III

Eboliiien a fait encore; l'analyse des gaz qui s'échappent du four à puddicr, du four à réckauffer le fer et enfin db foyer des locomotives, si diil!érent des autres parle mouvement auquel il obéit, ce dont pourtant il est lui-même la cause comme producteur de la vapeur. Il«eut pour collabo* rateur dans ce dernier travail Thabile Ingénieur des Mines M. Sauvage, qui, quelques mois après la mort d'Ebelmen, publia sur l'ami qu'il avait perdu une Notice aussi reeommandable par le sentiment qui Ta dicté que par Tappréciation élevée des découvertes scientifiques qu'il fallait juger.

Une couséquence des beaux travaux d'EJ>elmen sur les foyers est que la perfection ne se trouverait que dans celui où tout le carbone du combustible se transformerait en acide carbonique, et tout T hydrogène, s'il en contenait, se transformerait en eau par Faction d'une quantité d'air contenant seulement la proportion d'oxygène nécessaire à la composition de cet acide carbonique et de cette eau.

Par là s'explique ce que le haut fourneau laisse à désirer quand la colonne ascendante se dissipe dans Tair avec sa chaleur sensible et celle que peuvent développer Toxyde de carbone et l'hydrogène qu'elle renferme.

Si cette perfection n'a pas été atteinte, on conçoit qu'on jugera de la bonté d'un appareil è combustion en voyant les proportions respectives de l'acide carbonique, de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène qui s'échapperont dans l'atmosphère, et en tenant compte, bien entendu, de la quantité d'air introduite dans le foyer; car, que cette quantité d'air fût très-grande et dès lors si la combustion du carbone et de Vhydrogène eût été parfaite, l'air en excès,, en absorbant une partie de la chaleur produite et en la dispersant dans l'atmosphère, atténuerait le bon effet d'une combustion complète

Ebelmen et M. Sauvage sont arrivés aux conclusions sui» vantes :

1^. Le gaz qui s'échappait des machines à voyageurs et des machines mixtes couteoait, pour loo volumes, de ia,2i k i8y49 d'acide carbonique sans oxyde de carbone, résultat satisfaisant lorsqu'on sait que la proportion théorique est de 20 y 80 d'acide carbonique.

2^. Le gaz des machines à marchandises dont le foyer avait plus de profondeur que n'en avaient les foyers des machines précédentes et où le coke avait souvent plus d'é* paisseur, pouvait contenir jusqu'à 7,58 d'oxyde de carbone (1).

3^. Le gaz puisé pendant le stationnement des locomotives ou après la fermeture du régulateur en a donné d'avantage et la quantité a pu s'élever jusqu'à 12 p. 100 (i).

Cet exposé suffit pour faire sentir T utilité qu'il y a de continuer ces recherches, en se livrant à la fois à des essais de combustions opérées dans des circonstances parfaitement déterminées et à l'examen des gaz produits dans chaque essai.

(i) Tooa ces rêaultaU ne doivent s^entcndre qne des machines sur les quelles Ebelmen et M. San?tge ont opéré.

TRAVAUX D'EBELMEN SUR LA PRODUCTION ARTIFICIELLE DE& PIERRES PRÉCIEUSES ET DES ESPÈCES MINÉRALES CRISTAL- LISÉES DE NATURE ANALOGUE.

La lecture du Mémoire où Elbelmen annonçait à F Académie des Sciences qu'il venait de former de toutes pièces un grand nombre d^cspèces minérales qui jusque-là n^avaient été trouvées que dans la nature, fut un événement pour les savants aussi bien que pour les gens du monde. Déjà M. Mitscherlichélaitparvenuà isoler dequelquesproduitsde Verreries ou de scories de foyers métallurgiques, des composés identiques à ceux du règne minéral ^ M. Berthier avait obtenu certains borates et silicates cristallisés en exposant au feu des mélanges fusibles susceptibles de donner des cristaux par le refroidissement; enfin on connaissait des composés analogues aux minéraux formés par sublimation.

Les produits qu'Ebelmen mit sous les yeux de l'Académie étaient le résultat, non d'un hasard heureux, mais d'un procédé général, ou, pour parler exactement, d'une méthode mûrement réfléchie, sans précédent, et dont lui-même montra l'extrême fécondité dans les trois Mémoires où il rendit compte de ses beaux travaux : je dis métliode^ parce qu^Ebelmen ne se borna point à un seul procédé, il eu imagina plusieurs, mais tous ayant pour objet de donner à des corps exposés à une haute température un liquide convenable à l'accomplissement de phénon^ènes correspondants à ceux que des corps dissous dans l'eau, ou tout autre liquide analogue, présentent en agissant par la voie humide.

