L'odeur de la pluie a un nom depuis 1964, mais Marcellin Berthelot la distillait déjà en 1891

Il suffit de quelques gouttes sur la terre d'un jardin qui n'a pas vu d'eau depuis des semaines. L'odeur monte avant même les flaques, minérale, presque sucrée. Pour l'expliquer, il a fallu passer de la terre de Meudon à l'alambic, forger un mot en Australie, isoler une molécule dans le New Jersey et filmer des gouttes au ralenti près de Boston. Plus d'un siècle d'enquête, et quelques mystères encore.

En 1891, Marcellin Berthelot met de la terre mouillée dans un alambic

Le 23 mars 1891, l'Académie des sciences reçoit une note de deux pages signée par le chimiste Marcellin Berthelot et son collaborateur Gustave André, « Sur l'odeur propre de la terre ». Tout jardinier pourrait en signer la première phrase : « On connaît l'odeur spéciale et qui n'est pas sans agrément, émise par la terre végétale récemment mouillée, après une courte pluie par exemple. »

Les deux hommes prélèvent la terre des prairies de la station de chimie végétale de Meudon, l'humidifient et la chauffent plusieurs heures au bain-marie dans un alambic de verre. L'eau recueillie sent la terre. À force de redistillations, « l'odeur s'exalte ».

Ils finissent par décrire un composé organique neutre, à l'odeur « pénétrante, presque piquante, analogue à celle des matières camphrées », présent en proportion « voisine de quelques millionièmes ». Avec un ou deux centigrammes au mieux, impossible de l'identifier. Il faudra attendre les années 1960 pour que l'odeur de la terre mouillée reçoive un nom. Et même deux.

1964, le pétrichor ou le sang des pierres

Le premier vient de Melbourne. Au CSIRO, l'organisme public australien de recherche, Isabel Joy Bear et Richard G. Thomas distillent à la vapeur des roches restées dehors, au chaud et au sec, et en tirent une huile jaunâtre que l'humidité libère. Leur article paraît dans Nature en mars 1964 sous un titre austère, « Nature of Argillaceous Odour », l'odeur argileuse.

Comme l'odeur sort de matériaux très divers, ils proposent un mot neuf, petrichor, de petra, la pierre, et ichor, le fluide qui coulait dans les veines des dieux grecs. Le Larousse, qui a adopté le mot, attribue surtout ce parfum à une huile sécrétée par certaines plantes.

Les parfumeurs indiens avaient pris de l'avance. D'après le CSIRO, une petite industrie captait déjà cette odeur dans l'huile de santal, sous le nom de « matti ka attar », le parfum de la terre. Quant à Joy Bear, entrée en 1944 comme aide de laboratoire, elle sera la première femme de l'organisme promue chercheuse.

La géosmine, ou l'odeur de la terre signée par des bactéries

Le second nom arrive en 1965. À l'université Rutgers, dans le New Jersey, la biochimiste américaine Nancy Gerber et le microbiologiste d'origine française Hubert Lechevalier isolent une substance « à odeur de terre » produite par des actinomycètes, des bactéries filamenteuses du sol. Ils la baptisent géosmine, du grec gê, la terre, et osmê, l'odeur. L'une de leurs souches, un Streptomyces griseus, appartient à l'espèce dont on avait tiré en 1943, dans la même université, la streptomycine, un antibiotique contre la tuberculose.

D'autres microbes et même quelques plantes en fabriquent aussi, mais les gènes de la géosmine se retrouvent chez quasiment toutes les espèces de Streptomyces. Dans l'odeur d'après la pluie, cette molécule se mêle aux huiles décrites en 1964. D'autres odeurs bactériennes sont moins flatteuses, comme celle du linge qui sent le chiffon mouillé.

Notre nez la détecte dans l'eau dès 4 à 10 nanogrammes par litre, rappelle en 2024 une équipe de l'Institut Leibniz de biologie des systèmes alimentaires, à Freising, près de Munich. Son image : une cuillère à café dans 200 piscines olympiques. Ces chercheurs ont identifié le récepteur humain qui y répond, OR11A1, seul à réagir nettement parmi 616 récepteurs et variants testés. Petite vexation, la version de ce récepteur chez le rat-kangourou, un rongeur du désert, s'est montrée plus de cent fois plus sensible que la nôtre dans leurs essais.

