Les scientifiques ont longtemps été fascinés par les différentes phases de la matière, en particulier les différentes températures et pressions auxquelles une phase se transforme en une autre. Certains des travaux les plus révolutionnaires dans la transformation des gaz en liquides et en solides ont été réalisés à la fin du XIXe siècle par un chimiste et physicien écossais du nom de Sir James Dewar (1842–1923).
Résumé
En 1877, Louis Paul Cailletet en France et Raoul Pictet en Suisse ont liquéfié l’oxygène sous forme de brouillard. La liquéfaction du premier des gaz dits permanents a marqué la naissance de la recherche sur les basses températures et est souvent décrite dans la littérature comme ayant déclenché une « course » pour atteindre des températures progressivement plus basses. En effet, entre 1877 et 1908, lorsque l’hélium, dernier des gaz permanents, se liquéfie, les conflits de priorités sont nombreux, ce qui est tout à fait caractéristique de l’émergence d’un nouveau domaine de recherche. Cet article examine le parcours de Cailletet vers la liquéfaction de l’oxygène, ainsi qu’un débat entre lui et le physicien polonais Zygmunt Wróblewski sur la contribution de ce dernier à la liquéfaction des gaz.
Le passage a été cité par Jean-Baptiste Dumas (1800-1884), secrétaire permanent de l’Académie des sciences de Paris, comme une indication de sa satisfaction que ce soit un Français qui a été le pionnier de la liquéfaction des gaz dits permanents et a ouvert la voie à la production de « nouveaux liquides » en laboratoire. 1 Jusqu’en 1877, on croyait que les gaz permanents — hydrogène, oxygène, azote et monoxyde de carbone — n’étaient pas capables d’exister sous forme liquide. Mais en 1908, tous avaient été liquéfiés, y compris les gaz inertes argon, néon et, bien sûr, l’hélium, qui ont été découverts dans l’atmosphère après le milieu des années 1890. Un nouveau domaine de recherche, celui de la physique des basses températures ou de la cryogénie, s’ouvrait désormais, et un ensemble de nouveaux phénomènes intrigants s’offrait aux physiciens et chimistes.
La liquéfaction de l’oxygène de Cailletet a souvent été décrite comme le début d’une «course» pour atteindre des températures progressivement plus basses, poursuivie principalement dans les laboratoires de Cracovie, Londres et Leiden. En 1877, cependant, et pendant quelques années après, Cailletet était la figure dominante dans le domaine de la recherche à basse température, un contributeur majeur à la construction d’appareils expérimentaux plus sophistiqués, la liquéfaction d’autres gaz et les tentatives d’étudier leurs propriétés. . 
Raoul Pictet, en revanche, était plus intéressé par l’étude de l’effet des basses températures sur une variété de phénomènes physiques et chimiques, bien qu’il soit impliqué en même temps dans des activités liées à l’industrie du froid à grande échelle en pleine croissance. Bien que Cailletet et Pictet aient tous deux liquéfié l’oxygène à quelques jours d’intervalle, il n’y avait pas de conflit de priorité entre eux. Les deux réalisations ont reçu une reconnaissance égale, et la preuve que Cailletet avait effectivement liquéfié l’oxygène quelques jours avant Pictet n’a jamais été contestés.
Néanmoins, la carrière de Cailletet dans la recherche à basse température n’a pas été sans tensions. En 1883, et au grand désarroi de Cailletet, Zygmunt Wróblewski 3 (1845-1888) et Karol Olszewski (1846-1915), travaillant à l’Université Jagellon de Cracovie, réussirent à produire de petites quantités d’oxygène liquide sous forme stable. Un an plus tard, en 1884, un exposé sur l’histoire de la liquéfaction de l’air par le physicien français Jules Jamin (1818-1886) met à mal la contribution des deux pôles à la liquéfaction des gaz, ce qui entraîne Cailletet dans une polémique assez houleuse. 