La méthode d'Ebelmen consiste à mettre lesprincipes immédiats des pierres qu'on veut former ou des corps qu'on veut simplement faire cristalliser, en contact avec une ma-

tièrc susceptible, d'abord de les liquéfier à une (empéralure convenable, et ensuite de s^Yaporer, de sorte que les principes immédiats qui se sont combinés, ou les corps qui se sont dissons simplement, peuvent prendre une forme régulière, lors de Tévaporation de la matière dissolvante.

Ebelmen employa d^abord Tacide phosphorique, des phosphates alcalins, le borate de soude et surtout Tacide borique, et ensuite les carbonates de potasse ou de soude. Ces matières, à Tinstar de Teau qui dissout les principes immédiats d'un sel ou ce sel déjà formé, après avoir sous Vinfluence de la chaleur liquéfié les principes immédiats susceptibles de se combiner, ou des corps déjà formés susceptibles simplement de cristalliser, se comportaient encore comme elle, .lorsqu'en s^évaporant les corps dissous venaient à cristalliser.

Ebelmen a obtenu huit espèces d'aluminates parfaitement définis par la forme cristalline et par la composition ; ce sont lesaluminates n base :

De proloxyde de cobalt (Al AlGob)

De protoxyde de fer (AI Al Fe)

De protoxyde de zinc (AlAlZn)

• •• • Dq protox.yde de manganèse (Al Al Mn)

De glucicc (»AÏÂlGiGl)

De magnésie (AlAlMag)

De chaux (AJ'ÀICâl)

De baryte , (AÎ'ÀlBa)

De ces huit espèces d'aluminates, on a trouvé dans la nature :

L'aluminate de fer, appelé pléonasîe^ par tendant. L'aluminatc de zinc, appelé ^^/t/iiVr.

L'ahiminate de glucine, appelé çymopAarie. I/aluminate de magnésie, afpv\éspinelte.

Elbelmen, en associant Toxydede chrome à la composition qui donne le spinelle incolore, a obtenu desspinelles colorés en rouge, en rose, etc., semblables à ceux que les joailliers nomment rubis spinelle^ rubis balais. En substituant à Toxjde de chrome Toxyde de cobalt, il a foraié du spinelle bleu.

Il a donné à la cymophane la couleur verte des cristaux de rOural, en ajoutant au mélange du bichromate de po^ tasse, et un résultat plus important encore au point de vue scientifique, c'est qu'ayant eu Theureuse idée d'ajouter au mélange du sous*carbonate de chaux, dont la base forme avec Facide borique un sel fusible et fixe, sans quelle s'unisse à Talumine, il a obtenu des cristaux de 5 à 6 millimètres de longueur ayant la forme, la dureté et toutes les propriétés des cristaux de la nature.

Il a produit quatre chromites définis et cristallisés, à savoir le chromile

De protoxyde de fer (ÇrCr Fe)

De protoxyde de magnésie .... ( Cr Cr Mn ]

De protoxyde de linc [CrCrZn]

De magnésie (CrCrMag)

Il a obtenu deux ferrites :

Le ferrite de protoxyde de fer . ( Fe Fe Fe ) l'oxyde magnétique Le ferrite de protoxyde de une ( Fe Fe Zn ) type de la franklinite

Trois silicates :

Si'Mag (péridot)

'Si *Mag (pyroxéne)

SiZn

Ebelraen a encore obtenu :

Le borate d'alumine (BoÂÎÀl) en prismes rectangulaires.

( 35) Le borate Iribasîque de magnésie (Bo 'Mag), coiTCspoii-

dant au péridot pur (§i 'Mag).

« « • Le ti'tanate de chaux (TiCal), perowskite.

Il a fait cristalliser Téineraude eu la cliauflaiit jusqu'à

fusion avec Tacide borique.

II a produit par la voie sèche sous la forme de cristaux :

i^. Le sesquioxyde de chrome (CrCr) en rhomboèdre basé;

f?. L'alumine ( A)À1) sous la même forme qui est celle du corindon, et ici encore il Ta colorée en rouge avec Toxyde de chrome, comme Test le rubis proprement dit;

3®. La glucine, qu'il représente parla formule (GlGl), c'est-à-dire comme analogue aux deux précédents et au sesquioxyde de fer;

4^. L'adde titanique; 5^. I/acide niobique ; 6^. L'acide tantalique ; 7°. La magnésie ; périklase ; 8". L'oxyde de nickel ; 9". L'oxyde de cobalt; I o^ . L'oxyde de ma nganèse ; 11°. L'oxyde de fer magnétique; 12°. Le platine.

