INTRODUCTION

Les premières méthodes d'analyse des gaz datent du xix° siècle; elles sont dues à Bunsen et à Regnault. Mais les opérations étaient alors si longues et si délicates qu’on ne pouvait songer à les exécuter dans l’industrie.

Vers 1870, les travaux de Winkler, Bunte, Orsat, et de grands perfectionnements apportés aux appareils permettent à l'analyse des gaz de franchir le seuil de l’usine où elle va rendre des services de jour en jour plus importants.

Actuellement, on analyse les gaz des foyers pour en surveiller le fonctionnement : on arrive ainsi à une utilisation plus parfaite du combustible, d'où une économie appréciable. En métallurgie, l'analyse des gaz des fours permet de suivre certaines opérations d’oxydation ou de réduction et d'atteindre avec précision la qualité recherchée dans le produit fabriqué. Enfin, dans un très grand nombre d'in-

dustries chimiques, surtout dans celles qui fabriquent des produits gazeux, il est évident qu'on ne saurait se passer de l'analyse des gaz.

L'analyse des gaz combustibles et des gaz provenant des combustions consiste à séparer et à mesurer l’acide carbonique, l'oxygène, les carbures non saturés d’hydrogène, l'oxyde de carbone, l'hydrogène, le méthane et l'azote”.

Dans ces séparations, il faut considérer les appareils et les méthodes utilisées pour dés analyses faites avec une approximation de 0,01 à 0,05 pour 100 ou de 0,2 à 0,5 pour 100.

Les difficultés de l'analyse ont presque toujours résidé dans la séparation de l’oxyde de carbone de l'hydrogène et du méthane. Si la détermination de l’oxyde de carbone est fausse, l'erreur se fait sentir fatalement sur le méthane et 1l en résulte que l'analyse est complètement erronée.

De nombreuses méthodes ont élé proposées pour faire ces séparations, et elles ont donné lieu à de multiples controverses, sans permettre de vaincre les principales difficultés.

Ainsi, dans le dosage des carbures non saturés, on a discuté pendant de nombreuses années afin de savoir si le brome pouvait être employé à l'absorption de ces gaz, mais on n'a pas encore démontré 1irréfutablement s'il pouvait absorber complètement ces carbures.

Depuis Drehschmidt, on sait que absorption de l’oxyde de carbone par les solutions de chlorure cuivreux n’est pas complète, par conséquent, qu'il n’est pas possible d'employer ce réactif pour des analyses exactes. De nombreux auteurs ont trouvé que l'absorption de l’oxyde de carbone était plus parfaite avec une solution ammoniacale qu'avec une solu-

! L'azote, résistant à tous les moyens d'absorption ou d'oxydation dont on peut disposer én analyse industrielle, est toujours dosé par différence : c'est pourquoi je ne parlerai pas du dosage de ce gaz dans ce travail.

of == tion acide, et que la première exerçait une action dissolvañte sur l'azote; mais, là encore, il n'existe point de travaux permettant de trancher nettement cette question.

Comme la méthode au chlorure cuivreux, la seule pérmettant de séparer volumétriquement l'oxyde de carbone des autres gaz, ne donnait pas de résultats précis et qu’une méthode exacte faisait totalement défaut, Smits Raken, Meerum Terwogt, proposèrent de faire cetie séparation en faisant passer un volume de gaz connu sur dé l'acide iodique placé dans un petit tube en U et chauffé à 150 degrés, et en absorbant par la potasse l'acide carbonique formé, Ils trouvèrent qu'il y avait dans cette réaction oxydation de l'hydrogène et, pour obvier à cet inconvénient, ils proposèrent des équations de corrections. Mais les résultats n'élant guère meilleurs, la méthode ne put entrer dans la pratique.

Il restait donc à étudier :

a) L'action du chlorure cuivreux sur l'hydrogène, le méthane et l'azote.

b) Une autre méthode de séparation volumétrique de l’oxyde de carbone.

