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Histoire
Les Lumières des poissons électriques
Erik Harvey-Girard


Le manque de méthode pour étudier l’électricité explique en bonne partie la présence de toutes ces hypothèses erronées (principe frigorifique, explication mécanique ou poison). Mais dans la deuxième moitié du 18e siècle, cet état de fait changea. En 1745, un inventeur allemand, Ewald Georg vont Kleist (1745), et un physicien de l’Université de Leiden aux Pays-Bas, Pieter van Musshenbroek (1746), ont inventé indépendamment la bouteille de Leiden.
Représentation d'une expérience sur l'électricité statique avec une bouteille de Leyde.
Cette bouteille connectée à des générateurs d’électricité statique permet d’emmagasiner et de libérer de façon transitoire de l’électricité. Les similitudes entre les chocs électriques générés par la bouteille de Leiden et par les poissons électriques ont grandement facilité la découverte de l’électricité chez les animaux.

 

Après la découverte en Guyane par l’astronome français Richer de l’anguille électrique, le physiologiste anglais Ingram (1750) détermina que l’animal était entouré d’une atmosphère électrique. Van der Lott affirma que l’effet des chocs des poissons ressemblait à l’électricité qu’il avait étudiée dans son pays. Au même moment, en voyage au Sénégal, le français Michel Anderson redécouvrit le poisson-chat électrique Malapterurus electricus et réalisa la nature électrique de la décharge en la comparant avec la bouteille de Leiden.

 

Edward Bancroft (1769), un médecin Américain vivant en Guyane à l’époque, effectua des expériences simples et convaincantes réfutant la nature mécanique du choc électrique. Lorsqu’il touchait une anguille électrique avec une tige afin de provoquer un décharge électrique, une autre personne éloignée à 2-3m du poisson, ayant ses mains dans l’eau, ressentait un choc violent, prouvant ainsi la transmission dans l’eau du pouvoir du choc. De plus, plusieurs personnes se tenant en file par les mains pouvaient tous ressentir le choc électrique lorsque le premier touchait l’anguille électrique. Tout comme avec la bouteille de Leiden. Et pan pour la nature mécanique du pouvoir des poissons!

 

Par la suite entre 1754 et 1776, une série de scientifiques ont prouvé hors de tout doute la nature électrique de la décharge des poissons électriques, en particulier van s’Gravesande, van der Lott, Bancroft, Bajon, Williamson, Cavendish et Walsh. Ce dernier, John Walsh en 1773 établit que les deux cotés de l’organe électrique de Torpedo sont de charges électriques inverses.
Réprésentation d'une expérience sur l'électricité des poissons-torpilles.
Avec l’aide d’une bobine magnétique, il conclut que lors de la décharge, le ventre du poisson est négatif et dos positif. Il obtint des résultats semblables (ventre du poisson négatif lors de la décharge) à l’aide d’une autre méthode utilisant le fait que l’argent et le plomb en solution dans l’eau se fixe en précipitant à la cathode (électrode négative qui était fixée au ventre du poisson).

 

En 1773, John Hunter décrivit l’anatomie de l’organe électrique du poisson torpille et son analogie aux bouteilles de Leiden. « Chaque organe électrique consiste entre 470 et 1200 colonnes perpendiculaires, dépendamment de la dimension de l’animal, et chaque colonne d’un pouce de long contenait environ 150 partitions. » « Ils (les nerfs) interviennent à la formation, collection ou organisation du fluide électrique; il apparaît évident que la volonté de l’animal contrôle absolument les pouvoirs électriques de son corps qui doit dépendre de l’énergie des nerfs. »
Observation anatomique de Hunter sur l'organe électrique du poisson-torpille.

 

Malgré ces études stimulantes, plusieurs voix s’élevèrent pour critiquer la nature électrique de la décharge des poissons électriques. En effet, l’électricité des poissons présentait des caractéristiques différentes de celle des bouteilles de Leiden. En particulier, Schilling nota « on ne voit jamais partir ni la flamme, ni l’étincelle, même qu’on le touche avec du fer soit de jour ou de nuit ». En plus, la décharge des poissons ne pouvait attirer ou repousser de petits objets comme les bouteilles de Leiden.