Recourez à l'éloquence comme à la louange la plus éle* vée pour exaller ces beaux travaux d'Ebelmen, et vous ne trouverai rien de plus persuasif que l'énuraératîon des corps qu'il a produits sous une forme cristalline et chacun avec une composition parfaitement définie. Cette simple énumération suffit sans doute pour montrer ce que lui doit la science chimique, lors même qu'on ne considérerait les résultats de w% procédés que comme des faits proprement

dits.

Mais la critique éclairée et juste ira au delà et signalera d'importantes observations relatives aux réactions qui s'ac-

complissent sous Tinfluence de la chaleur en produisant des composés parfaitement définis et par leur forme et par leurs propriétés.

Je citerai les suivantes.

Des composés exactement définis par leur forme cristalline et leurs propriétés peuvent retenir des corps étrangers qui en modifient l'aspect extérieur. Par exemple, Ebelmen, en chaufiant de Tacide borique, du bioxyde de manganèse et de Talumine, a obtenu des cristaux d'alumine colorés en violet par du borate de manganèse, et la preuve que ce sel était étranger à la constitution des cristaux d^alumine, cVst qu'il a pu le séparer de ceux*ci sans en altérer la force, au moyen des acides. Ebelmen a assimilé Tassociation des deux corps à celle que je rapporte à Yajfinké ca^ pillaire^ c'est-à-dire à une affinité exercée par un corps a l'état solide sur un autre corps en produisant presque toujours un composé indéfini. Cette distinction est fort importante lorsqu'on cherche à ramener d'après des analyses à des compositions définies, des corps dont les éléments sépa* rés semblent s'en éloigner.

La réaction des borates et de Talumine exposée à des températures élevées a donné lieu encore à des observations importantes suivant que les borates sont volatils ou fixes.

* Si Talumine est exposée à une température très-élevée avec un borate volatil, elle cristallise.

A une température moindre il se produit du borate

d'alumine cristallisé Bo'AiÀl.

Si le borate est fixe et que l'affinité de l'alumine pour l'acide borique soit faible reJativeraent à la base unie i ce dernier, l'alumine cristallisera : c'est le cas où l'alumine est chauffée avec du borax et de la silice ; du borax et de la baryte, ou de la chaux, ou de Toxyde de manganèse.

Si Taffinité de l'alumine pour la base qui est en présence de l'acide borique a quelqtie force, il pourra se produire

( 57) un alumiiiate de cette base. Ainsi que cela arrive avec la magnésie, l'oxyde de zinc et la glucine.

Enfin Ebelmen, en poursuivant ses expériences de voie sèche, est parvenu à opérer des séparations dans des matières en fusion tout a fait correspondantes à celles qu'on opère par la voie humide quand on obtient par précipitation une base insoluble ou un composé salin insoluble*, par exemple, à une chaleur blanche la chaux peut précipiter des silicates ou des borates simples en fusion, à Télat de cristaux, la magnésie, les protoxydes de cobalt et de nickel, Toxydede fer magnétique; et si les silicates sont complexes, les précipités pourront èfre des composés salins, tels que du titanate de chaux, etc.

Les applications de ces expériences à la géologie et par* ticulièrement à la question de ce qu^on nomme le métamor^ phisme des roches, sont incontestables, ainsi que je le dirai plus loin.

Si la comparaison des produits cristallisés obtenus par Ebelmen avec les espèces minérales les plus pures a conduit k en démontrer Tideutité sous le double rapport de leur forme et de leurs propriétés physiques et chimiques, son travail présente encore des conséquences dont l'appréciation n'est possible qu'à la condition de se placer au point de vue le plus élevé de la minéralogie, à celui où se trouvaient Haûy, et surtout Dolomieu quand ils ont cherché à définir Y espèce minéralogique.

L'importance que de tout temps j'ai attachée à la définition de l'espèce chimique a constamment été justifiée, quand l'occasion s'est présentée d'en faire l'application. C'est en la prenant pour point de départ lorsque j'ai dû apprécier l'importance du travail d'Ebelmen au point de vue de la minéralogie, qu'il m'a été possible de montrer en

{ 58) même temps combien Dolomieu d'abord, et Haûy ensuite, avaient eu raison d^envisager l'espèce minéralogique comme ils l'ont fait chacun de son côté, au commencement du siècle.