S’il est insensé d’attribuer à un seul l’émergence de la recherche à basse température, il semble que Cailletet ait voulu être reconnu comme le « fondateur de la chimie à haute pression » – car l’un des éléments clés des procédés de liquéfaction était la nécessité soumettre les gaz à de hautes pressions avant qu’ils ne puissent être liquéfiés. L’amère dispute avec Wróblewski a soulevé des questions de paternité scientifique, de paternité des méthodes utilisées et des résultats obtenus. Fait intéressant, Wróblewski ‘
Dans cet article, j’examine le parcours de Cailletet vers la liquéfaction de l’oxygène, en mettant l’accent sur le milieu industriel dans lequel il a été élevé, sa dextérité dans la conception et la construction d’appareils expérimentaux, ses liens étroits avec la communauté scientifique parisienne, notamment avec le chimiste Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881), et son ambition de devenir un pionnier de la chimie à haute pression. Cailletet était un cas rare de quelqu’un qui a gagné en notoriété et en respect dans la communauté scientifique française sans avoir suivi aucune formation professionnelle ou avoir suivi le cheminement de carrière typique des «ingénieurs savants», physiciens ou chimistes français au cours de la seconde moitié du XIXe siècle.
Louis Paul Cailletet : premières années
Issu d’une famille d’industriels à Châtillon-sur-Seine, dans le nord-est de la Bourgogne, Cailletet a eu le privilège de fréquenter le Lycée Henri IV à Paris et l’École des Mines (1854-1855) en tant qu’élève non inscrit (« auditeur libre»). A la fin de ses études, il revient dans sa ville natale pour travailler dans les forges de son père à Chenecières et Villote-sur-Ource. Bien que l’on sache peu de choses sur la nature exacte de son travail sur ces sites, Cailletet semble s’être intéressé non seulement à l’amélioration de la qualité de l’acier et des produits en fer que l’usine produisait, mais aussi à l’application des connaissances qu’il avait acquises à Paris.![196℃の液体窒素に手を無理やり突っ込まれた結果・・・ / 米村でんじろう[公式]/science experiments - YouTube](https://i.ytimg.com/vi/P3Udb6PN9MM/maxresdefault.jpg)
Dès 1856, Cailletet publie des études sur les phénomènes qu’il observe dans les forges et sur les procédés qui améliorent la qualité des produits. La plupart de ses récits sont publiés dans Comptes Rendus, où ils sont présentés par le chimiste Henri Étienne Sainte-Claire Deville. A cette époque, Deville enseigne la chimie à l’École Normale Supérieure, ainsi que des cours pour le vieillissant Jean-Baptiste Dumas à la Sorbonne. Il a également été responsable de la première production industrielle d’aluminium à l’usine chimique de Javel et à l’usine Glacière au centre de Paris, puis dans une usine à Nanterre. Cailletet a probablement rencontré Deville lors de son séjour à Paris. Une lettre personnelle que Deville lui a adressée en 1864, dans laquelle Deville l’appelle presque familièrement «cher ami», suggère que leur relation n’était pas caractérisée par les formes de courtoisie typiques de l’environnement formel de l’élite scientifique parisienne. Le soutien de Deville était également évident à travers les commentaires qu’il écrivait pour accompagner les notes de Cailletet. Réciproquement, les travaux de Cailletet entérinent et prolongent les travaux antérieurs menés par Deville lui-même.
Les recherches de Cailletet étaient centrées sur la métallurgie chimique. L’essentiel de son travail s’est concentré sur des phénomènes observés dans les forges mais jamais correctement expliqués, comme le cloquage de pièces de fonte ou le dégagement de gaz combustibles lors de la coulée de fonte dans des moules. En 1866, Cailletet publie une longue note sur le phénomène de dissociation basée sur les investigations de Deville. Dans une série d’expériences, Deville avait établi qu’à haute température les gaz composés se dissociaient en leurs éléments constitutifs, et Cailletet confirma la théorie de Deville en examinant les gaz émis par les hauts fourneaux de ses forges.
Dans toutes ses communications à l’Académie des sciences, Cailletet souligne que ses expériences bénéficient du contexte industriel dans lequel elles sont réalisées. Ses expérimentations portaient sur des matériaux qui ne pouvaient être préparés en laboratoire, et les quantités utilisées étaient à l’échelle industrielle, de sorte que les phénomènes observés étaient intimement liés aux procédés de fabrication. Certaines réactions chimiques ne se produisaient que dans des conditions extrêmes, telles que les températures élevées produites dans les hauts fourneaux, ou lorsque de grandes quantités de métaux étaient impliquées. Bien que ses premières expérimentations aient été menées pendant le fonctionnement normal de la forge où il travaillait, Cailletet a ensuite construit une boîte de cimentation de 350 litres avec laquelle il a pu expérimenter sans dépendre des processus de production réels. Pour ses recherches, il conçoit plusieurs dispositifs expérimentaux qui lui permettent de collecter les gaz émis par les hauts fourneaux et de reproduire les différents phénomènes qu’il a observés dans un laboratoire qu’il installe à Châtillon-sur-Seine.
