INTRODUCTION

Dans un travail antérieur, nous avons étudié, en collaboration avec MM. Jolibois et Lefebvre (B. 1), l’action de l’étincelle condensée sur le gaz carbonique. Nous avons alors fixé, dans ce cas particulier extrêmement simple, l'influence des différents facteurs : capacité et self-induction du circuit de décharge, énergie totale fournie, pression et particularités propres des tubes laboratoires. Nous avons été guidés, pour la détermination des effets chimiques de l’étincelle, par la variation de pression produite par la dissociation du gaz carbonique, l'analyse des produits gazeux n’ayant jamais été qu'un élément de confirmation de nos mesures de pression, élément auquel nous faisions appel quand ces mesures de pression nous semblaient anormales.

Le choix de la dissociation du gaz carbonique n’avait pas été fait au hasard. Pour avoir un guide sûr dans l'interprétation des résultats, 1l fallait une réac-

Cher; veus

tion sans produits secondaires, bien connue au point de vue thermique, et dont le calcul thermodynamique était facile. Deux réactions simples s’offraient : la dissociation de la vapeur d’eau et celle du gaz carbonique. La première était catalysée par le métal des électrodes; notre choix s’arrêta donc sur la seconde. L'étude de cette dissociation ne devait être qu’un travail préliminaire propre à faciliter une étude plus complexe : le problème de la transformation du méthane en carbures plus aptes à réagir, premier pas dans la synthèse des carburants liquides à partir des gaz naturels. Nos premières expériences ont été commencées au début de 1927, alors que les recherches sur le méthane qui avaient déjà paru, ne s’occupaient que de la décomposition thermique de ce gaz sans faire appel aux méthodes électriques.

Cependant, depuis de nombreuses années déjà, des études précises sur l’étincelle électrique et son application à la production de réactions chimiques avaient été poursuivies par deux écoles de chercheurs, celle de Briner et celle de Haber. Elles avaient été effectuées sur des composés de l’azote ou de l’oxygène; la synthèse de l’ammoniac, de l’oxyde azotique, la formation de l’ozone avaient été étudiées avec soin. Mais les seuls composés du carbone dont la formation avait été abordée par ces deux écoles étaient alors le cyanogène et l'acide cyanhydrique. Nos recherches sur la décomposition du gaz carbonique sous faible pression nous avaient montré la puissance d'action de l’étincelle condensée, ainsi que la facilité de mesure de l’énergie employée. L'interprétation thermique que nous avions donnée appelait aussi des expériences sur d’autres gaz pour être confirmée ou infirmée. |

Dans cette étude, la variété des produits obtenus nous imposa de suite la nécessité d'analyser les gaz que nous avions soumis à l’action de la décharge électrique. La faible pression des gaz étudiés ne nous donnait que de petits échantillons de gaz : pour que leur analyse conservât une précision suffisante, nous avons dû la faire sur la cuve à mercure. D’autre part, le nombre encore considérable de facteurs que nous nous proposions de faire varier (l'influence des autres ayant été fixée par notre travail antérieur), et la dispersion des résultats habituelle à ces études sur les décharges brutales dans les gaz, nous ont conduit à de longues séries d'expériences. La lenteur des analyses et leur nombre ont considérablement retardé l’achèvement et la publication de ce travail.

Notre exposé comprend six Chapitres.

Dans le premier, nous décrivons d’abord les différents appareils que nous

Se

avons utilisés pour réaliser nos expériences : mesures de pression, introduction et extraction des gaz, tubes laboratoires, appareiïllage électrique. Quelques pages ont été ensuite consacrées aux analyses de gaz, par les méthodes chimiques ou physiques, ainsi qu’au calcul des analyses pour lesquelles nous avons construit des monogrammes que nous donnons en annexe; cet exposé constitue le deuxième Chapitre.