Effectivement, une fois que l'esprit a une conception claire de la définition de V espèce chimique y il n'existe pi 05 de difficulté là où s'arrêtent des minéralogistes et même des géologues, soit qu'ils élèvent des questions sans les résoudre, soit qu'ils les résolvent dans un sens conlraire aux principes posés pai* Dolomieu et par Haûy dans leur définition de Vespèce minéralagique*

Rappelons que Vespèce chimique comprend un ensemble il échantillons matériels identiques par la nature ^ la pro^ portion et l'arrangement de leurs atomes et molécules.

Rappelons que cette identité leur donne t identité de propriétés physiques^ de propriétés chimiques et de pro^ priétés organoleptiques, dans les mêmes circonstances de température y de lumière, etc,^ etc.

Enfin rappelons que si l'espèce chimique cristallise, elle a une jorme constante dans les mêmes circonstances oii s'opère la cràtallisation ,

Cette propriété que possède Vespèce chimique d^aflecter une forme constante dans les mêmes circonstances où elle cristallise, est un élément dont on doit surtout Tintroductiou dans lascience crisullographique à Haûy , et neperdons pasde vue que cette propriété essentielle à l'espèce chimique dans la pensée de Haûy et de Dolomieu s'y trouvait associée à œlle d'une composition chimique déterminée par la nature des éléments et par leurs proportions respectives.

Le principe de Visomorphisme découvert par Mitschcrlich dans les dernières années de la vie de Haûy, fut interprété d'une manière inexacte par plusieurs minéralogistes. Loin d^ètre éclairés par la lumière qu'il jetait sur la cristaN

(1) Je rcnvoio pour les dcUib n un ariiclc du /ournal desSat'ariU, qiM }« roproduiti document n*' lU.

(59) lograpbie en dissipant des obscurités nées de l'opposition apparente d'une composition chùuique indéfinie à une forme ciistalline définie^ ils firent de rapparence une réalité, en ne tenant nul compte de Tidée précise de la composition chimique dont Haûy et Dolomieu avaient fait une condition essentielle de Tessence de V espèce minèralogique telle qu'ils l'avaient conçue dans TorigiDe.

Le Traité de Minéralogie de Dufrénoy ne témoigne que trop du trouble des idées causé par Tinterprétation que je combats. L'auteur ne se contente pas de la description des minéraux, il érige encore en principe la prétendue méthode qui le guide, et fermant les yeux sur ce que Dolomieu et Haûy ont admis comme conditions essentielles de l'espèce, la composition chimique définie, c'est-à-dire Videntité de nature des éléments, leurs proportions respectives, et j^ajoute ridentité de leur arrangement dans tous les échantillons d^une ménie espèce^ Dufrénoy, dis-je, arrive à constituer une espèce d'après Videntité de la forme cristalline et de Videntité du rapport de l'oxygène de l'acide ai^ec ^l'oxygène des bases, quelle que soit la nature des radicaux de ces baies !!!

Par exemple, la nature nous offre un minéral cristallisé^ formé de silice, de protoxyde de fer et de magnésie^ appelé péridot. Dans les divers échantillons, le protoxyde de fer varie de o,34 à 0,09, et la magnésie de o, 5o à zéro. Mais Toxygène de la silice étant i , et l'oxygène des bases pareillement 1 dans tousieséchantillons, qui sont d'ailleurs identiques par la forme cristalline, Dufrénoy fait une seule espèce de tous ces échantillons.

Le résultat de cette manière de voir est que l'espèce péridot de Dufrénoy renferme :

1®. Du silicate de protoxyde de fer et du silicate de nia- . gnésie en proportions indéfinies ;

a**. Du silicate de protoxyde de fer pur, c'est-à-diresans mélange de silicate de magnésie.

Il est donc évident que la condition de la natnrn des éléments et de leurs proportions respectives n'existe plus dans ee mode de dé6nir une espèce minéralogique.

3°. Il y a plus : Ebelmen a produit un silicate de magnésie (Si ' Mag) , alors inconnu dans la nature, isomorpbc avec les échantillons précédents, de sorte qu'on doit en Taire un péridot^ puisqu'on en a fait un du silicate de prôloxyde de

fer (Si »Fê).

En procédant ainsi, conformément à la prétendue méthode de Dufrénoy, on a dans une même espèce, un silicate de protoxj'de de fer, un silicate de magnésie^ et «les mélanges indéfinis de ces deux silicates!!! Résultat en opposition, non-seulement avec les définitions de Dolooiieu et de Haûy, mais encore avec celledes chimistes \ car aucun d'eux n^ayaut jamais proposé de confondre sous un nom unique le sulfate de zinc, le sulfate de prptoxydc de fer et le sulfate de magnésie, aucun d'eux n'admettra la confusion en une seule espèce du silicate de protoxyde de fer, du silicate de magnésie et de mélanges indéfinis de ces deux silicates.

