L’idéalité « phlogistique » fut introduite par le chimiste Georg-Ernst Stahl (1660-1734) en 1703 pour prolonger et perfectionner les catégories introduites par des prédécesseurs et notamment Joachim Becher (1635-1682) qui posait que les substances avaient trois constituants terra lapidea (dans les solides) terra pinguis (huile) et terra mercurialis (liquides). Les produits combustibles laissent échapper leur terra pinguis durant la combustion. A cette terra pinguis Stahl substitue le terme de phlogistique qui soit se libère dans l’atmosphère soit se combine à une chaux pour donner un métal. Durant le 18ème siècle les écoles française, allemande et britannique utilisent largement ce vocable et propagent cette interprétation dans les réactions chimiques qu’ils découvrent (Karl-Wilhelm Scheele, Joseph Black, Henri Cavendish). Quelques auteurs sont réticents sans disposer pour autant d’arguments dirimants[1]. Certains expérimentateurs (notamment Gabriel Venel 1723-1775, Guyton de Morveau 1734-1816 en 1772 à propos des oxydes d’étain et de plomb) se sont rendu compte du fait que pour respecter les pesées il fallait attribuer au phlogistique une masse négative. « La chasse aux différents airs est désormais ouverte sous le signe du phlogistique »[2].
Examinons cette voie. Remarquons d’abord combien elle était difficilement praticable à l’époque. En effet, sur la base des mathématiques antiques et arabes, le calcul algébrique s’était développé à la Renaissance, mais en respectant la signification géométrique et physique des grandeurs. Lorsque François Viète écrit (In artem analyticem isagoge, 1591) l’équation du troisième degré X3 + BX = CX2 + D, les règles dimensionnelles sont respectées (B est « plan », C est longueur, D est « solide ») et il ne considère que les solutions positives. Certes à la même époque l’école de Cardan en Italie utilisait déjà les nombres imaginaires, mais avec d’infinies prudences pour manier ces nombres « impossibles ». La question se pose réellement pour les sciences appliquées. Malgré toute la clarté apportée aux calculs algébriques par d’Alembert, Euler, et Gauss, au début du 19ème siècle encore Lazare Carnot écrit « Pour obtenir réellement une quantité négative isolée, il faudrait retrancher une quantité effective de zéro, ôter quelque chose de rien : opération impossible. Comment donc concevoir une quantité négative isolée ? » (Géométrie de position, 1803). Or justement le phlogistique n’avait pas été isolé[3]. Les seuls domaines concrets où les nombres négatifs se trouvaient facilement interprétés étaient la trigonométrie pour représenter les rotations dans un sens ou dans l’autre, et les jeux de hasard pour calculer les gains et les pertes autour de la notion d’espérance mathématique. Il y avait sans doute là un chemin sémantique possible : le fait qu’un gain négatif soit une perte pouvait suggérer que le phlogistique signifiait la perte d’une substance réelle, et qu’aussi bien la perte de phlogistique signifiait le gain d’un corps réel. Les détours des raisonnements conduisaient à dénommer ce corps réel (que Lavoisier appellera oxygène) « air déphlogistiqué » (Joseph Priestley 1775), notre azote devenant dès lors « l’air phlogistiqué ».
Si on pousse cette interprétation, ce sont les métaux sous leur forme la plus oxydée qui doivent être conçus comme des « corps simples » et l’apport de phlogistique les « réduit » (leur ôte de la masse) jusqu’à l’état le plus phlogistiqué qui est pourvu de l’éclat métallique. Dans cette direction une cohérence peut être trouvée mais alors pourquoi se limiter au phlogistique ? Et si on considère des masses de signe quelconque, le concept de corps simple perd son caractère absolu, on a une grande latitude pour décréter ce qui est simple et ce qui ne l’est pas. Aussi bien l’avantage des masses positives réside précisément dans le fait — qui n’était pas évident a priori — que l’on parvient ainsi à une cohérence sans aucun arbitraire.
On voit que Lavoisier eut soin de tenir compte de l’évidence la plus partagée pour reprendre la rationalité de la chimie en respectant les masses dans les réactions et en supposant que les corps simples étaient de masse positive. Lavoisier propose une autre lecture de l’ensemble des recherches de ses contemporains, un nouveau programme dans lequel « tous les spécimens de gaz isolés et identifiés avant lui devront désormais être renommés, redéfinis sans appel au phlogistique »[4]. Ceci se traduira par le nouveau système d’écriture signé de Guyon de Morveau, Lavoisier, Berthollet, et Fourcroy en 1787 sous le titre Méthode de nomenclature chimique, système de notation qui vingt ans plus tard est pratiquement adopté dans toute l’Europe.
Ceci étant, il y a tout de même quelque chose qui s’en va lors de la combustion, l’intuition des « chymistes » se fondait sur l’expérience la plus courante : les flammes, la lumière, la chaleur, la dilatation des gaz. Cette matière du feu était appelée le calorique, terme qu’emploie aussi Lavoisier. Comme le soulignent Bernadette Bensaude-Vincent et Isabelle Stengers « on voit donc que Lavoisier ne supprime pas les éléments fictifs ».
A propos du calorique voir sur ce blog Le calorique, travail sur un être-question
[1] Cf. Bensaude-Vincent B., Stengers I., Histoire de la chimie, La Découverte 1995. p 112.
[2] ibid. p 61 à 124.
[3] Quoique certains auteurs (Cavendish, Kirwan) l’aient identifié à ce que nous appelons l’hydrogène.
[4] ibid.