Louis Cotte : un amateur chimiste éclairé
La lecture du premier ouvrage de p. Cotte MÉMOIRE SUR UNE NOUVELLE EAU MINÉRALE SULFUREUSE, Découverte dans la vallée de Montmorencì près Paris, en 1766 nous réserve bien des surprises. Dans un langage naturel, en termes modestes, il nous livre des observations qu’il a été le premier à faire et le tout sous forme d’une conjecture. A la deuxième édition de l’ouvrage de 1774, dans une addition, Cotte précise que beaucoup de personnes de notre vallée s’en sont servies avec succès pour les humeurs froides et autres maladies mais je n’ai aucun titre pour garantir ces guérisons. En 1876, la direction des eaux thermales d’Enghien édite la Notice historique sur les eaux d’Enghien en apportant les preuves scientifiques des vertus curatives des sources. Plus de cent ans après la découverte, certains doutaient encore...
Mais revenons à l’écrit du p. Cotte. Il décrit de manière très méthodique et spontanée et parfois divertissante les recherches et expériences faites sur cet objet.
Personne n’ignore les avantages que l’on peut tirer des eaux minérales : si mes vœux et les conjectures d’un illustre Académicien sont fondés, j’en indiquerai au Public de nouvelles qui seront d’autant plus précieuses que leur situation mettrait les habitants de la capitale à portée d’en jouir à peu de frais et d’une manière plus utile que celles qu’on fait venir de bien loin ; car on fait que les eaux minérales, et surtout les eaux sulfureuses, perdent beaucoup par le transport.
Au milieu de la vallée de Montmorency, entre Saint Gratien, village appartenant autrefois au maréchal de Catinat et la terre de M. d’Ormesson, est une grande pièce d’eau, appelée étang de Montmorency. Cet étang a pour décharge un massif de pierre bâti sur pilotis. C’est entre les pièces de bois du pilotis que sort le ruisseau d’eau minérale dont je vais parler et qui s’appelle dans le pays ruisseau puant.
J’avais d’abord cru qu’il était formé par l’eau de l’étang, que je supposais devoir se filtrer à travers un terrain sulfureux mais j’ai remarqué que, lorsque l’étang était à sec, notre ruisseau ne tarissait pas. Ainsi je conjecture que qu’il prend sa source ou sous l’étang ou bien sous le massif de pierre dont je viens de parler. Ce ruisseau n’a que deux pieds de largeur, il a un cours d’environ 40 ou 50 toises (1 toise = 1,949 m).
Son eau se mêle ensuite avec celle d’un autre ruisseau formé par l’étang à la chute d’un moulin. L’eau du ruisseau puant, après son mélange, conserve encore sa couleur particulière dans l’espace de 4 ou 5 toises ; les pièces de bois entre lesquelles elle sort, sont enduites d’une cristallisation saline, qui mise sur la langue, paraît être d’une acidité surprenante.
Ce qui me frappa d’abord dans cette eau, ce fut son odeur fétide qui le fait sentir à plus de cent pas à la ronde, sa couleur bleuâtre et celle des pierres qui se trouvent dans le ruisseau, et qui sont toutes de couleur noire ou violette, excepté celles qui se trouvent près de la source et qui sont jaunes. Mais je fus bien plus surpris lorsqu’après y avoir plongé de l’argent, je le vis aussitôt changer de couleur.
Cette première expérience me fit naître l’idée d’y plonger plusieurs métaux, voici le résultat de mes essais. L’or et le cuivre rougissent, mais l’or beaucoup plus que le cuivre ; le fer y noircit, le plomb et l’étain ne changent point de couleur ; mais l’argent est celui des métaux sur lequel cette eau a plus de prise. Un écu que je j’y plongeai, commença à se teindre d’une couleur jaune, qui devient ensuite de plus en plus foncée et enfin d’un bleu noirâtre, comme s’il eût passé par le feu. Ces effets ont lieu plus faiblement à la vérité, même après le mélange du ruisseau puant avec l’eau de l’étang.
J’ai remarqué que la vapeur d’eau était plus active que l’eau même, car une pièce d’argent placée sur le goulot d’une bouteille pleine de cette eau, prit une couleur jaune en moins d’une minute. Après avor rempli à moitié de cette eau un gobelet d’argent, la partie supérieure à la surface de l’eau devint jaune en fort peu de temps, de sorte que le gobelet semblait avoir été doré.
La vapeur qui s ‘en exhale, est aussi très pernicieuse aux animaux, quoique l’eau même ne leur soit nuisible (Les canards vivent très volontiers dans cette eau et les poules en boivent ordinairement, mais il est bon de remarquer que dans la plupart de leurs œufs, le jaune se trouve noir et comme corrompu. Si l’on fait couver ces œufs, on s’en voit rien éclore).
Une grosse chenille de bouillon-blanc que j’avais exposée à la vapeur de l’eau, est morte 20 minutes avec de violentes agitations et j’ai éprouvé que les chiens buvaient cette eau sans aucune répugnance.
J’observai aussi que l’eau qui paraît très limpide dans les bouteilles, se décharge après un certain temps, d’une manière bleuâtre, qui forme une pellicule sur la surface ; l’eau n’a plus alors d’odeur, mais si on remêle exactement ce dépôt en agitant la bouteille, toute la mauvaise odeur revient. Cette eau ne dissout point le savon et ne produit aucun effet sur le papier bleu (papier de tournesol).