Des échantillons de minéraux n'appartiennent à une même espèce qu'autant qu'ils sont, comme le veulent Dolomieu et Haûy, formés des mêmes éléments, et en outre, selon moi, que leurs atomes ou molécules aient pris un même arrangement dans des circonstances identiques. Voici comment s*applique cette manière devoir à Vcspèce pén'dot

de Dufrénoy.

Le silicate de protoxyde de fer (Si 'Fe) et le silicate de

• magnésie (Si 'Mag), constitueut chacun une espèce» Voilà ce qui est incontestable, s'il existe une science chimique et si tous les chimistes s'accordent à distinguer par des noms

diflérenis le sulfate de protoxyde de fer (S Fe) et le sulfate

de magnésie (S Mag), en en faisant deux espèces diflérentes. Mais voici ce qui est encore indécis dans Tcxamen que je

fais.

{Cu )

Existe-il lia péridot représenté par les deux silicates, dont je fais deux espèces, c'est-à-dire un sel double compa-

rable i Talun représenté par 'S Al Al -h Spo-f-a4HH?CeIa n'est point impossible. Mais pour en admettre l'existence, il faudrait démontrer qu'il existe non-seulement une proportion définie entre les deux silicates, mais encore une affinité mutuelle entre eux, causedecette proportion définie.

Tant que cette démonstration ne sera pas faite, il faudra considérer^ selon moi, le péridot à base de proloxjde de fer et le péridot à base de magnésie comme deux espèces distinctes, et le péridot renfermant ces deux silicates comme des mélanges ou des composés en proportions indéfinies qui ne doivent pas recevoir un nom défini et spécifique.

Les choses amenées à ce point, il est de toute évidence que la cristallographie est insuffisante pour établir une es^ pèce^ qu'il y a donc nécessité de recourir à la chimie parce qu'à elle seule il appartient de déterminer la nature des principes et leurs proportions respectives. Mais comment la chimie doit-elle intervenir? Cest ce que je vais examiner, en voyant le résultat qu'elle donne lorsqu'elle agit par la voie rie V analyse et ce qu'elle peut donner quand elle agit par la voie de la synthèse. En énonçant ces résultats, je suis Tordre historique et je conduis le lecteur à apprécier ce que la minéralogie doit à Ebelmen pour le travail que j'examine en ce moment.

A. La chimie pntcède par la voie de r analyse.

L'analyse chimique minérale indépendamment de toute hypothèse, et entre des mains habiles, a atteint son but quand elle a fait connaître tous les principes qui constituent une matière ainsi que leurs proportions respectives. C'est ultérieurement que le théoricien peut rechercher l'arrangement de ces principes.

Si l'analyse, opérant sur des échantillons que le cristallographe a réunis dans une même espèce, arrive à trouver une

( 6a ) diirérencc dans la proportion et la nature même des principes, évidemment elle est insuffisante, aussi bien que fa cristallographie, pour définir V espèce des échaDlillons analysés; mais l'analyse apprend cependant qu'il y d mélaDge ou composition indéânie entre les principes consti toants des échantillons analysés.

Voilà précisément ce que l'analyse chimique aTait reconnu dans un certain nombre d'espèces minéralogiques dont la définition émanait d^une considération unique de celle de la forme cristalline.

On en était là lors de la découverte de Tisomorphisme, et, loin de chercher une interprétation qui satisfit à la définition de Haûy, on adopta l'interprétation contraire, et Dufrénoy, membre de l'Académie des Sciences, professeur de minéralogie au Muséum d'Histoire naturelle et à PÉcole àe^^inesy Ah explicitement dans son Traité de CrislaU(h graphie que la composition telle que les chimistes la définissent, n^ était plus nécessaire à la circonscription des espèceslll

B. La chimie procède par la voie de la synthèse.

Quand il s'agit de déterminer la composition des corps, on se tromperait beaucoup si on ne voyait que Tanalyse pour y parvenir : aussi Haûy n'avait-il pas raison déconsidérer la chimie comme impuissante à résoudre les questions que soulevait la discordance des résultats de l'analyse et ceux de la cristallographie, alors que la synthèse, l'autre moyen chimique de connaître la nature des corps, n'était point encore intervenue dans le débat*, etn^oublionspas que les cristallographes avaient interprété le principe de Tisomorphisme en faveur de la cristallographie et en y sacrifiant la part faite par Haûy lui-même à la chimie dans sa définition de l'espèce.