Filmée au ralenti, une goutte de pluie pétille comme du champagne

Restait le trajet du sol jusqu'au nez. En 2015, Young Soo Joung et Cullen Buie, ingénieurs au MIT, publient dans Nature Communications quelque 600 expériences menées sur 28 surfaces, dont 16 échantillons de sol. Leurs caméras à haute vitesse montrent qu'une goutte tombant sur une surface poreuse emprisonne de minuscules bulles d'air. Elles remontent et éclatent en projetant un nuage de microgouttelettes, comme dans une coupe de champagne, compare le MIT. Joung parle de « centaines » de gouttelettes en quelques microsecondes.

Ce ne sont pas les grosses averses qui en libèrent le plus, mais les pluies fines ou modérées. Une goutte trop rapide n'a pas le temps de fabriquer des bulles. Pour Buie, ce mécanisme pourrait expliquer comment le pétrichor gagne l'air, et il prend soin de parler d'hypothèse. Elle aurait plu à Berthelot et André, qui situaient déjà leur odeur « après une courte pluie ».

Un parfum pour appâter des collemboles

Pourquoi une bactérie se donnerait-elle la peine de parfumer la terre ? En 2020, une équipe menée par l'université de Lund, en Suède, a proposé une réponse dans Nature Microbiology. Les Streptomyces ne produisent la géosmine et une autre molécule à odeur de terre, le 2-méthylisobornéol, qu'au moment où leurs colonies forment des spores.

Sur le terrain, des pièges garnis de colonies de Streptomyces attirent des collemboles, minuscules animaux du sol proches des insectes. Au laboratoire, les antennes de l'espèce Folsomia candida réagissent aux deux molécules. Les collemboles broutent les colonies et dispersent les spores, dans leurs excréments ou collées à leur cuticule hydrophobe. De la nourriture contre un transport.

Toutes les bestioles ne goûtent pas ce parfum. La drosophile, ou mouche des fruits, fuit la géosmine, signal de microbes nuisibles sur un fruit (Cell, 2012). Le moustique Aedes aegypti s'en sert au contraire pour choisir où pondre (Current Biology, 2020).

Le chameau, lui, flairerait la géosmine des oasis, à en croire une anecdote répandue. L'idée a été avancée par le microbiologiste britannique Keith Chater (Scientific American, 2012), et l'équipe de Freising ne l'évoque qu'au conditionnel. Jolie histoire, mais hypothèse.

Avant l'orage, c'est l'ozone qui pique le nez

L'odeur vive qui précède parfois l'orage n'a rien à voir avec la terre. Elle vient de l'ozone, un mot forgé en 1840 par le chimiste allemand Christian Friedrich Schönbein pour l'odeur étrange des étincelles électriques, d'après le grec ozein, « exhaler une odeur ». Une décharge électrique, celle de la foudre par exemple, casse des molécules d'azote et d'oxygène de l'air, et une cascade de réactions produit parfois de l'ozone. Les courants descendants de l'orage le rabattent depuis l'altitude jusqu'à hauteur de nez, explique Scientific American. L'ozone d'abord, la terre mouillée ensuite.

La betterave fabrique elle-même son goût de terre

La géosmine gâche parfois la fête, en donnant un goût de terre ou de moisi à l'eau du robinet, à certains poissons ou au vin, note l'équipe de Freising. Dans la betterave rouge, ce goût est attendu, et la plante n'a pas besoin des microbes du champ pour le produire. En 2003, des chercheurs ont fait germer des graines stérilisées à l'abri de tout microbe. Les jeunes betteraves contenaient quand même de la géosmine. Conclusion des auteurs, la plante sait la fabriquer elle-même.

L'étude sur Aedes aegypti a d'ailleurs montré qu'un extrait de peau de betterave peut remplacer la géosmine, chère et difficile à obtenir, pour attirer les femelles dans des pièges. Belle reconversion pour un légume qui servait jadis de lanterne d'Halloween.