« Joseph Black » : différence entre les versions

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{{Voir homonymes|Black}}
{{Infobox Scientifique
{{Infobox Biographie2
| nom = Joseph Black
| image = Joseph Black b1728.jpg
| charte = chimiste
| légende = [[Manière noire]] de [[James Heath]] d'après un portrait de [[Henry Raeburn]], 1800
| légende = [[Manière noire]] de [[James Heath]] d'après un portrait de [[Henry Raeburn]], 1800.
| date de naissance = {{Date de naissance|16|avril|1728|en science}}
| lieu de naissance = [[Bordeaux]]
| pays de naissance = [[Royaume de France]]
| date de décès = {{Date de décès|6|décembre|1799|16|avril|1728|en science}}
| lieu de décès = [[Édimbourg]]
| pays de décès = [[Royaume de Grande-Bretagne]]
| domicile = [[Édimbourg]]
| nationalité = britannique
| champs = [[Thermochimie]], [[Énergie pneumatique|Pneumatique]]
| institutions = [[Henricus Regius|chaire Regius]] de l’[[université de Glasgow]]
| diplôme = [[université de Glasgow]], [[université d'Édimbourg]]
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| étudiants thèse =
| renommé pour = la [[théorie du calorique]] et celle de la [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]]
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}}
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'''Joseph Black '''(né le {{date de naissance-|16 avril 1728}} à [[Bordeaux]] – mort le {{date de décès-|6 décembre 1799}} à [[Édimbourg]]<ref>{{Ouvrage |langue=en |auteur1=[[Henry Guerlac]] |titre=Dictionary of Scientific Biography |volume=2 |éditeur= |année= |passage=173–183 |isbn= |titre chapitre=Black, Joseph}}.</ref>) est un [[physicien]] et [[chimiste]] [[Écosse|écossais]], passé à la postérité pour avoir dégagé les concepts de [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]] et de [[capacité thermique massique|chaleur spécifique]], et pour avoir découvert le [[dioxyde de carbone]]. Il combattit l'hypothèse du « [[phlogistique]] », proposant de lui substituer sa [[théorie du calorique]]. Il fut professeur de médecine et conférencier en chimie à l’[[université de Glasgow]]. [[James Watt]], qui était employé comme préparateur de physique de cette même université en 1756, conférait volontiers avec Black de ses expériences sur l'effet de la vapeur comprimée.

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'''Joseph Black '''(né le {{date de naissance-|16 avril 1728}} à [[Bordeaux]] – mort le {{date de décès-|6 décembre 1799}} à [[Édimbourg]]<ref>{{Ouvrage |langue=en |titre=Dictionary of Scientific Biography |auteur=[[Henry Guerlac]] |chap=Black, Joseph |volume=2 |passage=173–183}}.</ref>) est un [[médecin]] et [[chimiste]] [[Écosse|écossais]], passé à la postérité pour avoir dégagé les concepts de [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]] et de [[capacité thermique massique|chaleur spécifique]], et pour avoir découvert le [[dioxyde de carbone]]. Il combattit l'hypothèse du « [[phlogistique]] », proposant de lui substituer sa [[théorie du calorique]]. Il fut professeur de médecine et conférencier en chimie à l’[[université de Glasgow]]. [[James Watt]], qui était employé comme préparateur de physique de cette même université en 1756, conférait volontiers avec Black de ses expériences sur l'effet de la vapeur comprimée.