Cette interprétation était admise, du moins implicitement, lorsque Ebelmen entreprit la belle suite de rccher-

clie9 sur la production ariîiicieHe d'un grand nombre d'espèces chimiques cristallisées identiques à celles de la nature; c*cst alors que la chimie se montra capable de faire à volonté des composés que jusque-là la nature seule avait oflerts â rhomme, qu'elle semit au-dessus-du reproche d'impuissance *que Hauy lui avait adressé de ne pas trouver une composition définie où la cristallographie signalait une forme cristalline définie, qu'elle s'éleva assez haut pour permettre au SIMPLE BOK sBifs d^ interpréter le principe de Visomorpkîsme comme il aurait dû Vélve toujours depuis V origine de sa découverte, et d'en comprendre tonte Timportance, puisque ce principe venait expliquer, non l'imperfection de l'analyse chiinique, mais la raison powquoi des espèces chimiques mélangées ne lui présentaient pas une composition définie.

C'est ce grand résultat des recherches dEbelmen dont je me suis efforcé de montrer l'importance, en l'envisageant comme un des services les plus grands qui aient jamais été rendus a la minéralogie considérée du point de vue où s'étaient placés Dolomieu et Haûy pour définir l'espèce.

Grâce au travail d'Ebelmen, il est permis au critique de formuler nettement la position du minéralogistecristallographe et celle du chimiste dans l'étude de tout minéral cristallisé qu'il s'agit de définir comme espèce.

Dans le cas où le règne minéral aura présenté au minéralogiste une matière cristallisée dont la forme sera définie, la chimie seule sera capable de prononcer si cette matière doit être classée au nombre de^ espèces chimiques.

Supposons que l'analyse ne donne pas une composition définie nettement et rentrant dans les formules connues, il faudra surseoir i une conclusion définitive jusqu'à ce qu'ayant répété l'analyse sur divers échantillons, on sache s'il ne sera pas nécessaire pour arriver à cette conclusion définitive de recourir à un procédé synthétique rentrant dans la méthode d'Ebelmen.

(64) Tant que rincertitudc existera, il faudra se borner à €:on* sidérer le minéral d'' une forme définie comme une espèce que je qualifie de minéralôgique , en faisant la i^emarque expresse que cette épithète, loin d'avoir pour moi un seus absolu, n*en a qu'un relatif k Tétatde nos connaissances actuelles, de sorte que Texpressiou espèce minéralogiqtte in^ dique quelque chose de temporaire et ne devra être employée à regard du minéral en question que jusqu^a répo<|ue où il sera démontré qu'elle est espèce cliimique ou bien qu'elle renferme plusieurs espèces chimiques^ ainsi que cela a lieu pour V espèce minéralôgique du péridol de Dufrénoy, qui

comprend au moins le silicate de protoxyde de fer (Si 'Pe) et le silicate de magnésie (Si 'Mag) (i).

En considérant l'identité des produits obtenus par Ebelmen avec les produits de la nature auxquels lasocîété attache un grand prix indépendamment de la valeur qu'ils reçoivent de Tart du lapidaire, on ne peut se défendre de quelques réflexions relatives à l'économie politique-, car si de ce que Ebelmen n'a obtenu le corindon et le spinelle qu'en petits cristaux, on en concluait l'impossibilité d'en reproduire des masses assez volumineuses pour faire concurrence aux cristaux de la nature, on se tromperait étrangement à mon sens, parce qu'il m'est démontré qu'on y parviendra aussitôt qu'on le voudra.

Dès lors tombera certainement le prix qu'on attache aujourd'hui a àes pierres dont la qualification de précieuses se déduit de l'idée que la reproduction en est impossible à Fart humain. Le contraire arrivant, la chimie amènera une dé*

(•) Dans lo IV" document^ je considérerai le rôle que Ves^ee chimi^me est appelée à jouer en géologie.

préciation analogue h celle que les partisans de la pierre philosophale pensaient devoir résulter de l'exécution eu grand des procédés de la transmutation des métaux communs en métaux nobles. Si anciennement on pouvait penser que les personnes qui se croyaient en possession des moyens d'opérer cette transmutation, se garderaient bien de publier ces moyens, à cause des dangers auxquels elles s'exposeraient, évidemment rien de semblable ne gênerait aujourd'hui ceux qui voudraient produire des pierres précieuses par les procédés d'Ebelmen ou par tout autre.

