La chimie de la vie

Mais ce que Lavoisier cherche à connaître, à partir de 1791, c'est le cycle général de la matière vivante. On considérait jusqu'à lui que le monde vivant se divisait en deux règnes: d'un côté les végétaux destinés à élaborer des nutriments, de l'autre les animaux qui s'en nourrissent et en tirent l'énergie qui leur est nécessaire. "Je considère la Nature comme un vaste laboratoire de chymie", écrivait Antoine Baumé, "dans lequel se forment des compositions et des décompositions de toutes espèces. La végétation est le premier instrument que le Créateur emploie pour mettre toute la Nature en action. Les végétaux sont des corps organisés qui croissent à la partie sèche du globe et dans l'intérieur des eaux. Leur fonction est de combiner immédiatement les quatre éléments (l'eau, la terre, l'air et le feu) et de servir de pâture aux animaux. Les uns et les autres sont employés par la Nature à former toute la matière combustible qui existe." (A. Baumé, Chymie expérimentale et raisonnée, Paris: Didot, 1774, tome I, p. xj).

Plus tard, Bernard critiquera cette façon de cloisonner les différents règnes de la nature: "Les phénomènes de destruction ou de combustion vitale se trouvaient absolument séparés dans les êtres vivants des phénomènes de réduction ou de synthèse organique. La création vitale était dévolue aux végétaux, tandis que la destruction organique était réservée aux animaux. L'organisme animal était incapable de former aucun des principes qui entrent dans sa constitution: graisse, albumine, fibrine, amidon, sucre, tout lui était fourni par le règne végétal, et l'alimentation des animaux n'était plus guère que la mise en place des matériaux uniquement élaborés par les plantes." (Cl. Bernard, Leçons sur les phénomènes de la vie communs aux animaux et aux végétaux, Paris: Baillière, 1878, tome I, p. 136).

Mais la vision de Lavoisier est beaucoup plus moderne. Dans le Traité Élémentaire de Chimie, il raconte comment il a été amené, dès 1774, à inventer la technique d'analyse des corps organiques par la combustion.
L'analyse classique des matières organiques par le feu permettait de montrer que le bois de chêne, par exemple, était une combinaison d'eau, d'acides, d'huiles dont le résidu était du charbon, lui-même décomposable en terre et en alcali. Mais Lavoisier sentait la nécessité de pousser plus loin l'analyse: "Nous ignorons, écrivait-il dans son troisième registre de laboratoire, 1° quelle est la qualité de cette immense quantité d'air qui se dégage pendant la distillation: il y a probablement de l'air fixe [dioxyde de carbone] et de l'air inflammable [hydrogène]; 2° ce que c'est que l'huile: il paraît que par la combustion on peut la réduire en air et en eau; mais nous ne savons rien au-delà; 3° ce que c'est que le charbon; nous savons bien qu'en brûlant, il convertit l'air environnant en air fixe; mais nous ne savons pas s'il donne lui-même de l'air fixe." (Cité par M. Berthelot. La révolution chimique Lavoisier, Paris: Félix Alcan, 1902, p. 260).
Or l'inconvénient de la technique d'analyse par le feu était qu'au lieu de séparer les composants des matières végétales, elle les détruisait complètement. En juillet 1777, apprenant que Bergman, Torbern Bergman (1735-1784) avait obtenu par distillation, en faisant réagir de l'acide nitrique sur du sucre, de l'acide saccharin [oxalique] Lavoisier n'avait pas réussi à reproduire l'expérience; au lieu d'acide oxalique, il avait obtenu de l'acide nitrique, de l'eau et un résidu charbonneux. En février 1779, il avait recommencé l'essai en chauffant plus doucement le sucre et réussi la synthèse de l'acide oxalique; c'est qu'auparavant la chaleur trop forte décomposait le sucre en hydrogène et en carbone ; en se combinant à l'oxygène de l'acide nitrique, le carbone formait du gaz carbonique et l'hydrogène, de l'eau. Cela signifiait que la mesure des quantités de gaz carbonique et d'eau produites par la décomposition du sucre permettait de déduire les quantités de carbone et d'hydrogène contenues dans ce sucre.

Ce succès avait permis à Lavoisier d'étendre aux acides organiques sa théorie générale de la formation des acides. Mais surtout il lui avait révélé le principe de l'analyse chimique organique: il était possible de connaître la quantité de carbone et d'hydrogène contenues dans n'importe quelle matière organique en mesurant les quantités de gaz carbonique et d'eau produites par sa combustion.
Analysant selon cette méthode l'esprit de vin, l'huile d'olive et la cire, il avait établi que les matières animales comme les matières végétales résultent de la combinaison d'oxygène, d'hydrogène et de carbone. (Lavoisier, Oeuvres, II, p. 588). "Le moindre degré de chaleur, pourvu qu'il soit un peu supérieur à celui de l'eau bouillante, suffit pour réunir l'oxygène et l'hydrogène, l'hydrogène et le carbone, et pour former de l'huile et de l'eau; mais aussi, les phénomènes se compliquent un peu davantage, parce qu'il existe, comme M. Berthollet le démontre, un quatrième principe dans les matières animales, l'azote, qui, avec l'hydrogène, forme de l'alcali volatil ou ammoniac." (Lavoisier, Oeuvres, tome II, pp. 664-666).

Lavoisier établit là des relations essentielles. L'approche théorique l'emporte en intérêt sur la partie expérimentale; et quand il cherche à démontrer l'équation qui relie ces divers éléments en calculant leur poids, tous ses chiffres sont faux, mais sa conclusion générale est correcte. Il a compris qu'il n'existe pas de cloison entre la chimie des minéraux, celle des végétaux et celle des animaux. Il a entamé l'exploration de la vie par l'analyse de ses mécanismes physico-chimiques, ouvrant ainsi la voie à la biochimie moderne. Il n'aura ni le temps ni les moyens d'aller plus loin; l'ambition, les activités de responsable des Finances de l'État et bientôt les soucis personnels vont l'éloigner de la recherche.