Les bâtiments de [[chimie]] de l’[[université d'Édimbourg]] et de l’[[université de Glasgow]] portent son nom.
Les bâtiments de [[chimie]] de l’[[université d'Édimbourg]] et de l’[[université de Glasgow]] portent son nom.
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=== Formation universitaire ===
=== Formation universitaire ===
Joseph Black naquit à [[Bordeaux]], où ses parents étaient négociants en vins<ref>Son père était originaire de [[Belfast]], et sa mère était issue d'une famille de vignerons de l’[[Aberdeenshire]], en Écosse.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Généalogie famille Black et Gordon |url=http://www.blackfamilygenealogy.org/john-black-and-margret-gordon/ |site=blackfamilygenealogy.org |date=17 mai 2018 |consulté le=19/04/2019}}.</ref>. Il eut douze frères et sœurs<ref>{{ouvrage |langue=en |nom=Lenard |prénom=Philipp |titre=Great Men of Science |année=1950 |éditeur=G. Bell and Sons |lieu=Londres |passage=129 |isbn=0-8369-1614-X}} (trad. de la {{2e|édition}} allemande).</ref>. Il s'inscrivit à l’[[université de Glasgow]] à l'âge de dix-huit ans, et dix ans plus tard partit terminer ses études de médecine à [[université d'Édimbourg|Édimbourg]]<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Biographie de Joseph Black |url=http://www.chem.gla.ac.uk/~alanc/dept/black.htm |site={{lien|trad=Regius Professor of Chemistry (Glasgow)|texte=chem.gla.ac.uk}} |date=1999 |consulté le=19/04/2019}}.</ref>.
Joseph Black naquit à [[Bordeaux]], où ses parents étaient négociants en vins<ref>Son père était originaire de [[Belfast]], et sa mère était issue d'une famille de vignerons de l’[[Aberdeenshire]], en Écosse.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Généalogie famille Black et Gordon |url=http://www.blackfamilygenealogy.org/john-black-and-margret-gordon/ |site=blackfamilygenealogy.org |date=17 mai 2018 |consulté le=19/04/2019}}.</ref>. Il eut douze frères et sœurs<ref>{{Ouvrage |langue=en |prénom1=Philipp |nom1=Lenard |titre=Great Men of Science |lieu=Londres |éditeur=G. Bell and Sons |année=1950 |passage=129 |isbn=0-8369-1614-X}} (trad. de la {{2e|édition}} allemande).</ref>. Il s'inscrivit à l’[[université de Glasgow]] à l'âge de dix-huit ans, et dix ans plus tard partit terminer ses études de médecine à [[université d'Édimbourg|Édimbourg]]<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Biographie de Joseph Black |url=http://www.chem.gla.ac.uk/~alanc/dept/black.htm |site={{lien|trad=Regius Professor of Chemistry (Glasgow)|texte=chem.gla.ac.uk}} |date=1999 |consulté le=19/04/2019}}.</ref>.


===La balance de précision===
===La balance de précision===
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===Identification du dioxyde de carbone===
===Identification du dioxyde de carbone===
Black rechercha les propriétés des gaz qui se dégageaient dans les différentes réactions connues alors. C’est ainsi qu’il découvrit qu’en ''calcinant'' de la [[craie]] ([[carbonate de calcium]]) ou en l'aspergeant d'acide, il se dégageait une vapeur d’« air fixe », gaz plus dense que l’air dans lequel une flamme s'éteint, ou un animal s’[[asphyxie]]. Vers [[1754 en science|1754]], Black découvrit enfin qu'en faisant barboter ce gaz à travers une solution aqueuse de [[chaux (matière)|chaux]] ([[hydroxyde de calcium]]), il faisait précipiter le carbonate de calcium. Il s'appuya sur cette propriété singulière pour montrer que le [[dioxyde de carbone]] est le gaz même qui est produit aussi bien par la [[Respiration|respiration animale]] que par la [[Fermentation|fermentation microbienne]]. En [[1755 en science|1755]], il reconnut le [[magnésium]] comme un élément chimique.
Black rechercha les propriétés des gaz qui se dégageaient dans les différentes réactions connues alors. C’est ainsi qu’il découvrit qu’en ''calcinant'' de la [[craie]] ([[carbonate de calcium]]) ou en l'aspergeant d'acide, il se dégageait une vapeur d’« air fixe », gaz plus dense que l’air dans lequel une flamme s'éteint, ou un animal s’[[asphyxie]]. Vers [[1754 en science|1754]], Black découvrit enfin qu'en faisant barboter ce gaz à travers une [[solution aqueuse]] de [[chaux (matière)|chaux]] ([[hydroxyde de calcium]]), il faisait précipiter le carbonate de calcium. Il s'appuya sur cette propriété singulière pour montrer que le [[dioxyde de carbone]] est le gaz même qui est produit aussi bien par la [[Respiration|respiration animale]] que par la [[Fermentation|fermentation microbienne]]. En [[1755 en science|1755]], il reconnut le [[magnésium]] comme un [[élément chimique]].