C^est parce que je repousse les utopies à cause de leur stérilité au point de vue pratique, et de leur caractère hyr pothétique au poiut de vue de la vérité, et qu'en même temps je suis frappé des conséquences de la force des choses qu'on appelle matérielles^ conséquences, qui bien souvent avaient échappé à toute prévision humaine, c'est parce que je suis frappé, dis-je, des profondes modifications que ces conaéquenses impriment à la marche des sociétés, et de l'impossibilité où se trouve l'homme de s'y opposer efficacement, que je crois utile d'appeler l'attention des penseurs, curieux du développement des sciences, sur la possibilité de certains événements susceptibles de modifier profondément une branche de la richesse publique quelque fiiibie qu'elle soit d'ailleurs.

TRAVAUX D'EBELMEN RELATIFS A LA DÉCOMPOSITIC^* DES ROCHES PAR LES AGENTS NATURELS.

On savait depuis longtemps que certaines roches exposées au contact de l'air subissent des changements plus on moins grands, et l'on avait observé la transformation de terrains volcaniques en terre favorable à la culture. Cependant ce ne fut qu^en 1765 que Guettard, en décrivant le kaolin dans le granité d'Alençou, appela l'attention des savants sur l'altération du feldspath : six ans après, en 1771, lord Hamilton fit part k la Société royale de Londres de ses observations sur les altérations qu'éprouvent les matières volcaniques soumises au contact des vapeurs de la solfatare.

« C'est par l'effet que faii cette vapeur sur plusieurs » parties du cône de la solfatare, dit lord Hamilton, que M les couches de rnpîlli^ les fragments de lave, etc., dont M elle est composée, sont réduits en une poudre blanche et » fine*, l'eau de pluie entraine cette poudre et, la mêlant » avec les matières brûlées de différentes couleurs, en » forme une argile très- belle, également de diverses cou- » leurs, qui, étant exposée à l'air, s'endurcit, et Tacide » n'y cause point d'effervescence (i). )>

Faujas de Saint-Fond, tout en adoptant l'opinion d<^ lord Hamilton sur l'altération des roches volcaniques par les vapeurs acides sulfureuses, ajoute cependant (a) : « Je V ne crois pas qu'on doive attribuer toujours à ces vapeurs

(1) Reekerehct sur let volcans éltinls du V'varais et dm YelûT» par Fauta» do Saiot-Fond. Grenoble ei Paris, 1778, p. 190.

()) Hecherehes sur tes volcans éteints du Vivarais et fht Veluy, par Paqjt» de Saint-Foiid. Grenoble et Varb, 1778, p. igS.

(«7) » rahëraliou des basaltes dont je viens de parler : celle » opération pourrait avoir des causes plus lentes et d'une » autre nature ; mais elles me semblent si fort se dérober ïf k nos yeux, qu'on s'exposerait â donner trop dans le » systènie en voulant tenter de les expliquer; tout ce qtt]on » peut dire de plus raisonnable à ce sujet, c'est que plu- M sieurs circoustances, telles que le séjour de la mer, des » eaux minérales froides ou thermales, chargées de prinn cipes* salins, ou fortement imprégnées d'air fixe^ ou N peut-être encore les neiges et l'humidité constante, peu- » vent à diverses époques avoir occasionné les changements » qu'on remarque daus ces basaltes. »

La potasse découverte par l'analyse chimique dans le feldspath fit croire à Âlluau et âVauquel in que ce minéral perd son alcali sous l'influence de Teau, lorsqu'il se réduit en kaolin. Mais M. Berthier reconnut ensuite que la potasse ne s'en va jamais sans être accompagnée de silice, de sorte qu'en représentant la composition du feldspath par ('Si ATAI + Si'PÔ), l'eau enlevait ('SÏPÔ) et laissait, le kaolin insoluble représenté par (Si AI Al).

M. Fourneten i833 publia un très-bon Mémoire sur la décomposition des minerais d'origine ignée et leur conversion en kaolin. Il n'admet pas l'influence d^une électricité voltaïquedanslescouchesdiversesd'un même terrain comme cause nécessaire de l'altération des minerais, ainsi que Geh* len .l'avait avancé (i8i i). Si cette influence existe, ce n'est, selon M. Fournel, que dans des localités particulières et sans êtrecause première, mais comme concourant avec une autre. L'objet du travail de M. Fournet est de montrer que l'altération des minerais commence par une désagrégation mécanique, conséquence d'un arrangement moléculaire devenu instable sous l'influence des agents atmosphériques, et qu'i cette désagrégation succède une altération chimique ponant sur la composition, et qu'alors le gaz oxygène élève le protoxyde de fer â l'état de scsquioxyde, et que l'eau plus on

moins chargée d'acide carbonique agit sur l'alcali cl la silice. M. Fournet se rencontre donc ici avec Faitijas de Saint-Fond sur le rôle qu'il fait jouer à Tacide carbonique, (air fixe de Faujasde Saint -Fond).