La chimie à 300 atm
En 1868, Deville devient directeur du laboratoire de chimie de l’École normale supérieure. Un an plus tard, Cailletet lance une nouvelle série d’expériences sur l’influence de la pression sur des processus chimiques qui ne sont pas directement liés aux phénomènes observés dans les forges. Ce changement dans ses intérêts de recherche était dû à Deville. Jusqu’en 1869, Cailletet ne cesse d’insister sur le contexte industriel de ses recherches et d’insister sur les bénéfices à tirer de travailler dans un tel environnement plutôt qu’en laboratoire. Cependant, à partir de 1869, dans ses expériences sur la chimie des hautes pressions présentées à l’Académie des sciences, Cailletet ne mentionne plus jamais les forges comme lieu d’expérimentation. Il semble probable que Cailletet cherchait à se refaçonner en « savant » ou en « savant »,
Presque tous les dimanches après-midi, Deville recevait des collègues et d’autres personnalités influentes dans son laboratoire et organisait pour eux des démonstrations expérimentales. La première note de Cailletet sur la chimie des hautes pressions, présentée par Deville à l’Académie des sciences le 22 mars 1869, décrit des expériences qu’il a faites lors d’une des réunions dominicales de Deville, en présence du ministre de l’Instruction publique, Victor Duruy. Ils ont également été rapportés dans la presse quotidienne quelques jours avant leur annonce à l’Académie. Selon un article du zoologiste et vulgarisateur scientifique Edmond Perrier dans le quotidien Le National, Cailletet était l’un des invités relativement nouveaux du laboratoire de Deville, où ses expériences sur la chimie à haute pression avaient été désignées par Deville comme « une chimie nouvelle : la chimie à 300 atm ».
Dans Comptes Rendus, Cailletet décrit comment la pression ralentit l’action chimique. Il conclut ensuite son récit par sa première remarque théorique : « … l’affinité n’est pas une force spécifique, mais les combinaisons chimiques et les décompositions dépendent directement des phénomènes mécaniques dans lesquels elles se développent. Les vues de Cailletet rejoignent celles de Deville qui, dans ses Leçons sur l’affinité en 1867, déclare que « L’hypothèse des atomes, l’abstraction de l’affinité, toutes sortes de forces… sont de pures inventions de notre esprit,… des mots auxquels nous attribuer la réalité. Deville et Cailletet, comme beaucoup de savants français du XIXe siècle, se sont bornés à l’étude des faits observables et se sont abstenus de tirer des conclusions touchant à des questions métaphysiques.
Les résultats de mars 1869 ont été contestés par l’influent chimiste Marcelin Berthelot (1827-1907), qui s’est référé à ses propres expériences en arguant que l’action de la pression sur les réactions chimiques ne pouvait pas être expliquée en termes purement mécaniques mais était due, entre autres choses, des changements dans les masses des corps qui réagissent. La réponse de Cailletet refonde les fondements de la discussion. Il voyait dans l’intervention de Berthelot une revendication prioritaire concernant l’expérimentation en chimie à haute pression. 
Pour sa défense, il a souligné que son objectif était principalement d’employer de nouveaux appareils faciles à manipuler et sûrs à utiliser, et avec lesquels il pourrait effectuer des réactions chimiques dans des conditions spécifiques de pression et de température. Même si Cailletet reconnaissait les diverses hypothèses scientifiques permettant d’expliquer les phénomènes observés, il continuait à préférer des conclusions descriptives et indépendantes de toute hypothèse. Son argument principal, cependant, était basé sur l’appareil utilisé et sur ses compétences et ses connaissances dans la fabrication d’instruments. 16Dès le début, l’œuvre de Cailletet a représenté l’un des principaux traits de la physique et de la chimie expérimentale française du XIXe siècle, qui était la construction d’appareils pour éclairer des phénomènes conduisant à la formulation de lois empiriques. Bien qu’il y ait apparemment peu de souci pour la corroboration de modèles hypothétiques, une grande attention a été accordée aux questions sur le fonctionnement des appareils et des instruments.
