II. — Résumé des recherches ûe M. Henry Saintô'Clair^eville

Cherchons d'abord quelle est la condition. principale que doit remplir une flamme pour être éclairante. Si on prend une flamme obscure et chaude , comme celle d'un brûleur de Bunsen^ et qu*on y intioduise du sel marin, chacun sait qu'on obtient une lumière peu intense, monochromatique, puisque le prisme ne l'étalé pas en spectre et n'y fait apparaître qu'une raie brillante. Mais augmentons la température de cette flamme en y injectant, par exemple, de Toxygène, et immédiatement réclat s'avive, le nombre de raies rc multiplie, et, par conséquent, on approche d'un spectre complet Les expériences de MM. Wolf et Diacon sont, à ce point de vue, d'une netteté remarquable. Mais employons l'appareil de M. Delvay qui permet de développer, pour s'en servir dans les expériences spectroscopiques, une température de 2 500' environ, par conséquent une température extrêmement élevée. Dans cette flamme le spectre du sodium s'étale, se complète, et on peut alors admettre que le grand nombre de raies brillantes que ce spectre contient se confondent pour former on tout qui semble continu. On fait une observation du même genre quand on fait brûler de grandes masses de sodium à l'air ou dans l'oxygène, ou quand on enflamme du lithium; la flamme du sodium, qui est ordinaire aaent monochromatique et jaune, celle du lithium, qui est ordinairement rouge, deviennent toutes les deux blanches ; elles contiennent alors toutes les couleurs du spectre, parce qu'elles en contiennent tous les rayons ou, si l'on veut, toutes les raies brillantes de toute réfrangibilité. Elles deviennent donc éclairantes quand le métal brûle à une haute température. Cette observation

est encore exacte même pour les parties invisibles^ pour les rayons chimiques des flammes ctont les raies se pressent et se multiplient dans le spectre au fur et à mesure qu'on emploie pour les produire des sources lumineuses à températures plus élevées. C'est là une observation capitale due à M. Mas* cart.

Ainsi^ le nombre dessales s'accroît à mesure que la température s'élève dans les flammes qui la produisent et^ quand cette température a atteint une certaine intensité^ les raies se confon'ient pour donner un spectre continu. Alors la flamme devient nécessairement blanche^ brillante et éclairante.

C'est un phénomène du même genre qui se passe dans l'expérience de M. Frankland. Les raies augmentent en nombre et en intensité dans la flamme de l'hydrogène, k mesure que la pression exercée sur le mélange tonnant en dedans et au dehors du chalumeau va elle-même en augmentant. Que faut-il en conclure de plus rationnel, sinon que la température elle-même augmente dans la flamme à mesure que la pression augmente? C'est là un fait capital dont la démonstration pourrait paraître sufflsantê?jiais il est plein de conséquences tellement importantes que des vérifications directes doivent encore être exigées. Je reviendrai plus loin sur ces conséquences et sur les procédés de vérification que je compte employer, mais je désire montrer tout de suite que ces considérations, tirées de l'analyse spectroscopique, expliquent très-bien le fait du pouvoir éclairant considérable de l'hydrogène arséniqu^, pouvoir dont la théorie de Davy, que je crois, en eflet, incomplète à ce point de vue, ne peut expliquer par la présence supposée d'un corps solide dans la flamme. 11 est bien évident que les gaz en brûlant donnent des raies. Si ces raies sont brillantes et nombreuses pour des raisons tenant à la nature même des substances observées, il

est clair qae la Hamine de ces gaz sera brillante et d'autant pluç éclairante que leur spectre contiendra des raies réfranglbles plus différentes. C'est là un phénomène appartenant à l'arsenic contenu dans la ûamme de Thyd^ogène arséniqu^^ et il me semble qu'il est inutile de faire intervenir^ pour expliquer un pareil fait^ la considération des densités, compromises, d'ailleurs^ par l'objection soulevée parle docteur Frankland lui-m^me, à propos de la flamme du phosphore brûlant dans le chlore.

Ainsi^ le pouvoir éclairant d'une flamme entièrement gazeuse est une propriété spécifique qui se rattache à la production des raies fournies par les matières qu'elle contient, et il est aussi inexplicable que les propriétés des corps eux-mêmes, la couleur, la densité, etc.

D'ailleurs, l'idée de M. Frankland, relative à la production dans les flar^mes ordinaires d'hydrogène carboné très-dense^ me semble difficile à appuyer par l'expérience. On sait bien, en effet, que tous ces hydrogènes carbonés se dédoublent^ aux températures les plus basses, en charbon hydrogéné, c'est vrai, mais opaque, et en hydrogène pur. Je crois donc que la théorie de Davy reste entière (i).