En 1757, Black fut appelé à occuper la [[Henricus Regius|chaire Regius]] de médecine et de pathologie de l’[[université de Glasgow]]. Ses ''Leçons de chimie'' seront publiées en 1803.
En 1757, Black fut appelé à occuper la [[Henricus Regius|chaire Regius]] de médecine et de pathologie de l’[[université de Glasgow]]. Ses ''Leçons de chimie'' seront publiées en 1803.
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[[Fichier:Ice-calorimeter.jpg|vignette|Ce [[calorimètre]] à glace, le premier jamais construit, servit à [[Antoine Lavoisier]] et [[Pierre-Simon de Laplace]] à déterminer au cours de l'hiver 1782–83 la [[Transfert thermique|chaleur échangée]] lors de différentes réactions chimiques, par des calculs inspirés de ceux de Joseph Black pour la [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]].]]
[[Fichier:Ice-calorimeter.jpg|vignette|Ce [[calorimètre]] à glace, le premier jamais construit, servit à [[Antoine Lavoisier]] et [[Pierre-Simon de Laplace]] à déterminer au cours de l'hiver 1782–83 la [[Transfert thermique|chaleur échangée]] lors de différentes réactions chimiques, par des calculs inspirés de ceux de Joseph Black pour la [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]].]]
En 1761, Black mit en évidence que le chauffage de la [[glace]] fondante n’élève guère sa [[température]], mais modifie simplement les proportions de glace et d'eau. De même, Black observa que le chauffage de l’eau bouillante n'augmente plus la température de l’eau, mais accélère seulement sa transformation en vapeur. De là, il crut pouvoir conclure que la chaleur est un fluide, le « [[Théorie du calorique|calorique]] », qui s’associe aux particules de glace (respectivement à l'eau en ébullition), et qu'il appela, du fait de sa recombinaison aux corps visibles, « [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]] » (aujourd'hui dénommée ''[[enthalpie de changement d'état]]''). La théorie du calorique était une alternative à celle, controversée, du « [[phlogistique]] », qui postulait l'émission de chaleur par les corps eux-mêmes. Quant à la théorie de la chaleur latente, l'une des principales contributions de Black aux sciences physiques, elle marque les débuts de la [[thermodynamique]]<ref>{{ouvrage |auteur1=[[Gaston Bachelard]] |titre=Étude sur l'évolution d'un problème de physique : la propagation thermique dans les solides |collection=Histoire des Sciences : textes et études|éditeur=Éditions Vrin|année=1927|publi=1973|pages=184|passage=16-18}}</ref>{{,}}<ref name=Ogg>{{ouvrage |langue=en | auteur =David Ogg | titre = Europe of the Ancien Regime: 1715–1783 | année = 1965 | éditeur = Harper & Row | passage = 117, 283 }}.</ref>.
En 1761, Black mit en évidence que le chauffage de la [[glace]] fondante n’élève guère sa [[température]], mais modifie simplement les proportions de glace et d'eau. De même, Black observa que le chauffage de l’eau bouillante n'augmente plus la température de l’eau, mais accélère seulement sa transformation en vapeur. De là, il crut pouvoir conclure que la chaleur est un fluide, le « [[Théorie du calorique|calorique]] », qui s’associe aux particules de glace (respectivement à l'eau en ébullition), et qu'il appela, du fait de sa recombinaison aux corps visibles, « [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]] » (aujourd'hui dénommée ''[[enthalpie de changement d'état]]''). La théorie du calorique était une alternative à celle, controversée, du « [[phlogistique]] », qui postulait l'émission de chaleur par les corps eux-mêmes. Quant à la théorie de la chaleur latente, l'une des principales contributions de Black aux sciences physiques, elle marque les débuts de la [[thermodynamique]]<ref>{{Ouvrage |auteur1=[[Gaston Bachelard]] |titre=Étude sur l'évolution d'un problème de physique : la propagation thermique dans les solides |éditeur=[[Librairie philosophique J. Vrin|Éditions Vrin]] |collection=Histoire des Sciences : textes et études |année=1927 |réimpression=1973 |pages totales=184 |passage=16-18 }}</ref>{{,}}<ref name=Ogg>{{Ouvrage |langue=en |auteur1=[[David Ogg]] |titre=Europe of the Ancien Regime |sous-titre=1715–1783 |éditeur=[[Harper & Row]] |année=1965 |passage=117, 283 }}.</ref>.


