comme le formaldéhyde :

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Pour le cas de la cellulose, on assiste à une hydrolyse interne (adjonction d’eau) et une déshydratation conduisant à un produit primaire qui est le lévoglucosane. Stable jusqu’à environ 210 °C, il se décompose à partir de 270 °C pour donner de l’eau, des acides formique et acétique et des phénols :

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Au-delà de 500 °C une partie des grosses molécules se recondensent pour s’agréger dans le charbon de bois qui provient principalement de la lignine. Les plus petites molécules, en se décomposant à partir de 250 °C, sont responsables quand à elles des différents  gaz formés :

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Ouf ! Nous voilà enfin avec notre charbon de bois ! Voilà la clé de l’éternité pour notre bois, qu’il s’agisse de la charpente d’une maison néolithique ou des piliers d’un temple assyrien ! En effet, cette carbonisation empêche totalement la décomposition. Pour expliciter un peu tout ça : la décomposition ou putréfaction du bois est conduite par divers insectes xylophages, champignons et bactéries qui, en ingérant et digérant le bois (matière organique), le réduisent peu à peu en matière inorganique. Ils le minéralisent ! Pour entrer dans les détails, ils brisent les liaisons des molécules organiques et en tirent de l’énergie, mais cela ne fonctionne que jusqu’à la minéralisation complète, car alors les liaisons ne sont plus aussi fragiles. Ainsi, avec notre charbon de bois composé essentiellement de carbone, plus de décomposition, car ses agents, ne pouvant plus en tirer d’énergie, ne sont plus intéressés !

 

Une carbonisation superficielle du bois est d’ailleurs régulièrement utilisée pour le protéger des outrages du temps. C’est le cas pour la plupart des constructions anciennes imposantes, comme les églises, qui reposent sur des pieux ayant subi une carbonisation. Elle a aussi été utilisée pour traiter le bois de marine d’après les proposition de Henri Cochon de Lapparent (1807-1884), citant entre autres la longévité exceptionnelle du HMS Royal William de 1719 dont les bois auraient été carbonisés. Ainsi les charpentes étaient carbonisées avec de la paille ou des fagots enflammés et certaines pièce de membrure isolée, par de petit feux de copeaux. On  suggérait aussi de leur appliquer du gaz d’éclairage au chalumeau. Comme les bateaux, des traverses de chemin de fer seront traitées par cette méthode. Pour ce qui est de l’architecture, on observe aussi cette méthode au Japon, dans la technique traditionnelle du yakisugi ou shō sugi ban. En archéologie enfin, on retrouve régulièrement du charbon de bois sur les sites. Il peut alors servir autant à mieux comprendre la nature des vestiges en question par 

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sa forme qu’à les dater par carbone 14 (pratique quand on a un truc composé exclusivement … de carbone !). L’étude de ce charbon de bois se nomme anthracologie.

Voilà voilà ! Et en espérant que le soleil estival ne vous carbonise pas, toute l’équipe de l’ApARTé scientifique (Billy et moi) vous souhaite de bonnes vacances !

 

Raphaël Vaubourdolle

 

 

 

 

L’ApARTé scientifique – Les argiles les plus chaudes de ta région ou étude des transformations des matériaux soumis aux fortes températures

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Juin 2019. La canicule s’étend comme une chape de plomb brûlante sur la France. La moindre goutte d’eau vous paraît plus désirable que n’importe quel Marcellus ou torse de Milet. Vous portez à votre bouche une bouteille pour hydrater votre muqueuse qui vous semble plus sèche encore que le désert d’Atacama, à l’argile craquelée. Mais une question arrête votre geste : mais comment se fait-il que l’argile devienne imperméable après cuisson quand moi je peux me réhydrater à loisir ? -oui, vous êtes tarés, du moins moi je le suis et je me rassure en vous imaginant comme tel. Mais plus encore, quels sont donc les mécanismes de transformation des matériaux soumis à de fortes températures ? Nous nous contenterons des matériaux inorganiques parce que quand ça brûle … ça brûle quoi -mais ça serait parfait pour un petit bonus de l’été. Alors prend une bière Billy -1 litre et demi selon FR3, #seventies- et embarquons pour les magnifiques rivages de la physico-chimie !

 

Pour faire court, les différents éléments se trouvent sous trois états : solide, liquide et gazeux. La différence entre ces états provient de l’agitation moléculaire. L’agitation moléculaire ? Qu’est-ce à dirre que ceci ?! En fait, les molécules au sein de la matière s’agitent, frissonnent, remuent le derrière sur on ne sait quelle musique atomique -en tout cas ça doit être de la bombe ! … tuez moi. Si elle s’agitent peu, la fête moléculaire est au plus bas. Des liaisons moléculaires, telles de petits groupes de discussion, se forment et la matière se trouve donc à l’état solide. Quand l’ambiance se chauffe un peu, l’agitation moléculaire augmente, elles oublient le blabla, les liaisons sont moins fortes et la matière devient liquide (c’et la fusion). Mais si on augmente encore la température, toutes se mettent à twerker, à swinguer, à zouker à tout va et aux quatre vents, plus aucune liaison ne vient les restreindre. La matière arrive alors dans son état gazeux, c’est la vaporisation.