La plupart des publications ultérieures de Cailletet traitent de la compressibilité des gaz à haute pression et se concentrent principalement sur la conception d’appareils expérimentaux. Malgré ses doutes sur la précision des résultats obtenus en raison de paramètres indéterminés comme la compressibilité des tubes de verre, Cailletet a pu montrer que la loi de Mariotte ne tenait pas aux hautes pressions. A cette époque, Cailletet avait déjà en tête la possibilité de liquéfier les gaz permanents, bien que l’éminent physicien et chimiste Victor Regnault (1810-1878) ait tenté de le dissuader d’entreprendre une telle tâche.
Chimie haute pression et liquéfaction des gaz
La capacité de Cailletet dans l’expérimentation à haute pression a été encore illustrée dans ses recherches sur le dioxyde de carbone liquide, qui a été liquéfié pour la première fois par Faraday en 1823. Avec son appareil, Cailletet a réussi à liquéfier le gaz et à examiner ses propriétés. Bien qu’il ait montré que le liquide était un mauvais conducteur de l’électricité et examiné son pouvoir dissolvant, il n’a pas pu déterminer son coefficient de compressibilité en raison de son incapacité à réaliser la condensation complète du gaz.
Quelques années plus tard, en 1877, Cailletet tente avec succès la liquéfaction de l’acétylène et de l’éthane avec le même matériel. Bien que la liquéfaction de ce dernier soit relativement aisée, Cailletet insiste sur la simplicité et la sécurité de son appareil, ainsi que sur ses utilisations possibles en classe ou en laboratoire pour des démonstrations expérimentales.
L’arrangement expérimental de Cailletet était basé sur l’appareil de compression de Colladon et Andrews. Il se composait d’une citerne en acier, dans laquelle se trouvait un récipient en verre dont l’extrémité supérieure formait un tube. L’espace entre la citerne et le vase de verre était rempli de mercure. Le tube, scellé au sommet et contenant le gaz pur parfaitement sec, a été placé dans un récipient en verre ouvert contenant un mélange de refroidissement et a été entouré d’un écran protecteur en verre. 
L’eau était pompée dans l’espace entre la citerne et le 1er récipient en verre, dont l’extrémité inférieure était ouverte, et le mercure dans l’espace était forcé dans le tube, où il comprimait le gaz. L’opérateur a alors ouvert une vanne dans la pompe hydraulique, ce qui a entraîné une chute brutale du mercure dans le tube à gaz et le refroidissement du gaz par sa propre détente. On dit que Cailletet a adopté la technique d’abaissement de la température par détente après une fuite accidentelle ou un dégagement involontaire du gaz sous pression lors de son expérimentation avec l’acétylène.
19 janvier 1894 : James Dewar produit de l’air solide
C’était un domaine de recherche en plein essor à l’époque. En 1845, le légendaire physicien Michael Faraday avait réussi à liquéfier la plupart des gaz connus, à l’exception de six, connus sous le nom de gaz permanents : l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le monoxyde de carbone, le méthane et l’oxyde nitrique. Deux ans seulement après que Dewar ait rejoint la faculté de Cambridge, deux chimistes français, Louis Cailletet et Raoul Pictet, ont réussi à créer (indépendamment l’un de l’autre) de l’oxygène et de l’azote sous forme liquide en les refroidissant à seulement 80 degrés au-dessus du zéro absolu.
Dewar a consacré une de ses conférences du vendredi soir à la Royal Institution à ce sujet, démontrant même l’appareil que Cailletet avait utilisé pour liquéfier les gaz. Il rêvait de s’appuyer sur ce travail pour liquéfier certains des gaz permanents restants. Cela a pris plus de six ans, mais finalement Dewar l’a emporté dans sa quête pour liquéfier l’air le 5 juin 1885.
En 1891, Dewar pouvait produire de l’oxygène liquide en grande quantité et a également montré que lui et l’ozone liquide étaient fortement attirés par un aimant. Mais son désir d’étudier davantage la liquéfaction des gaz à des températures extrêmement basses a été entravé par l’absence de moyen de maintenir les gaz suffisamment froids assez longtemps pour les étudier. Les gaz liquéfiés ont absorbé trop rapidement la chaleur de l’air ambiant et se sont évaporés à nouveau dans une phase gazeuse. Il a essayé des boîtes remplies de liège en poudre ou de foin, y compris l’une des boîtes à chapeaux de sa femme.