Black compara également l'accroissement de température d'une même masse de différentes substances soumises à un échauffement identique, et aboutit à la notion de « [[capacité thermique massique|chaleur spécifique]] » (aujourd'hui dénommée ''[[capacité thermique massique]]'')<ref>{{Lien web |langue= fr |titre= Joseph Black |url= https://www.larousse.fr/encyclopedie/personnage/Black/108989|date= |site= Encyclopédie Larousse en ligne|consulté le= 12 décembre 2019}}.</ref>.
Black compara également l'accroissement de température d'une même masse de différentes substances soumises à un échauffement identique, et aboutit à la notion de « [[capacité thermique massique|chaleur spécifique]] » (aujourd'hui dénommée ''[[capacité thermique massique]]'')<ref>{{Lien web |langue= fr |titre= Joseph Black |url= https://www.larousse.fr/encyclopedie/personnage/Black/108989|date= |site= Encyclopédie Larousse en ligne|consulté le= 12 décembre 2019}}.</ref>.


=== Le « condenseur » de James Watt ===
=== Le « condenseur » de James Watt ===
Ces recherches eurent leur part dans le développement de la [[machine à vapeur]]<ref name=Ogg />. En 1757-58, Black s’était lié d’amitié avec un préparateur de l’université, [[James Watt]]. Ce dernier commençait en 1761 à publier ses recherches sur l'effet de la vapeur comprimée à l’[[université de Glasgow]], et Black appuyait financièrement ses premiers prototypes de [[machine à vapeur]]. Black avait montré que la chaleur latente de l'eau est considérable au regard de celle des autres liquides : cette remarque stimula James Watt dans ses tentatives d'améliorer le rendement de la machine de [[Thomas Newcomen|Newcomen]]. Watt eut ainsi l'idée de lui adjoindre un [[condenseur (séparation)|condenseur]] séparé, tout en maintenant la température du corps de piston à peu près à celle de la vapeur (en le maintenant au contact d'un réservoir de vapeur périphérique). Le fait de ne pas avoir à réchauffer le corps de piston cylindrique à chaque cycle représente en effet un gain d'énergie véritablement immense<ref>{{ouvrage |auteur=Jean-Pierre Maury |titre=Carnot & la machine à vapeur |collection=Philosophies |éditeur=[[Presses universitaires de France]] |année=1986 |pages=128 |isbn=2-13-039880-4}}. {{Commentaire biblio|Le premier chapitre donne un aperçu remarquable des évolutions techniques de la machine à vapeur, et en particulier le rôle du condenseur et de l'indicatrice de Watt.}}</ref>.
Ces recherches eurent leur part dans le développement de la [[machine à vapeur]]<ref name=Ogg />. En 1757-58, Black s’était lié d’amitié avec un préparateur de l’université, [[James Watt]]. Ce dernier commençait en 1761 à publier ses recherches sur l'effet de la vapeur comprimée à l’[[université de Glasgow]], et Black appuyait financièrement ses premiers prototypes de [[machine à vapeur]]. Black avait montré que la chaleur latente de l'eau est considérable au regard de celle des autres liquides : cette remarque stimula James Watt dans ses tentatives d'améliorer le rendement de la machine de [[Thomas Newcomen|Newcomen]]. Watt eut ainsi l'idée de lui adjoindre un [[condenseur (séparation)|condenseur]] séparé, tout en maintenant la température du corps de piston à peu près à celle de la vapeur (en le maintenant au contact d'un réservoir de vapeur périphérique). Le fait de ne pas avoir à réchauffer le corps de piston cylindrique à chaque cycle représente en effet un gain d'énergie véritablement immense<ref>{{Ouvrage |langue=fr |auteur1=Jean-Pierre Maury |titre=Carnot & la machine à vapeur |lieu=Paris |éditeur=[[Presses universitaires de France]] |collection=Philosophies |année=1986 |pages totales=128 |isbn=2-13-039880-4}}. {{Commentaire biblio|Le premier chapitre donne un aperçu remarquable des évolutions techniques de la machine à vapeur, et en particulier le rôle du condenseur et de l'indicatrice de Watt.}}</ref>.