 

Pour faire taire les critiques, Cavendish (1776) expérimenta afin de combler les trous dans la théorie de John Walsh. Il construisit un modèle de poisson Torpedo en bois avec des électrodes fixées de chaque coté pour imiter les organes électriques qui furent reliées à 49 bouteilles de Leiden.
Modèle en bois de poisson-torpille fait par Cavendish.
 Placé dans l’eau de mer, son modèle lui permit de bien sentir le choc électrique dans l’eau. Il proposa que la durée très courte de la décharge des poissons empêchait l’attraction ou la répulsion de menus objets. L’absence d’étincelle fut simplement expliquée par l’intensité plus faible de la décharge des poissons comparativement aux bouteilles de Leiden. D’ailleurs, il montra que les bouteilles de Leiden faiblement chargées ne produisaient pas d’étincelles.

 

Walsh reprit à son tour les expériences sur les étincelles. et « finalement une nuit de 1776, devant un groupe d’amis philosophes rassemblés dans sa maison, Walsh démontra l’étincelle lumineuse » (Le Roy, 1776). Malheureusement pour nous, comme cela se faisait souvent à l’époque et possiblement dû à la présence de ses éminents amis, Walsh ne publia jamais ces résultats sous forme écrite.

 

Désormais, il était établit que certains poissons pouvaient produire de l’électricité de façon exogène.

 

A Bologne en 1791, Luigi Galvani découvrit qu’il était possible de déclencher la contraction musculaire de la jambe d’une grenouille, en connectant les nerfs du muscle en série avec deux métaux différents et la moelle épinière de l’animal.
Expérience de Galvani sur les muscles de grenouille.
 Par analogie avec la bouteille de Leiden, Galvani croyait que les cellules du cerveau de l’animal généraient de l’électricité qui était transmise par les nerfs (aujourd’hui, on sait que c’est vrai) et emmagasinée dans les muscles (maintenant, c’est plutôt invraisemblable). Au contact du métal, l’électricité intrinsèque était relâchée, résultant en contraction musculaire.

 

Volta, très intrigué, entreprit ses propres recherches sur le sujet. Il montra que le courant qui pouvait passer qu’à travers deux métaux différents dans un milieu conducteur. La contraction musculaire observée n’était donc pas due à de l’électricité intrinsèque, mais plutôt due à un courant extrinsèque. Galvani répliqua en démontrant que la contraction musculaire pouvait se produire en absence de circuit métallique. La controverse enflamma rapidement l’Italie, la France, l’Allemagne et l’Angleterre et coupa les scientifiques en deux camps distincts.

 

Volta demeura silencieux pendant huit ans, puis envoya une lettre, désormais célèbre, à Sir Joseph Banks de la Société Royale de Londres en 1800 qui frappa le monde scientifique d’un violent éclair… de génie… électrique. Il y décrit un « organe électrique artificiel » qu’il avait construit et qui reproduisait l’organe électrique naturel de Torpedo ou de l’anguille électrique ». Volta avait inventé la pile électrique.
Comparaison de l'organe électrique du poisson-torpille et de la pile de Volta.
 En 1801, à l’Académie Française des Sciences, devant Napoléon, il démontra qu’on pouvait changer la force électromotrice en plaçant les empilements en série pour augmenter le voltage ou en parallèle pour augmenter le courant.

 

La controverse, on le sait maintenant, était causée principalement par les limitations des expériences et de la compréhension limitée qu’ils avaient de l’électricité : aucune des parties avait totalement raison ou totalement tord. A l’époque cependant, les piles électriques et les choix politiques de Volta et de Galvani donnèrent la « victoire » à Volta, tandis que Galvani sombra. De cette dispute, on retiendra que la bioélectricité n’était pas seulement l’apanage des poissons électriques, mais dans une moindre mesure, présente chez tous les autres animaux servant au contrôle de la contraction des muscles par le système nerveux via les nerfs. L’électrophysiologie était sur le point de naître.

 

Références
Erik Harvey-Girard.  "Les Lumières des poissons électriques."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 28, 2005. <  >

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