Il a également étudié les propriétés électriques des gaz surfondus de 1892 à 1895 avec Ambrose Fleming. Sa découverte que le charbon de bois refroidi pouvait aider à créer des vides poussés, en grande partie parce que le charbon de bois était si efficace pour absorber les gaz, en particulier à très basses températures, a permis d’obtenir un meilleur vide.
Dewar a eu l’idée d’utiliser un récipient en verre à l’intérieur d’un autre, les doubles parois étant séparées par une fine couche de vide. Cela a permis de garder les liquides froids pendant de plus longues périodes et a contribué à révolutionner la recherche sur les basses températures. Son collègue scientifique Heike Kamerlingh Onnes l’a qualifié de « magnifique invention, qui peut être qualifiée d’appareil le plus important pour fonctionner à des températures extrêmement basses ».
C’était la percée technologique dont Dewar avait besoin pour poursuivre son travail. Il donna une série de six conférences de Noël en décembre 1893, se terminant le 8 janvier 1894, au cours desquelles il liquéfia une partie de l’air de la salle de conférence pour le public. Il a montré qu’il pouvait rester sous forme liquide pendant un bon moment s’il était correctement enfermé dans un « flacon Dewar ». Deux semaines plus tard, il a réussi à produire de l’air solide lors de la réunion du 19 janvier de la Royal Institution.
Hélas, Dewar a négligé de breveter son invention, il n’a donc pas récolté les immenses avantages financiers lorsque deux souffleurs de verre allemands ont formé Thermos GmbH et commercialisé un produit commercial extrêmement réussi – un récipient à boisson isotherme adapté au stockage de liquides chauds et froids – basé sur son design, qu’ils ont ensuite breveté. Dewar a perdu un procès pour réclamer ses droits d’invention.
Mais ses recherches scientifiques ont prospéré. Dewar a réussi à liquéfier l’hydrogène gazeux en 1898, à l’aide d’une grande machine de refroidissement régénérative qu’il a construite à la Royal Institution. Et il a continué à améliorer ses méthodes, réussissant finalement à abaisser les températures à seulement 13 degrés au-dessus du zéro absolu, un point auquel tous les gaz, à l’exception de l’hélium, se liquéfient.
Dewar voulait vraiment faire cette dernière réalisation, mais lors de sa première tentative de liquéfaction de l’hélium, il a échoué. L’hélium était rare à l’époque et il semble que sa source d’hélium était contaminée par du gaz néon, qui gèle à une température plus élevée. Son appareil expérimental s’est bouché avec de la glace.
L’honneur d’être le premier à liquéfier l’hélium revint finalement à Onnes en 1908, en s’appuyant sur les méthodes mises au point par Dewar. Onnes a envoyé un télégramme à Dewar le 5 mars 1908, annonçant l’exploit : « Converti l’hélium en solide. Les dernières parties en évaporation ont montré des pressions de vapeur considérables comme si l’état liquide était sauté. Dewar a été aimable dans sa réponse : « Félicitations ! Heureux mon anticipation de la possibilité de la réalisation par des méthodes connues confirmée. Mon travail à l’hélium a été arrêté par une mauvaise santé mais j’espère continuer plus tard.
Onnes a reçu le prix Nobel de physique 1913 pour son travail. Dewar ne l’a pas fait, bien qu’il ait été nominé plusieurs fois. Mais il a remporté de nombreux autres prix et distinctions au cours de sa vie, y compris de nombreuses médailles prestigieuses de sociétés scientifiques. Il est anobli en 1904.
Alors qu’il siégeait à un comité gouvernemental sur les explosifs à la fin des années 1880, Dewar et un collègue, Frederick Abel, ont développé la cordite, une poudre à canon sans fumée.
Le déclenchement de la Première Guerre mondiale a interrompu le programme de recherche de Dewar sur les propriétés des éléments à basse température, et il a perdu plusieurs membres clés du personnel en conséquence. Dewar n’a jamais reconstruit son programme, même après la fin de la guerre, consacrant son attention principalement à l’étude de la tension superficielle dans les bulles de savon et à la mesure du rayonnement infrarouge dans l’atmosphère avec un thermoscope de sa propre conception.