C’est par Joseph Black que James Watt fit en 1765 la connaissance d'un futur associé, le scientifique et industriel [[John Roebuck]] (1718-1794)<ref>{{Ouvrage |chapitre=James Watt |url=http://www.larousse.fr/encyclopedie/personnage/Watt/138931 |titre=[[Grand Larousse encyclopédique]] }}</ref>. Watt et Black furent également associés dans une manufacture de soude ; Black n'avait pourtant aucun intéressement financier dans cette affaire, qui se solda par un échec commercial<ref>{{ouvrage |langue=en |titre=Science and Technology in the Industrial Revolution |auteur=Musson et Robinson|année=1969 |éditeur =University of Toronto Press |lieu= Toronto |passage=79}}.</ref>.
C’est par Joseph Black que James Watt fit en 1765 la connaissance d'un futur associé, le scientifique et industriel [[John Roebuck]] (1718-1794)<ref>{{Ouvrage |titre=[[Grand Larousse encyclopédique]] |éditeur= |année= |isbn= |lire en ligne=http://www.larousse.fr/encyclopedie/personnage/Watt/138931 |titre chapitre=James Watt}}.</ref>. Watt et Black furent également associés dans une manufacture de soude ; Black n'avait pourtant aucun intéressement financier dans cette affaire, qui se solda par un échec commercial<ref>{{Ouvrage |langue=en |auteur1=Musson et Robinson |titre=Science and Technology in the Industrial Revolution |lieu=Toronto |éditeur=[[University of Toronto Press]] |année=1969 |passage=79 }}.</ref>.


=== Vie sociale ===
=== Vie sociale ===
Black était membre du ''Poker Club'' et un proche de [[David Hume]], [[Adam Smith]] et d'autres figures éminentes du [[Lumières écossaises|mouvement des Lumières]]. Black, resté célibataire, mourut à Édimbourg à l'âge de 71 ans et fut inhumé dans {{lien|Greyfriars Kirkyard}}. Il fut aussi l’un des piliers de la [[Lunar Society]] qui réunissait des industriels, des inventeurs et des scientifiques. Parmi ceux qui assistaient plus ou moins régulièrement aux réunions figuraient aussi [[Matthew Boulton (industriel)|Matthew Boulton]], [[Erasmus Darwin]], [[Samuel Galton Junior]], [[James Keir]], [[Joseph Priestley]], [[Josiah Wedgwood]], [[James Watt]], [[John Whitehurst]] et [[William Withering]]. Il était enfin membre correspondant associé de l’[[Institut de France]]. En 2011, des fouilles archéologiques menées dans l’université d’Édimbourg mirent au jour des instruments de mesure que l'on croit pouvoir attribuer à Joseph Black<ref>{{article |langue=en |url=http://www.scotsman.com/news/dig-finds-treasured-tools-of-leading-18th-century-scientist-1-1714838 |auteur=Tom Addyman |titre=Dig finds treasured tools of leading 18th century scientist |date=27/06/2011 |journal=News Scotsman}}.</ref>.
Black était membre du ''Poker Club'' et un proche de [[David Hume]], [[Adam Smith]] et d'autres figures éminentes du [[Lumières écossaises|mouvement des Lumières]].
Il fut l’un des piliers de la [[Lunar Society]] qui réunissait des industriels, des inventeurs et des scientifiques. Parmi ceux qui assistaient plus ou moins régulièrement aux réunions figuraient aussi [[Matthew Boulton (industriel)|Matthew Boulton]], [[Erasmus Darwin]], [[Samuel Galton Junior]], [[James Keir]], [[Joseph Priestley]], [[Josiah Wedgwood (1730-1795)|Josiah Wedgwood]], [[James Watt]], [[John Whitehurst]] et [[William Withering]].
Le 20 mai 1789, [[Nicolas de Condorcet|Condorcet]] lui annonce par lettre sa désignation en qualité de correspondant étranger de l'[[Académie des sciences de Paris]]<ref>Conservée à la Edinburgh University Library / Coll-16/III, f. 148-149 ; voir [https://www.inventaire-condorcet.com/Inventaire/Correspondance?ID=2532 en ligne].</ref>.
En 2011, des fouilles archéologiques menées dans l’université d’Édimbourg mirent au jour des instruments de mesure que l'on croit pouvoir attribuer à Joseph Black<ref>{{article |langue=en |url=http://www.scotsman.com/news/dig-finds-treasured-tools-of-leading-18th-century-scientist-1-1714838 |auteur=Tom Addyman |titre=Dig finds treasured tools of leading 18th century scientist |date=27/06/2011 |journal=News Scotsman}}.</ref>.