Dans le troisième Chapitre, nous rappelons les principaux résultats obtenus par nos devanciers dans l'étude de la décomposition thermique ou électrique de méthane; sa décomposition thermique, dont les produits diffèrent suivant la température et la durée du passage du gaz dans la région chauffée, la décomposition électrique conduisant à des résultats très différents suivant la pression du gaz et la forme de la décharge électrique. Cette revue rapide nous est l’occasion de formuler la théorie de la pyrolyse qui nous semble la plus compréhensive, et qui tient compte de nos connaissances actuelles sur la stabilité thermique des divers corps en présence. Une mention particulière est faite des travaux de F. Fischer et de ses collaborateurs qui transforment le méthane en acétylène sous l’action de la décharge électrique. Enfin, nous rappelons les résultats de notre étude sur l’action de l’étincelle condensée sur le gaz carbonique, en montrant l'intérêt que peut présenter la notion de température apparente de l’étincelle et le calcul thermodynamique précis de cette température (!).

L'étude expérimentale de l’action de l’étincelle électrique sur les carbures étudiés comprend deux Chapitres d'importance fort inégale. L'’acétylène étant le carbure qui se forme en majeure partie dans l’action de l’étinceile condensée sur le méthane, nous avons consacré un court Chapitre (Chap. IV) à l’étude de sa décomposition dans l’étincelle. Nous pourrons ainsi expliquer plus facilement ce qui se produit quand le méthane est soumis à l’action de l’étincelle condensée.

Le cinquième Chapitre traite de l’action de l’étincelle condensée sur le méthane, action réalisée dans différentes conditions de température et de pres-

() Nous avons tenu à exposer les résultats de nos devanciers et les considérations théoriques sur la stabilité de corps en présence à température élevée avant d'aborder l'étude de nos expériences : nous avons voulu en faciliter ainsi l'intelligence, qui aurait été plus pénible si nous avions renvoyé à la fin de notre exposé (Chap. VI) la théorie de la pyrolyse contenue dans le troisième Chapitre.

tue

sion. La principale réaction donne de l’acétylène et de l'hydrogène, avec absorption de chaleur. La mesure de l'énergie électrique fournie au gaz permet de calculer le rendement en énergie chimique de la réaction réalisée, et la détermination de ce rendement a été l’une des préoccupations de notre travail.

Accessoirement, nous avons fait subir à l’acétylène et au méthane l’action du courant continu de faible intensité. Les résultats sont très différents de ceux que nous avons obtenus avec l’étincelle condensée.

Enfin, dans le sixième Chapitre, nous expliquons les résultats que nous ont donnés nos expériences en montrant que l’action de l’étincelle condensée sur le méthane peut être regardée comme une action principalement thermique sans qu'il soit impossible toutefois d'expliquer les résultats en faisant appel à la théorie électronique de l’arc.

Dans ce travail, nous avons plusieurs fois mentionné notre étude sur le Calcul numérique des équilibres chimiques en phase homogène notamment pour le calcul de la température de l’étincelle condensée, pour les déterminations des équilibres et le calcul des chaleurs spécifiques des gaz à haute température. Nous nous permettons d'y renvoyer le lecteur.

Nous sommes particulièrement reconnaissant à notre maître, M. Pierre Jolibois, professeur à l'École des Mines, qui nous a si largement fait profiter de l’hospitalité de son laboratoire et de sa longue expérience des recherches, et dont les conseils éclairés nous ont aidé depuis plusieurs années; qu'il veuille trouver ici l'expression de notre remerciement. '

C’est aussi pour nous un agréable devoir de remercier tout particulièrement M. l'Inspecteur général G. Chesneau, Directeur honoraire de l’École des Mines, Directeur du Bureau d’Essais, et M. l’Inspecteur général Liénard, Directeur de l’École des Mines, qui nous ont si souvent donné des preuves de l'intérêt qu’ils nous portaient et nous ont permis de poursuivre nos recherches dans les laboratoires de l'École, à côté de notre service de chimiste au Bureau d’'Essais.

Nous n’oublierons pas la Caisse nationale des Sciences, la Société d’Encouragement à l'Industrie nationale et la Fondation de E. Rotschild pour le développement de la Recherche scientifique dont les subventions nous ont permis de mener à bien nos recherches expérimentales et théoriques sur l’action de l’étincelle sur le méthane et sur le calcul des Équilibres chimiques en phase homogène. Que les personnalités qui nous ont favorisé de leur appui veuillent bien trouver ici l'expression de notre gratitude.