Dewar est resté actif en tant que scientifique jusqu’à la toute fin, refusant de se retirer de son poste à la Royal Institution. Il mourut à Londres le 27 mars 1923. Mais ses travaux sur les gaz à basse température, et en particulier son invention du vase Dewar, s’avérèrent déterminants dans le domaine de la cryogénie.
En 1878, l’air liquide obtenu à une température de -192ºC a été exposé par le professeur James Dewar à la Royal Institution de Londres. Ses travaux font suite à la production à petite échelle d’air liquide par Raoul Pictet de Genève (décembre 1877) et Cailletet de Paris (janvier 1878). En mars 1893, Dewar a produit de l’air solide. Il a donné six conférences de Noël bien illustrées sur « L’air : gazeux et liquide » à la Royal Institution entre le 28 décembre 1893 et le 9 janvier 1894. (Une partie de l’air de la salle s’est liquéfiée en présence de l’auditoire, et l’est restée pendant un certain temps, une fois enfermée dans une enveloppe sous vide). Il a démontré plusieurs propriétés physiques de l’air liquide et a produit de l’air solide lors de la réunion du vendredi 19 janvier 1894 de la Royal Institution.
AIR
[Un résumé des découvertes scientifiques et des inventions relatives à l’air].
AIR ou ATMOSPHÈRE. Anaximène de Milet (530 av. J.-C.) a déclaré que l’air était une divinité qui existait par elle-même et la cause première de toute création. Posidonius (environ 79 avant J.-C.) a calculé que la hauteur de l’atmosphère était de 800 stades. La pression de l’air, environ 15 livres par pouce carré, a été découverte par Galilée en 1564 et démontrée par Torricelli (qui a inventé le baromètre) vers 1643. J.-C. 1643, et Pascal, en 1647, a constaté qu’elle variait avec l’altitude. Halley, Newton et d’autres, jusqu’à présent, ont illustré l’agencement et les influences de cette grande puissance par diverses expériences, et de nombreuses inventions ont suivi ; entre autres, le canon à air de Guter de Nuremberg vers 1656 ; la pompe à air, inventée par Otto von Guericke de Magdebourg vers 1650 ; améliorée par Robert Boyle en 1657, par Robert Hooke vers 1659 ; [l’excellente pompe à air de Sprengel, dans laquelle on utilise de l’eau ou du mercure, a été inventée en 1863] et le tuyau à air, inventé par Mr. Sutton, brasseur à Londres, vers 1756. La densité et l’élasticité de l’air ont été déterminées par Boyle, et sa relation avec la lumière et le son par Hooke, Newton et Derham. 
L’extension de notre atmosphère au-dessus de la surface de la terre a longtemps été considérée comme étant d’environ 45 miles. Sa composition, environ 77 parties d’azote, 21 d’oxygène et 2 d’autres matières (telles que l’acide carbonique, la vapeur d’eau, une trace d’ammoniac, etc.) a été déterminée par Priestley (qui a découvert l’oxygène gazeux en 1774), Scheele (1775), Lavoisier et Cavendish, et ses lois de réfraction ont été étudiées par le Dr Bradley en 1737. Les recherches du Dr Schönbein, chimiste allemand de Bâle, entre 1840 et 1859, ont conduit à la description de deux états de l’oxygène de l’air, qu’il appelle ozone et antozone. En août 1894, à Oxford, Lord Rayleigh et le professeur Ramsay ont fait part à la British Association de leur découverte d’un nouveau gaz dans l’air, appelé par la suite Argon. Les filtres à air du Dr Stenhouse (dans lesquels on utilise du charbon de bois en poudre) ont été installés pour la première fois à la Mansion House, à Londres, en 1854. En 1858, le Dr R. Angus Smith a fait connaître une méthode chimique permettant de déterminer la quantité de matière organique dans l’air, et a publié son ouvrage « Air and Rain » en 1872.