Black, resté célibataire, mourut à Édimbourg à l'âge de 71 ans et fut inhumé dans {{lien|Greyfriars Kirkyard}}.


== Publications en ligne ==
== Publications en ligne ==
* [https://www.gutenberg.org/ebooks/24591 ''Experiments upon magnesia alba, quicklime, and some other alcaline substances''], 1755/1898, Projet Gutenberg
* [https://www.gutenberg.org/ebooks/24591 ''Experiments upon magnesia alba, quicklime, and some other alcaline substances''], 1755/1898, Projet Gutenberg.


== Bibliographie ==
== Bibliographie ==
* {{ouvrage|auteurs= M.-N. Bouillet, A. Chassang|chap=Black, Joseph|titre=Dictionnaire universel d'histoire et de géographie |année=1842-1878}}.
* {{Ouvrage|auteurs=M.-N. Bouillet, A. Chassang|titre=Dictionnaire universel d'histoire et de géographie|éditeur=|année=1842-1878|isbn=|titre chapitre=Black, Joseph}}.
* {{ouvrage|prénom1=Robert|nom1=Halleux|auteur2=Marco Beretta|chap=Lavoisier|titre=La Science classique : Dictionnaire critique|directeur=Robert Halleux|éditeur=Éditions Flammarion|lieu=Bruxelles|année=1998|isbn=2-08211-566-6|passage=317-19}}
* {{Ouvrage|prénom1=Robert|nom1=Halleux|directeur1=Robert Halleux|auteur2=Marco Beretta|titre=La Science classique|sous-titre=Dictionnaire critique|lieu=Bruxelles|éditeur=[[Groupe Flammarion|Éditions Flammarion]]|année=1998|passage=317-19|isbn=2-08-211566-6|titre chapitre=Lavoisier}}
* {{article|auteur=[[Henry Guerlac]] |titre=Joseph Black and fixed air. II |journal=Isis |volume=48 |numéro=154 |pages=433–56 |année=1957 |mois=décembre |pmid=13491209 |doi=10.1086/348610}}.
* {{article|auteur=[[Henry Guerlac]] |titre=Joseph Black and fixed air. II |journal=Isis |volume=48 |numéro=154 |pages=433–56 |année=1957 |mois=décembre |pmid=13491209 |doi=10.1086/348610}}.
* {{ouvrage| prénom =Philipp|nom= Lenard|lien auteur1= Philipp Lenard| titre = Great Men of Science | année = 1950 |éditeur= G. Bell & Sons | lieu = Londres | passage = 129 | isbn = 0-8369-1614-X }}.
* {{Ouvrage| prénom1=Philipp| nom1=Lenard| lien auteur1=Philipp Lenard| titre=Great Men of Science| lieu=Londres| éditeur=G. Bell & Sons| année=1950| passage=129| isbn=0-8369-1614-X}}.


== Compléments ==
== Compléments ==
=== Sources ===
{{Bouillet}}
=== Notes et références ===
=== Notes et références ===
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=== Articles connexes ===
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Dernière version du 4 décembre 2023 à 16:26

Page d’aide sur l’homonymie

Pour les articles homonymes, voir Black.

Joseph Black
Manière noire de James Heath d'après un portrait de Henry Raeburn, 1800.
Biographie
Naissance
Décès
Voir et modifier les données sur Wikidata (à 71 ans)
ÉdimbourgVoir et modifier les données sur Wikidata
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Nationalité
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Ete' sech (d) ou nouvelleVoir et modifier les données sur Wikidata
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Œuvres principales

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Joseph Black (né le à Bordeaux – mort le à Édimbourg[1]) est un physicien et chimiste écossais, passé à la postérité pour avoir dégagé les concepts de chaleur latente et de chaleur spécifique, et pour avoir découvert le dioxyde de carbone. Il combattit l'hypothèse du « phlogistique », proposant de lui substituer sa théorie du calorique. Il fut professeur de médecine et conférencier en chimie à l’université de Glasgow. James Watt, qui était employé comme préparateur de physique de cette même université en 1756, conférait volontiers avec Black de ses expériences sur l'effet de la vapeur comprimée.