Depuis quelques années, l'analyse du mélange d’oxyde de carbone, d'hydrogène et de méthane se faisant de plus en plus par combustion fractionnée sur l'oxyde de cuivre, il était important de connaître la valeur de cette méthode : Némsjelow démontra qué la séparation était parfaite dans l'analyse volumétrique; il était donc à présumer qu’elle le serait également dans l'analyse gravimétrique et il devenait néceësaire d'étudier la combustion de l’oxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane sur l'oxyde de cuivre.

On comprend aisément le rôle important que jouent les appareils dans l’analyse des gaz. Une méthode, excellente

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en principe, donne des résultats qui dépendent directement de la disposition des appareils avec lesquels elle est employée. Aussi, depuis quelques années, et surtout en Allemagne, on a compliqué les appareils sous prétexte d’arriver à plus d’exaclitude. Cependant, en analyse industrielle, il importe beaucoup, tout en augmentant la précision des résultats, de diminuer la durée de l’analyse et de simplifier les appareils autant que possible.

Pour diminuer la durée de l’analyse, 1l faut augmenter la vitesse de l'absorption des gaz.

Les vases d’absorption employés dans les appareils industriels sont en général du type Orsat et constitués par un tube ayant la forme d’une pipette contenant le réactif. Ils communiquent avec le mesureur, cylindre gradué en centimètres cubes et fractions de centimètres cubes, par une extrémité, et par l’autre, avec un réservoir contenant le liquide absorbant. Dans ces laveurs, le gaz n’est en contact qu'avec la surface du réactif, on conçoit donc que, pour parvenir à une absorption totale, 1l faille un temps assez long. On a donc cherché à rendre ce contact plus intime en munissant les laveurs de dispositifs permettant de faire entrer le gaz dans le réactif, c'est-à-dire de l’y faire barboter. Le gaz traversant le liquide sous forme de bulles, plus celles-ci sont fines, plus le contact sera parfait. Pour augmenter encore la rapidité de l'analyse, on a cherché longtemps à produire ce barbotage d’une façon automatique afin d'éviter la manœuvre de robinets, On ne connaît que deux appareils automatiques, celui de Kleine et celui de Preuss, mais tous deux sont de construction difficile et, partant, très coûteux. Aussi ai-je combiné un vase d’absorption à barbotage automatique d'une construction facile et d’un prix de revient modique.

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L'élimination des espaces nuisibles, espaces compris entre le mesureur et les flacons d'absorption, permet d'augmenter la précision de l'analyse, attendu que ces espaces atteignent souvent 1 et même 2 centimètres cubes.

On a bien essayé de supprimer ces espaces nuisibles dans certains appareils, mais devant l'imperfection des résultats atteints, j'ai cherché à construire, aussi bien pour l'analyse industrielle que pour l'analyse scientifique, des appareils plus pratiques que ceux connus jusqu'à présent.

Pour les recherches très précises, l’imperfection des pipettes à absorption est notoire. Il n’en existe pas une dont 1l soit possible d'extraire, au cours de l'analyse, le réactif qui y a été introduit. Ce point a cependant une grosse importance, car on pourrait alors faire subir au gaz, dans la même pipette, toute une série de traitements séparés, comme on le ferait en opérant sur la cuve à mercure.

Après avoir perfectionné les appareils pour les analyses, démontré quel procédé on devait employer pour doser l'oxygène et les carbures non saturés, trouvé une méthode de dosage de l’oxyde de carbone et, enfin, étudié l'analyse gravimétrique des gaz, j'ai appliqué ces méthodes à l'étude de la combustion du benzol dans les moteurs.

Ce travail montrera que seule l'analyse des produits de la combustion permet de se rendre compte, d’une façon précise, de la bonne utilisation du combustible, aussi bien pour un moteur que pour un foyer quelconqne.

L'étude de l'influence de la charge, de la compression et de la quantité d’air sur la combustion du benzol dans les moteurs, doit être regardée comme un travail original, parce que, bien que la construction de ces moteurs soit parfaitement établie, on ne connaît néanmoins presque rien sur la marche de la combustion.

Ce travail est divisé en trois chapitres :

Cnapirre Ï. — Hislorique.

Cuapirre II. — Études expérimentales.

CHapitTRe III. — Application.