Le moteur aéro-vapeur est l’invention de George Warsop, un mécanicien de Nottingham, qui, en utilisant de l’air comprimé combiné à de la vapeur, aurait permis d’économiser 47 % de carburant. Le plan a été présenté à la British Association, à Exeter, en août 1869, et on dit qu’il a fonctionné avec succès dans un remorqueur à vapeur (pour la Chine) dans la Tamise, le 26 mars 1870. M. Edward Field, dans sa nouvelle force motrice, a introduit un petit volume de vapeur dans un grand volume d’air chauffé, et a réalisé une économie de 12½ à 20 pour cent de vapeur. Ce système a été exposé à Londres, en juillet 1891.
Le moteur pneumatique du colonel Beaumont pour la propulsion des wagons de chemin de fer, essayé à Woolwich, a donné de bons résultats (un peu de vapeur est utilisée), 6 octobre 1880. Son système, largement utilisé de diverses manières par la société Paris Compressed Air, est décrit à la British Association à Newcastle-upon-Tyne, septembre 1889.
Victor Popp utilise l’air comprimé comme force motrice pour les horloges, 1881.
Isaac Wilkinson a breveté en 1757 une méthode de compression de l’air par une colonne d’eau, et William Mann a breveté en 1829 le pompage par étapes au moyen d’air comprimé. La force de l’air comprimé a été utilisée pour le forage du tunnel du Cenis (voir sous Alpes), et pour la construction du tunnel de Blackwall, en 1891-7.
Les tramways sont propulsés par l’air comprimé sur le système Mekarski dans le nord de Londres, pendant un certain temps, en juin 1883 ; repris, après des améliorations, pendant un certain temps, en 1885 ; de nouveau pendant un certain temps, en février 1888.
L’air, ainsi que ses composants gazeux, ont été comprimés à l’état liquide au moyen d’une grande pression et d’un froid intense, 1877-8, par Raoul Pictet de Genève, et Cailletet de Paris, déc. 1877, janv. 1878. A la Royal Institution, le 5 juin 1885, le professeur James Dewar a exposé de l’air liquide obtenu à la température de -192° Cent. En mars 1893, il a produit de l’air solide sous forme de glace. Plusieurs propriétés physiques de l’air liquide ont été exposées, et de l’air solide a été produit lors de la réunion du vendredi 19 janvier 1894.
Le professeur Dewar a donné six conférences bien illustrées sur « L’air, gazeux et liquide », à la Royal Institution de Londres, du 28 décembre 1893 au 9 janvier 1894. (Une partie de l’air de la salle s’est liquéfiée en présence de l’auditoire, et l’est restée pendant un certain temps, une fois enfermée dans une enveloppe sous vide) ; de nouveau, le 1er avril 1898.
Le professeur Dewar a démontré par des expériences très remarquables le lien intime entre la phosphorescence et l’action photographique de la lumière électrique sur des corps refroidis à la température de l’air liquide en ébullition, à la Royal Institution, le 18 janvier 1895.
L’air liquide pour la réfrigération et d’autres fins est largement produit par des machines, inventé par Herr Linde ; rapporté, 21 oct. 1895.
Le nouvel appareil du professeur Dewar pour la production d’air liquide, exposé à la Royal Institution, 2 décembre 1895. Expériences avec l’hydrogène, rapportées le 27 mars 1896.
- Paul Giffard, inventeur de l’air comprimé et d’autres appareils, décédé vers le 8 avril 1897.
L’aérographe, un pinceau à air, une application d’air comprimé, inventé par M. C. L. Burdick (1893) ; utilisé par les artistes.
La machine du Dr Linde pour la liquéfaction de l’air, présentée à la Société des Arts, le 14 mars 1898.
Argon ; un nouveau constituant de l’air, du néon et du métargon, découvert par le prof. Ramsay et Lord Rayleigh, janvier 1895.
« Lord Rayleigh et le professeur Ramsay avaient découvert quatre autres éléments aériens, l’hélium, le néon, le krypton et le xénon, qui ont été identifiés comme constituants de l’atmosphère par le prof. Ramsay et M. H. Travers, en 1895-1900. »
Discours du major MacMahon à la British Association, 12 septembre 1901.
Le professeur Dewar a exposé de l’air à l’état solide et un jet d’air liquide s’élevant jusqu’à environ 1,80 m, avec de beaux effets, devant le prince et la princesse de Galles, le 6 juin 1902.
https://www.aps.org/publications/apsnews/201201/physicshistory.cfm