CONCLUSIONS

Les principaux résultats du travail que nous venons de présenter ont déjà fait l’objet d’une publication sommaire (B. 40); ceux-ci se trouvent maintenant complétés et ordonnés de la manière suivante :

1° En ce qui concerne les corps formés. — Le méthane maintenu sous faible pression à la température ordinaire et soumis à l’action de l’étincelle condensée de forme symétrique, se décompose en donnant naissance à de l’hydrogène et à de l’acétylène; l’action réitérée des étincelles sur la même quantité de gaz augmente d’abord les quantités d'hydrogène et d’acétylène produits, tout en provoquant déjà la décomposition partielle de l’acétylène formé. Une action de plus longue durée continue la destruction de l’acétylène en carbone et hydrogène; la quantité d’acétylène présent dans le gaz, après être passée par un maximum diminue alors, tandis que la quantité d'hydrogène demeure presque invariable.

L'’abaissement de la capacité du condensateur produisant l’étincelle condensée favorise la formation des carbures autres que l’acétylène : éthylène et carbures éthyléniques supérieurs, carbures saturés homologues : éthane ou propane.

L'abaissement de la température du gaz au voisinage du point d’ébullition de l’air liquide produit le même effet, tout en évitant la décomposition par les étincelles successives de l’acétylène obtenu.

L'action du courant continu de faible intensité sur le méthane à la température ordinaire le transforme principalement en éthane et en propane, tout en produisant des quantités très faibles de carbures non saturés éthyléniques ou acétyléniques. Si le gaz est maintenu à 90° absolus, de plus grandes quantités de carbures non saturés échappent à la polymérisation ou à la destruction, mais sans que la nature,des produits principaux obtenus soit changée.

La présence d’azote dans le méthane soumis à l’étincelle se traduit par la formation d'acide cyanhydrique.

2° En ce qui concerne les quantités maxima d'acétylène et d'hydrogène auxquelles la décomposition du méthane donne naissance. — A pression constante, ces maxima dépendent du type de l’étincelle. La forme la plus avantageuse est la forme symétrique (type arc). Quand les étincelles ont toutes cet aspect

(capacité suffisamment grande), les maxima observés sont à peu près indépendants de la pression et sont compris entre 75 et 80 pour 100; l'obtention de la quantité maxima d’acétylène demande moins d'énergie que l'obtention du maximum de l'hydrogène (75 à 80 pour 100 du carbone présent dans le méthane se retrouve sous forme d’acétylène et la même proportion de l'hydrogène du méthane se retrouve sous forme non combinée). Il reste alors de l'hydrogène et du carbone qui ne se retrouvent pas dans les gaz extraits; leur proportion atteint pour l'hydrogène 5 pour 100 de la quantité totale introduite, et pour le carbone 20 pour 100.

La pression du gaz demeurant fixe, lorsque l’abaissement de la capacité du circuit de décharge donne aux étincelles la forme dissymétrique (à capacité fixe, l’abaissement de la pression du gaz conduit au même résultat), les proportions maxima d’acétylène qu’on peut obtenir se trouvent abaïssées et cela d'autant plus que la capacité se trouve plus éloignée de celle qui donnerait des étincelles d'aspect symétrique. Par contre, les proportions maxima d'hydrogène libre produit varient peu. Les quantités d'énergie qu'il faut fournir pour obtenir ces proportions maxima croissent quand les capacités diminuent, la pression demeurant fixe. Il en résulte une diminution dans la proportion de carbone total contenu dans les produits gazeux, sans que la proportion d'hydrogène perdu s’accroisse notablement.

3° En ce qui concerne les rendements chimiques de l’étincelle condensée du type arc (forme symétrique), l’utilisation la meilleure de l’énergie électrique s'obtient en soumettant un gaz toujours renouvelé à l’action d’étincelles de forme symétrique, sans chercher à décomposer entièrement tout le méthane présent. Cependant dans les meilleures conditions, les rendements des étincelles isolées, à peu près indépendants de la pression, ne dépassent pas 25 pour 100 et demeurent souvent inférieurs à 20 pour 100. La cause principale des différences d’action chimique et de rendement d’étincelle en apparences identiques demeure inconnue : le nom de « dispersion » que nous lui avons déjà attribué en montre la nature capricieuse.