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Bon, ça c’est la base, mais cela va nous permettre de répondre à la problématique précédemment édictée -oui je te vois, toi au fond qui ne suis pas et c’est INADMISSIBLE, ne pas se préoccuper ainsi de ces ENJEUX MAJEURS ! … pardon- pour pas mal de matériaux mine de rien. C’est ainsi que l’on parvient à modeler la plupart des métaux, voici un petit tableau récapitulatif des points de fusion de quelques uns d’entre eux :

 

Pour ce qui est du verre, il atteint son point de fusion entre 1400 et 1600 °C  selon sa composition (pour information : le verre silicium, qui est le composant principal de la plupart des verres, atteint sont point de fusion à 1 730 °C). Mais il s’agit d’un solide non-cristallin, donc c’est un peu plus compliqué … disons simplement que c’est un peu comme un liquide mais en très très très visqueux. Je vous laisse avec ça, les plus tarés d’entre vous iront se renseigner (notamment sur le transition vitreuse, fascinant …).

 

Mais passons maintenant plus gros du sujet. Et à la réponse à notre question de départ : pourquoi donc l’argile devient-elle imperméable après cuisson ? Réponse simple de la plupart des sites ou livres : “car elle se transforme en matériau céramique de manière irréversible à très haute température”. Mais votre fidèle fou à lier serviteur ne peut pas se contenter d’une telle réponse, il me fallait aller plus loin. Pour cela, quittons la physique pour la chimie, mon sujet de prédilection : âmes sensibles s’abstenir, il va y avoir de la formule chimique ! Etant donné qu’il existe d’innombrables sortes d’argiles, nous nous contenterons de nous préoccuper de la kaolinite, composante de la plupart d’entre elles. 

Premièrement, sachez que la kaolinite (Al2Si2O5(OH)4) est ce que l’on appelle un silicate d’aluminium, soit un composé chimique d’oxyde d’aluminium, ou alumine (Al2O3), et de dioxyde de silicium, ou silice (SiO2). Hors, lors d’une calcination (cuisson), la kaolinite est soumise à plusieurs réactions chimiques se réalisant à certaines températures précises. Ces réactions permettent la formation d’un matériau céramique, moins perméable, en lieu et place de l’argile : c’est la terre cuite.

La première réaction a lieu, à pression atmosphérique, aux environs de 550 °C, c’est la déshydroxylation. En soit, il s’agit de la séparation de groupes hydroxyles (OH) d’un composé chimique par l’adjonction d’hydrogène (H), ce qui donne un composé instable et de l’eau (H2O). Le composé ici formé est un type de métakaolin –Métakaolin. Pokémon de type silicate d’aluminium anhydre (sans eau liée à lui). Existe sous plusieurs formes– (Al2Si2O5). En formule chimique simplifiée (car je ne représente que ce qui m’intéresse ici) ça donne ça :

 

Al2Si2O5(OH)4 → Al2Si2O5

 

Ensuite commence le plus gros de la composition chimique. C’est ainsi qu’à 980 °C le métakaolin, réagissant avec du dioxygène (O2) présent dans l’air, se scinde en alumine (Al2O3), en un type de spinelle –Spinelle. Pokémon de type PUTAIN DE COMPLEXE. Ne vaut pas la peine d’aller plus loin– (Al2O3 , 3 SiO2) et en silice amorphe (SiO2). Je vous remet une formule chimique, une bien complète celle-ci :

 

3 Al2Si2O5 + 6 O2 → Al2O3 + 2 Al2O3 , 3 SiO2 + 3 SiO2

 

Enfin, à 1 150 °C, l’alumine et le spinelle réagisse ensemble pour former de la mullite, un autre silicate d’aluminium, (Al2O3 , 2 SiO2) et de nouveau de la silice amorphe selon la formule suivante :

 

Al2O3 + 2 Al2O3 , 3 SiO2 → 3 Al2O3 , 2 SiO2 + SiO2

 

Et c’est tout. On s’arrête là. Car en effet les cristaux de mullite ainsi formés rendent la structure bien plus imperméable. La mullite étant stable à toutes les température à pression atmosphérique, cette réaction est irréversible et l’argile utilisée ne sera plus jamais la même.

 

Ah ! Ça fait du bien de répondre de manière satisfaisante à une question qui, si elle ne paraît pas très complexe, représente un vrai casse-tête si on s’y penche un peu. Mais je ne pense pas avoir encore fait le tour de la question. C’est pourquoi je vais sans doute vous proposer un certain nombre de petits bonus estivaux, pour le plus grand plaisir de mon esprit malade et des quelques irréductibles lecteurs qui, en pleines vacances, continuent à lire notre grand et magnifique Louvr’Boîte.

 

Raphaël Vaubourdolle