Les bâtiments de chimie de l’université d'Édimbourg et de l’université de Glasgow portent son nom.

Biographie[modifier | modifier le code]

Formation universitaire[modifier | modifier le code]

Joseph Black naquit à Bordeaux, où ses parents étaient négociants en vins[2],[3]. Il eut douze frères et sœurs[4]. Il s'inscrivit à l’université de Glasgow à l'âge de dix-huit ans, et dix ans plus tard partit terminer ses études de médecine à Édimbourg[5].

La balance de précision[modifier | modifier le code]

Une balance de précision pour l'analyse chimique quantitative.

Vers 1750, Joseph Black imagina une balance de précision consistant en un fléau allégé articulé sur un pivot en forme de coin. Chaque extrémité du fléau portait un plateau (un pour l'échantillon à peser, l'autre pour les poids de mesure). Elle surpassait de beaucoup, selon les chercheurs du De Witt Staten Museum of medical research, la précision des autres balances de l’époque, et s’imposa dans la plupart des laboratoires de chimie de la fin du XVIIIe siècle[6].

Identification du dioxyde de carbone[modifier | modifier le code]

Black rechercha les propriétés des gaz qui se dégageaient dans les différentes réactions connues alors. C’est ainsi qu’il découvrit qu’en calcinant de la craie (carbonate de calcium) ou en l'aspergeant d'acide, il se dégageait une vapeur d’« air fixe », gaz plus dense que l’air dans lequel une flamme s'éteint, ou un animal s’asphyxie. Vers 1754, Black découvrit enfin qu'en faisant barboter ce gaz à travers une solution aqueuse de chaux (hydroxyde de calcium), il faisait précipiter le carbonate de calcium. Il s'appuya sur cette propriété singulière pour montrer que le dioxyde de carbone est le gaz même qui est produit aussi bien par la respiration animale que par la fermentation microbienne. En 1755, il reconnut le magnésium comme un élément chimique.

En 1757, Black fut appelé à occuper la chaire Regius de médecine et de pathologie de l’université de Glasgow. Ses Leçons de chimie seront publiées en 1803.

« Calorique » et chaleur « latente »[modifier | modifier le code]

Ce calorimètre à glace, le premier jamais construit, servit à Antoine Lavoisier et Pierre-Simon de Laplace à déterminer au cours de l'hiver 1782–83 la chaleur échangée lors de différentes réactions chimiques, par des calculs inspirés de ceux de Joseph Black pour la chaleur latente.

En 1761, Black mit en évidence que le chauffage de la glace fondante n’élève guère sa température, mais modifie simplement les proportions de glace et d'eau. De même, Black observa que le chauffage de l’eau bouillante n'augmente plus la température de l’eau, mais accélère seulement sa transformation en vapeur. De là, il crut pouvoir conclure que la chaleur est un fluide, le « calorique », qui s’associe aux particules de glace (respectivement à l'eau en ébullition), et qu'il appela, du fait de sa recombinaison aux corps visibles, « chaleur latente » (aujourd'hui dénommée enthalpie de changement d'état). La théorie du calorique était une alternative à celle, controversée, du « phlogistique », qui postulait l'émission de chaleur par les corps eux-mêmes. Quant à la théorie de la chaleur latente, l'une des principales contributions de Black aux sciences physiques, elle marque les débuts de la thermodynamique[7],[8].

Black compara également l'accroissement de température d'une même masse de différentes substances soumises à un échauffement identique, et aboutit à la notion de « chaleur spécifique » (aujourd'hui dénommée capacité thermique massique)[9].

Le « condenseur » de James Watt[modifier | modifier le code]

Ces recherches eurent leur part dans le développement de la machine à vapeur[8]. En 1757-58, Black s’était lié d’amitié avec un préparateur de l’université, James Watt. Ce dernier commençait en 1761 à publier ses recherches sur l'effet de la vapeur comprimée à l’université de Glasgow, et Black appuyait financièrement ses premiers prototypes de machine à vapeur. Black avait montré que la chaleur latente de l'eau est considérable au regard de celle des autres liquides : cette remarque stimula James Watt dans ses tentatives d'améliorer le rendement de la machine de Newcomen. Watt eut ainsi l'idée de lui adjoindre un condenseur séparé, tout en maintenant la température du corps de piston à peu près à celle de la vapeur (en le maintenant au contact d'un réservoir de vapeur périphérique). Le fait de ne pas avoir à réchauffer le corps de piston cylindrique à chaque cycle représente en effet un gain d'énergie véritablement immense[10].

