Dans les Expériences nouvelles touchant le vide, Pascal part d’une expérience due à l’Italien Torricelli. Un tube rempli de mercure, étant retourné sur une cuve elle-même pleine de mercure, le liquide s’abaisse et reste en suspens dans le tube, laissant un espace apparemment vide en haut. L’expérience de Pascal se place dans une controverse scientifique et religieuse qui anime l’époque : le vide est-il possible, et existe-t-il ?
Pascal attribue bientôt ce phénomène à la pression atmosphérique. La pression de l'air exercée sur ce baromètre se mesure en observant la colonne de liquide dans le tube : il existe une correspondance entre sa hauteur et la pression de l’air.
Le phénomène repose sur l'équilibre entre deux forces. L'air pèse sur la surface libre du liquide dans la cuve et pousse ainsi le liquide à l'intérieur du tube. Cependant, le poids du liquide situé dans le tube tend à le faire descendre sous l’effet de la gravité. Lorsque ces deux actions contraires se compensent, le liquide se stabilise dans le tube à une hauteur donnée qui correspond à la pression exercée par l'air. Plus la pression est élevée, plus le liquide monte dans le tube.
Blaise Pascal demande à son beau-frère Florin Périer, par lettre en date du 15 novembre 1647, de réaliser une expérience originale : il s’agit de refaire l’expérience de Torricelli à plusieurs endroits entre l’actuelle place de Jaude et le sommet du Puy de Dôme. L’expérience peut être réalisée avec de l’eau, mais cela exigerait des tubes de 15 mètres de haut. On utilise donc du mercure, car c’est le seul métal liquide suffisamment dense pour permettre d’observer les résultats de l’expérience à partir d’un dispositif de taille « humainement » manipulable.
Extrait de la lettre de Blaise Pascal à Florin Périer en date du 15 novembre 1647 :
|
- Pascal_vide1 |
|
Il a déjà une idée du résultat, mais il a besoin de ces expériences pour le confirmer. Florin Périer s’exécute le 19 septembre 1648, au petit matin, où il réalise l’expérience à plusieurs reprises, en présence de témoins. Il rend compte des résultats à Blaise Pascal par courrier du 22 septembre 1648.
Extrait de la lettre de Florin Périer adressée à Blaise Pascal le 22 septembre 1648 :
|
- Pascal_vide2 |
|
Les expériences de Florin Périer confirment les résultats auxquels s’attendait Blaise Pascal, savoir une baisse du niveau de mercure observée à mesure qu’il s’élève sur les flancs du Puy de Dôme, prouvant ainsi l’existence et l’action de la pression atmosphérique. C’est ainsi que les prémices de la météorologie moderne apparaissent au XVIIe siècle. Chose encore plus remarquable, Blaise Pascal est le premier savant au monde à prendre comme terrain d’expérience une montagne. En 1648, suite à ces expériences, Blaise Pascal publie son Récit de la grande expérience de l’équilibre des liqueurs.
Mais une question reste cependant posée : qu'y a-t-il entre le niveau de mercure et le haut du tube en verre ?