4° Nous avons pu saisir le changement de forme des étincelles produites par des condensateurs de faible capacité; au point de vue électrique, les étincelles du type arc (forme symétrique) possèdent un voltage résiduel notablement inférieur à celui des étincelles du type Geissler (forme dissymétrique); de plus,

les étincelles du type arc se distinguent des étincelles du type Geissler par une action chimique plus considérable :

— maxima d’acétylème produit plus élevés,

— rendements énergétiques meilleurs,

— influence polymérisante plus faible.

Le changement de régime des étincelles successives qui traversent la même masse de gaz se fait d'autant plus vite que la capacité du condensateur utilisé est plus voisine de la capacité limite qui produit uniquement des étincelles du type arc.

5° Il n’y a aucun avantage à refroidir les parois du tube laboratoire à des températures très basses pour condenser l’acétylène et lui éviter l’action ultérieure des étincelles qui le décomposent. La solution est plutôt de renouveler le gaz, de telle sorte que l’étincelle éclate toujours dans un milieu neuf.

6° Dans nos expériences sur un courant de gaz méthane, sous quelques millimètres de pression seulement, nous avons montré la possibilité d'obtenir un mélange d'hydrogène, de méthane et d’acétylène ne contenant aucun autre carbure condensable, en utilisant à la décomposition du gaz des étincelles de forme symétrique.

7° La réaction de décomposition du méthane dans l’étincelle condensée peut s'expliquer par la seule action thermique de l’étincelle condensée. Celle-ci présente tous les caractères de l’arc électrique; particulièrement, sa cathode est incandescente : l'appellation d’étincelles du « type arc », donnée à celles qui ont la forme symétrique est donc correcte.

Le mécanisme de la réaction est celui d’une pyrolyse instantanée à température très élevée et sous des pressions de l’ordre de quelques décimètres de mercure. Les corps stables produits à cette température sont, en dehors du carbone et de l'hydrogène, moléculaire ou atomique, l’acétylène et le méthine CH. Le refroidissement donne de l’acétylène, du carbone et de l'hydrogène. Les autres carbures non saturés, ainsi que l’éthane et le propane qui peuvent prendre naissance, proviendraient soit de réactions incomplètes produites dans des zones périphériques de l’étincelle (surtout quand la pression s'élève), soit de réactions secondaires entre les produits obtenus dans les étincelles précédentes.

8° La comparaison de nos rendements et de ceux qu'ont obtenu F. Fischer et ses collaborateurs montre que l’application de deux procédés différents conduit à des résultats très voisins. Cependant nos recherches n’ont pas été poussées, comme l'ont été celles de F. Fischer, en vue d'améliorer les rendements : la possibilité de gains reste ouverte, par l’utilisation du courant gazeux, de tubes laboratoires différents, munis d’électrodes de gros diamètre ; cependant, en raison des dissociations inévitables, le calcul thermodynamique impose un maximum qui, à notre avis, ne peut guère dépasser 30 pour 100.

9 L'action chimique du courant continu de faible intensité sur le méthane a été étudiée. Elle est bien inférieure à celle de l’étincelle condensée, et conduit, à la température ordinaire, à la décomposition du gaz en carbone et hydrogène. Si le gaz est maintenu à la température de l’air liquide, on obtient d’abord de l’éthane qui se transforme peu à peu en propane, et de l'hydrogène.

10° L’acétylène pur soumis à l’action de l’étincelle se décompose en carbone et hydrogène; cette décomposition croît avec la quantité d'énergie fournie. Elle est d'autant plus rapide que la capacité du condensateur et la pression du gaz sont plus faibles. De même, l’action du courant continu sur le même gaz le détruit. Ces deux actions libérant seulement une partie de l'hydrogène combiné, l’autre partie reste combinée au carbone sous forme de dépôt solide. Au début de l’action de l’étincelle condensée sur l’acétylène, il se produit un carbure gazeux qui se polymérise facilement en donnant un solide jaunâtre. La présence de ce carbure a été aussi constatée dans les produits de l’action de l’étincelle condensée sur le méthane, surtout quand la pression sous laquelle on a enfermé le méthane s'élève.

L'amélioration qui nous semble possible, des conditions d'utilisation de l’étincelle condensée, nous amène donc à conclure à la possibilité de produire simultanément de l'hydrogène et de l’acétylène à partir du méthane, en faisant agir l’étincelle condensée sur du méthane sous faible pression.

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