C’est par Joseph Black que James Watt fit en 1765 la connaissance d'un futur associé, le scientifique et industriel John Roebuck (1718-1794)[11]. Watt et Black furent également associés dans une manufacture de soude ; Black n'avait pourtant aucun intéressement financier dans cette affaire, qui se solda par un échec commercial[12].

Vie sociale[modifier | modifier le code]

Black était membre du Poker Club et un proche de David Hume, Adam Smith et d'autres figures éminentes du mouvement des Lumières.

Il fut l’un des piliers de la Lunar Society qui réunissait des industriels, des inventeurs et des scientifiques. Parmi ceux qui assistaient plus ou moins régulièrement aux réunions figuraient aussi Matthew Boulton, Erasmus Darwin, Samuel Galton Junior, James Keir, Joseph Priestley, Josiah Wedgwood, James Watt, John Whitehurst et William Withering.

Le 20 mai 1789, Condorcet lui annonce par lettre sa désignation en qualité de correspondant étranger de l'Académie des sciences de Paris[13].

En 2011, des fouilles archéologiques menées dans l’université d’Édimbourg mirent au jour des instruments de mesure que l'on croit pouvoir attribuer à Joseph Black[14].

Black, resté célibataire, mourut à Édimbourg à l'âge de 71 ans et fut inhumé dans Greyfriars Kirkyard.

Publications en ligne[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Compléments[modifier | modifier le code]

Sources[modifier | modifier le code]

  • Cet article comprend des extraits du Dictionnaire Bouillet. Il est possible de supprimer cette indication, si le texte reflète le savoir actuel sur ce thème, si les sources sont citées, s'il satisfait aux exigences linguistiques actuelles et s'il ne contient pas de propos qui vont à l'encontre des règles de neutralité de Wikipédia.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ (en) Henry Guerlac, Dictionary of Scientific Biography, vol. 2, « Black, Joseph », p. 173–183.
  2. ↑ Son père était originaire de Belfast, et sa mère était issue d'une famille de vignerons de l’Aberdeenshire, en Écosse.
  3. ↑ (en) « Généalogie famille Black et Gordon », sur blackfamilygenealogy.org, (consulté le ).
  4. ↑ (en) Philipp Lenard, Great Men of Science, Londres, G. Bell and Sons, (ISBN 0-8369-1614-X), p. 129 (trad. de la 2e édition allemande).
  5. ↑ (en) « Biographie de Joseph Black », sur chem.gla.ac.uk (en), (consulté le ).
  6. ↑ De Witt Staten Museum of medical research, « Equal Arm Analytical Balances », US National Institute of Health, (consulté le ).
  7. ↑ Gaston Bachelard, Étude sur l'évolution d'un problème de physique : la propagation thermique dans les solides, Éditions Vrin, coll. « Histoire des Sciences : textes et études », (réimpr. 1973), 184 p., p. 16-18
  8. ↑ a et b (en) David Ogg, Europe of the Ancien Regime : 1715–1783, Harper & Row, , p. 117, 283.
  9. ↑ « Joseph Black », sur Encyclopédie Larousse en ligne (consulté le ).
  10. ↑ Jean-Pierre Maury, Carnot & la machine à vapeur, Paris, Presses universitaires de France, coll. « Philosophies », , 128 p. (ISBN 2-13-039880-4).
    Le premier chapitre donne un aperçu remarquable des évolutions techniques de la machine à vapeur, et en particulier le rôle du condenseur et de l'indicatrice de Watt.
  11. ↑ Grand Larousse encyclopédique (lire en ligne), « James Watt ».
  12. ↑ (en) Musson et Robinson, Science and Technology in the Industrial Revolution, Toronto, University of Toronto Press, , p. 79.
  13. ↑ Conservée à la Edinburgh University Library / Coll-16/III, f. 148-149 ; voir en ligne.
  14. ↑ (en) Tom Addyman, « Dig finds treasured tools of leading 18th century scientist », News Scotsman,‎ (lire en ligne).

Articles connexes[modifier | modifier le code]

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