Robert Boyle
Robert Boyle est né le 25
janvier 1627, à Lismore Castle, dans le comté de Waterford, en
Irlande. L'Irlande de ce siècle est "écrasée"
par les colonisateurs anglais qui font administrer leurs domaines par des régisseurs
souvent malhonnêtes et mal intentionnés. Boyle naît dans
ce siècle. Il est le septième enfant de Richard Boyle, un très
riche aventurier du temps de la reine Élizabeth 1re. Dès l'âge
de huit ans, on l'envoie étudier au "Eaton College" situé
à Windsor, en Angleterre. De douze à dix-sept ans (1639 à
1644), il continue ses études avec un professeur privé. C'est
durant cette période qu'il se rend en Suisse (où il séjournera
le plus longtemps), en France et en Italie. Les matières qu'il doit étudier
sont, entre autres, la philosophie, les mathématiques, la physique ainsi
que d'autres disciplines concernant le milieu naturel.
Après cette période d'étude sous tutorat, il s'intéressera
à la science. C'est en effet à ce moment qu'il retourne en Angleterre,
à Dorset, qu'il commence des expérimentations scientifiques et
la rédaction de quelques essais moraux. Il ne faut pas oublier que Boyle
n'est pas que chimiste, il est aussi philosophe, comme la plupart des savants
de cette époque. Il est également physicien. On dit qu'il est
le premier savant qui soit à la fois chimiste et physicien.
Vers 1656, Boyle, qui a alors 29 ans, s'établit à Oxford (toujours
en Angleterre) où il prend comme assistant un dénommé Robert
Hooke. Ils feront des expériences sur l'air, le vide physique ainsi que
sur la respiration et la combustion. À 33 ans, en 1660, il publie un
premier livre qui établit sa renommée comme physicien et philosophe.
C'est aussi à cette époque que Boyle devient membre fondateur
de la "Royal Society of London for the Promotion of Natural Knowledge"
ou, plus simplement, la "Royal Society". En 1661, à l'âge
de 34 ans, Boyle publie ce que l'on considère comme son ouvrage le plus
important, "The Sceptical Chymist" (Le Chimiste sceptique). Dans ce
livre, il exprime ce qu'il pense de certaines théories qu'il trouve erronées,
telles la théorie d'Aristote. En 1662, il arrive à découvrir
la loi sur les gaz parfaits, loi qui sera redécouverte quelques années
plus tard par le scientifique Edme Mariotte et que l'on nommera "loi de
Boyle-Mariotte". En 1664, il publie un autre livre dans lequel il explique
certaines de ses découvertes telles la découverte que le sirop
de violettes change de couleur au contact d'une solution acide ou basique, permettant
ainsi d'identifier ces solutions. On y explique aussi différents tests
que Boyle avait mis au point et qui lui permettaient de découvrir de
nouveaux éléments tels que le soufre.
En 1668, il déménage à nouveau pour s'installer dans une
nouvelle ville, Londres, ainsi que dans un nouveau laboratoire où il
continue ses recherches. À cette époque de sa vie. Boyle est en
effet très religieux : il est directeur, pendant quelque temps, de la
"East India Company" (compagnie des Indes orientales) et s'intéresse
à l'action missionnaire; il travaille à l'expansion du christianisme
dans cette région, prenant à ses frais les coûts de traduction
des Écritures saintes. Ce chrétien convaincu essaie d'utiliser
la science pour appuyer et confirmer ses croyances et c'est un peu l'idée
qu'il soutient lorsque, en 1680, il publie "The Christian Virtuoso"
dans lequel il affirme que l'étude de la nature est un des principaux
devoirs de la religion.
Le 30 décembre 1691, Boyle meurt à Londres alors qu'il est âgé
de 64 ans. On dit de lui qu'il a été le "père de la
chimie anglaise". On lui doit en effet de nombreuses découvertes,
de nombreuses expériences et de nombreuses théories qui serviront
de bases, seront étudiées, reprises et modifiées au cours
des générations de savants et de scientifiques qui vont suivre
ce physicien-chimiste-philosophe irlandais que fut Robert Boyle.
Découverte
nous nous intéresserons particulièrement
à une découverte concernant les gaz, qu'il a effectuée
en 1662. Il effectue en effet des mesures sur l'air pour ensuite émettre
la loi de la compressibilité des gaz:
P1 V1 = P2 V2
Cette loi porte aujourd'hui le nom de "loi de Boyle-Mariotte". Elle
a été "redécouverte" par Mariotte, en France,
quelques années plus tard, d'où son nom. Cette loi indique que,
à température constante, le volume d'un gaz est inversement proportionnel
à la pression. De ce fait, si un volume augmente, la pression diminue
et si le volume diminue, la pression augmente. Qu'est-ce qui explique ce phénomène?
Lorsqu'un volume est plus grand, les molécules de gaz ont beaucoup plus
à parcourir avant de se rendre aux parois. Toutefois, si un volume diminue,
les molécules de gaz vont prendre moins de temps à franchir la
distance qui les sépare des parois, donc la pression sera plus forte.
La température joue, elle aussi, un grand rôle au niveau du volume
des gaz puisque le volume de ceux-ci varie en fonction de la température.
À température constante, la pression et le volume auront toujours
la même valeur. Par contre, si on augmente la température, le volume
augmente et lorsqu'on diminue la température, le volume diminue. La chimie
doit beaucoup à Robert Boyle.
Impact sur la société
Les découvertes de Boyle ont eu beaucoup d'impact sur la société
de son époque et encore aujourd'hui. Dans un premier temps, il a permis
à la science de progresser. D'ailleurs, c'est grâce à lui
si, aujourd'hui, nos connaissances concernant la relation entre la pression
et le volume ont évolué et sont maîtrisées. De plus,
il nous arrive d'ignorer que plusieurs phénomènes sont à
la base de ce que Boyle nous a apporté. Nous pouvons observer plusieurs
faits concrets qui se passent dans la vie de tous les jours et qui illustrent
la loi de la compressibilité des gaz. Par exemple, si nous avons un ballon
qui s'envole dans le ciel lors d'une fête d'enfants, nous pouvons remarquer
les phénomènes suivants : lorsque le ballon s'élève,
la température baisse, donc le volume du ballon baisse, ce qui va compenser
en partie pour la baisse de pression. Ainsi, la température ne sera pas
la raison de l'éclatement du ballon, mais ce sera la baisse de pression
qui fera que le volume du ballon pourra augmenter. Par contre, le facteur qui
provoquera l'éclatement du ballon est le suivant : une pression atmosphérique
qui diminue considérablememt en altitude, donc le volume du ballon qui
augmente jusqu'à l'éclatement. On peut remarquer un phénomène
semblable avec les pneus d'une automobile. À température constante,
la pression et le volume restent normaux, donc les pneus de l'automobile ne
subiront aucun changement. Toutefois, si la température refroidit beaucoup,
le volume des pneus diminue. Un autre exemple auquel nous n'aurions peut-être
pas songé est celui des avions, démontrant très bien la
loi de Boyle. Lorsqu'on embarque à bord d'un avion et que celui-ci décolle,
nous pouvons remarquer que nos oreilles deviennent bouchées. Plus on
monte en altitude, plus la pression diminue et pour que ce phénomène
n'entraîne pas des problèmes plus graves que de simples oreilles
bouchées, on envoie de l'air dans la cabine afin que la pression de celle-ci
soit plus grande que la pression extérieure, diminuant ainsi les maux
d'oreilles.