(1) J*ai démontré que dans Foxyde de carbone fortement cbauffé, il y avait dissociation du gaz avec production d*oxygène et d'an charbon jaune, pnlvérulent et léger, auquel est due, suivant toute apparence, la coloration bleue de la flamme de l'oxyde de carbone. Ce cbafbon transparent a une couleur jaune précisément complémentaire de la couleur bleue de cette flamme. M. Cailletet a observé qu'en absorbant et refiroidissant brusquement les pa pris à la tuyère d'un haut foumean, produits par conséquent par des charbons entièrement dénués de parties volatiles, ces gaz sont troublés, rendus presque optiques par une qorte ds brouiUard épais et brunâtre qui, ^u bout d'uu temçs tr^s-long, li^ ré^ut en un dépôt noir 4e charbon jaunâtre, extrêmement diyisé.

J*^ dit que si la flamme de Thydrogène devient éclairante ^lu^ute pression, cela tient à ce que la température de la flamme s'accroît à mesure que la pression à laquelle se fait la eomlm^îon s'élève elle-même. Voyons maintenaat les conséquences de ce fait^ en le supposant bien établi.

M. Debray et moi, nous avons démontré que la température de combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène était à la pression ordinaire d'environ 2 500«. Nous avons déterminé ce point fixe en versant dans de Peau un kilogramme de platine fondu porté à la température la plus élevée qu'on puisse avec tts gaz produire dans l'intérieur d'un four en chaux, et calculant avec l'élévation de température de cette eau, avec la chaleur spécifique du platine et la loi de son accroissement iTec la température données par itf. Pouillet, avec la chaleur latente calculée par Af« Person. Nous aurions désiré contrôler par un grand nombre d'es^is un résultat aussi important et le fixer, autant que le permettent les données du calcul, d'une manière incontestable. Pour cela, il fallait employer de grandes masses de platine^ et se mettre à l'abri d'acddents très-graves, d'explosions terribles dont nous avons Manqué d'être victimes. Nous nous préoccupions vivemen,t de la solution de cette question, lorsque M. Bunsen publia son leau mémoire sur les températures de combustion. L'cxcelience de la méthode inventée par le grand physicien d'Heidelberg nous dispensait de recourir de nouveau à un procédé pénible et dangereux, d'autant plus que les nombres obtenus par M. Bunsen sont en accord le plus parfait avec les nôtres. M. Bunsen donne 2800» conune la température de combinaisondes deux gaz purifiés et introduits à l'état de sécheresse absolue dans son eudiomètre à soupape. En tenant compte de rhumidjté des gaz employés dans nos expériences et de Tazote introduit dans nos gazomètres par l'ea^u servant au

déplacement de ces gaz, on arrive à un nombre très-voisin de 2 800» que j'adopte désormais comme la vraie températuTe correspondant à ce phénomène.

En adoptant le nombre 2500^, j*arrivais à la fraction 0^44(1), pour représenter la portion des gaz qui se combinent réeUement au moment où la chaleur du mélange étant maximum, la dissociation de l'eau correspondant à cette température met obstacle à l'union complète de ses éléments. En adopt;int le nouveau nombre 2 800^, on trouve que la partie combinée, ou non dissociée de la flamme d.'hydrogène et d'oxygène est réellement de 0,50 ou la moitié de la masse totale. L'eudiomètre À soupape a permis en outre à M. Bunsen de rechercher la température de combustion lorsque la pression partielle des gaz oxygène et hydrogène est régulièrement diminuée, n suffît pour cela d'ajouter au mélange tonnant une certaine quantité de gaz inerte. Alors M. Bunsen a vu décroître rapidement cette température au fur et à mesùife j^îl faisait décroître la tension partielle des gaz tonnants. Qu'arriverat-il maintenant si on cherche la température à une pression plus élevée que la pression atmosphérique ? Les expériences de M. Frankland le montrent manifestement. Mais , pour acquérir une certitude absolue, il faut une vérification éclatante qu'on pourra obtenir en fondant du platine dans une atmosphère artificiellement condensée ou en y répétant les experiences.de M. Bunsen avec Teudiomètre à soupape. Ce sont ces expériences que je vais commencer en travaillant dans un laboratoire à parois de fer et susceptibles de résister à une pression de 3 atmosphères au moins, pression que l'expérience du pont de Kehl nous montre comme absolument inoffensive pour l'homme.