Ces différentes expériences piquèrent ma curiosité, ne pouvant deviner le secret de la nature, j’eus recours à feu M. l’abbé Nollet qui se faisait un plaisir d’aider de ses lumières ceux qui témoignaient avoir du goût pour la Physique...ce savant physicien eut la bonté de communiquer ma lettre à l’Académie des Sciences… L’ Académie jugea ma lettre digne de son attention et arrêta que j’enverrais quelques bouteilles de cette eau à M. Macquer, l’un des chimistes de l’Académie…
J’ai demandé à une IA de me traduire en termes scientifiques actuels les observations du père Cotte :
1. Odeur fétide, couleur de l’eau et des pierres
Odeur
« odeur fétide qui se fait sentir à plus de cent pas »
👉 Il s’agit clairement de sulfure d’hydrogène H₂S, gaz à odeur d’œuf pourri, volatil et perceptible à très faible concentration.
Couleur bleuâtre de l’eau et pierres noires/violettes
Dans les eaux sulfureuses :
• le H₂S dissous réagit avec des ions métalliques naturels (Fe²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺…)
• il se forme des sulfures métalliques insolubles, souvent sombres
Exemples :
• Fe²⁺ + H₂S → FeS(s) (noir)
• Cu²⁺ + H₂S → CuS(s) (noir)
• Mn²⁺ + H₂S → MnS(s) (brun-noir)
👉 Les pierres jaunâtres près de la source peuvent contenir du soufre élémentaire S⁰, issu de l’oxydation partielle du H₂S :
2 H2S+O2→2 S+2 H2O2\,H_2S + O_2 \rightarrow 2\,S + 2\,H_2O2H2S+O2→2S+2H2O
2. Réaction avec les métaux plongés dans l’eau
Le point clé est la formation de sulfures métalliques à la surface des métaux.
Argent (le plus affecté)
L’argent réagit très facilement avec H₂S :
2 Ag+H2S→Ag2S(s)+H22\,Ag + H_2S \rightarrow Ag_2S(s) + H_22Ag+H2S→Ag2S(s)+H2
• Ag₂S (sulfure d’argent) est noir
• la transition observée (jaune → brun → bleu-noir) correspond à :
◦ une couche très fine (interférences optiques)
◦ puis à une couche plus épaisse de sulfure
👉 C’est exactement le même phénomène que le ternissement de l’argenterie.
Or
L’or pur est normalement inerte, mais :
• l’« or » du XVIIIᵉ siècle n’était pas parfaitement pur
• il contenait souvent de l’argent ou du cuivre
👉 Ce sont ces métaux d’alliage qui forment des sulfures, donnant une coloration rougeâtre.
Cuivre
Cu+H2S→CuS(s)+H2Cu + H_2S \rightarrow CuS(s) + H_2Cu+H2S→CuS(s)+H2
• CuS est noir
• la teinte rouge/brune initiale peut venir de Cu₂S ou d’oxydes transitoires
Fer
Fe+H2S→FeS(s)+H2Fe + H_2S \rightarrow FeS(s) + H_2Fe+H2S→FeS(s)+H2
👉 FeS est noir → « le fer y noircit »
Plomb et étain
• PbS est noir, mais une couche compacte peut passiver la surface
• SnS est peu visible
👉 D’où l’impression qu’ils « ne changent point de couleur ».
3. Effet plus faible après dilution
« après le mélange du ruisseau puant avec l’eau de l’étang »
👉 La dilution diminue :
• la concentration en H₂S
• donc la vitesse de formation des sulfures
Réaction identique, mais cinétique plus lente.
4. Vapeur plus active que l’eau
Observation clé
« la vapeur d’eau était plus active que l’eau même »
👉 En réalité, ce n’est pas la vapeur d’eau, mais le H₂S gazeux.
• H₂S est plus réactif à l’état gazeux
• il atteint directement la surface métallique sans être solvatisé
Exemple sur l’argent :
2 Ag(s)+H2S(g)→Ag2S(s)+H2(g)2\,Ag(s) + H_2S(g) \rightarrow Ag_2S(s) + H_2(g)2Ag(s)+H2S(g)→Ag2S(s)+H2(g)
C’est pourquoi :
• une pièce au-dessus du goulot jaunit en moins d’une minute
• la partie émergée du gobelet d’argent se colore plus vite que la partie immergée
5. Toxicité de la vapeur pour les animaux
H₂S est extrêmement toxique
• inhibe la cytochrome oxydase (respiration cellulaire)
• agit comme un poison respiratoire
• mortel à forte concentration
👉 Cela explique :
• la nocivité de la vapeur
• alors que l’eau, plus diluée, reste supportable pour certains animaux
6. Œufs aux jaunes noirs et stérilité
Probable combinaison de facteurs :
• diffusion de H₂S dans l’organisme
• formation de sulfures de fer dans le jaune (riche en fer)
• perturbation du développement embryonnaire
Réaction possible :
Fe2++H2S→FeS(s)Fe^2+ + H_2S \rightarrow FeS(s)Fe2++H2S→FeS(s)
👉 Le noircissement du jaune correspondrait à la formation de FeS, et l’embryon ne survit pas à l’intoxication.
Conclusion chimique moderne
Le savant du XVIIIᵉ siècle observait sans le savoir :
• une source chaude sulfureuse
• riche en H₂S dissous et gazeux
• provoquant la formation de sulfures métalliques
• et une toxicité respiratoire sévère
et l’IA conclut :
C’est une description remarquablement précise, avant même que la chimie des gaz et des sulfures ne soit formalisée
RSS 2.0