(1) Voyez Leçons tur la dissociatioiif p. 290. Hachette, 1866. Leçons de la Société chimique.

On comprendra tout de suite les conséquences pratiques qui pourront découler d'une série d*expériences faites sous pression avec les combustibles communément employés. Elles conduisent immédiatement à Tessai de foyers alimentés d'air forcé sous une pression égale à la pression de la vapeur dans un générateur. Ces foyers, surtout s'ils sont alimentés avec les huiles minérales dont on commence déjà à préconiser remploi et qui ne laissent aucun résidu après leur combustion ; ces chaudières où les produits de la combustion comprimés à cinq atmosphères, par exemple, se mouvraient à travers les tubes avec une vitesse cinq fois moindre que dans nos appareils actuels, réaliseraient sans doute une économie considérable de la surface de chauffe. C'est à cause de l'intérêt que des recherches de cette nature peuvent avoir, en fournissant aux ingénieurs de la marine les données nécessaires pour en calculer les résultats, que TEmpereur a bien voulu ordonner que des expériences fussent faites dans le laboratoire de TÉcole normale. Là, une grande chambre cylindrique en fer^ susceptible de contenir l'opérateur et ses appareils et capable de supporter une pression considérable d'air fourni par une pompe à vapeur, constituera un laboratoire où toutes les manifestations nécessaires à la détermination des températures produites par les flammes et les combustibles solides pourront s'effectuer sans danger.

Si, comme c'est déjà presque démontré par tout ce que je viens de dire et par toutes les observations faites par les ingénieurs et les médecins dans les chambres à air comprimé, si la température de combustion s'élève quand la pression augmente, ce' sera une analogie de plus à ajouter à celles que j'ai signalées en si grand nombre entre les phénomènes de combinaison et de composition d'une part, et les phénomènes de la condensation des vapeurs et de la volatilisation d'autre

part. En effet, on peut appeler température de condensation maximum de la vapeur ce gu'op désigne improprement par le point d'éi)ullition d'un liquide. Cette température n'est pas autre que celle à partir de laquelle une vapeur ne se condense plu^ à la surface cl'un thermomètre froid et qui s'échauffe uniquement au PRoyea ie la chaleur laterïte à lui cédée par l^ vapeur au milieu de laquelle il est plongé. Le point d'ébullition ov^ point de condensation s'élève» on le sa^t, quand p9 augm^ute la pression au-dessus du liquide qui fournit la vapeur.

Le phénomène est plus complexe en apparence, mais parfaitement, corrélatif à l'acte de la condensation des vapeurs lorsqu'on considère la combinaison des corps et en particulier de l'oxygène et de l'hydrogène dans le chalumeau.

En admettant que la température de combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène soit de 2 800 degrés, la quantité d'eau formée à la pression de 760 millimètres sera dans la flamme au poii^t 1§ plus ardent (i) :

c'est-à-dire qu'une moitié seulement de l'oxygène et de l'hydrogène seront combinées à la pression de 760 millhnètres. Mais si nous augmentons la pression, la température de la flamme augmentant aussi, on voit, d'après la formule précédente, que la proportion de la matière combinée ou d'eau formée ira en croissant et que, par conséquent, la tension de la vapeur d'eau formée dans cette flamme ira en croissant au fur et à mesure que la pression augmentera, exactement

(1) Voir Leçons de Cf^mie, professées €x^ 1864-i86J^ dçvant la Société chimiqç^e, p. 290. Hachette, 1866.

comme la temion d^one vapeur saturée augmente au fur et à mesure qu'on augmente la température. Enfin, la température de combinaison d'un mélange gazeux, comme la température maximum de condensation ou point d'ébullition d'une vapeur, augmente avec la pression.

La matière combinée dans la flamme joue le même rôle que la matière condensée dans uee enceinte pleine de vapeur dont on fait varier la pression et la température de manière que la vapeur soit toujours saturée.

n est cl^, d'après cela, que la quantité de matière non combinée ou dissociée dans la flanmie diminue en même temps que la pression augmente. On peut donc supposer qu'il y a une pression où un mélange d'bydrogène et d'oxygène produirait en se combinant cette * température de 6 800<> qui correspond à une combinaison totale. Mais il n'est pas plus possible de faire à cet égard d'hypothèse sérieuse que de se demander s'il y a une pression à laquelle l'eau ne pourrait plus entrer en ébuUition, quelle que soit la température qa*on lui appliquât.