.Forckhammer parvint à décoraposer le feldspath en le soumettant à l'action de Teau chauflec à i5o degrés, il compara la solution. à Teau des geysers de Tlslande, et il admit que Teaii d'acide carbonique Agit à froid sur le feldspath comme le fait l'eau à i5o degrés.

Polstorf et Wisemann ont avancé que du sable blanc épuisé par l'eau régale de matière solnble cédait à Teau, par une macération de trente jours opérée à l'air libre, du silicate et du carbonate de potasse; un tel résultat est peu probable.

Enfin Ebelmcn, adoptant les idées de M. Fournet sur la part de Tacidc carbonique dans la décomposition des roches feldspathiques, entreprit de nombreuses recherches chi* raiqiies relatiyemenl à Taltération que les roches en général éprouvent de la part des agents naturels.

Le travail d^Ebelmen n'est donc pas restreint à la décomposition des roches qui, comme les feldspaths, renferment un silicate alcalin, il s'étend encore à la décomposition des roches qui ne contiennent que des silicates non alcalins, ou en d'autres termes des silicates à bases insolubles dansleaa, et enfin aux terrains stratifiés de sulfate et de sous «carbonate de chaux.

Ebelmen, au début de son Mémoire, établit nettement les relations de ses recherches avec la géogéuie, en faisant remarquer ques'il est exact dédire que les terrai us stratifiés proviennent, en grandepartie durooins, des roches d'origine ignée comme les granités, les porphyres, etc., etc., c'est à la condition d'admettre que ces roches n'ont pas éprouvé une simple division mécanique dans leurs parties, mais qu'elles ont subi encore une altération dans leur composi* tion chimique, et ensuite que des produits de cette altéra-*

(69) tîoo, plus ou moins divisés, se sont déposés en couches horizontales du sein des eaux qui les tenaient suspendus.

Ebelmen montre, pour un grand Aombre de silicates naturels, que si une portion altérée a été entraînée hors du lieu où 1 altération fut produite, Tautrc portion est restée en ce lieu même.

Les analyses comparatives auxquelles il soumit les minerais nou altérés et les produits respectifs de leur altération, Tont conduit à établir les généralités suivantes :

Lorsque des silicates non alumineux^ k bases de chaux, de magnésie, de protoxydes de fer et de manganèse s^altèrent, il arrive constamment que la silice, la chaux et la magnésie tendent à disparaître complètement; mais tantôt le fer et le manganèse restent dans le résidu de Taltération a- Téta t d'oxydes supérieurs, tantôt ils disparaissent comme les autres bases.

Lorsque des silicates alnmineux et à bases de potasse et de soude, accompagnés ou non de silicates des autres bases, se décompos(*nt, Taluminc avec une portion de silice et de Teau fixée reste a Tétat d'argile; les autres bases sont entraînées avec une grande partie de la silice.

En définitive il reste du kaolin «i le silicate est privé de fer et de manganèse, et une argile plus ou moins colorée quand le minéral décomposé était ferrugineux et manganeux.

Le fer et le manganèse sous TinHuence de Toxygène se se» pareront à Tétat de peroxydes hydratés. La silice se dépo* sera, et Targile sera entraînée mécaniquement par les eaux dans les parties basses du soi»

Les grès quartzeux et les argiles dans toutes les formations viennent des roches ignées, mais évidemment pour Kbelmen le carbonate de chaux a la même origine.

Les motifs pour lesquels il n'attribue pas la décomposition du feldspath en kaolin «i l'aflinité dissolvante de Teau pour le silicate de potasse ou de soude, c est que les silicates de chaux, de magtiéhie^ de protoxydes de fer el

. ( 70 ) de manganèse, etc., sont décoroposés, comme les silicates k bases très-solubles ; en outre, dans les eaux souterraÎDes alcalines dites minérales qui renferment les produits de celte décomposition, on trouve des carbonates de potasse, de soude, de chaux, de proloxydes de fer et de manganèse, lorsque les décompositions ont été faites sans le contact de Toxygène et enfin de la silice gélatineuse, mais jamais de silicates alcalins, résultat tout naturel, puisquel*acide caribo* nique les décompose. C'est donc aux actions réunies de Feau et de l'acide carbonique qu'il faut attribuer la décomposition des silicates et ajouter le concours de Taffinité de l'oxy-» gène quand l'air est en contact avec les protoxydes de fer et de manganèse. L'insolubilité de Talumine connue de tout le monde, ainsi que celle de ses silicates, qui constituent le kaolin et la partie plastique des argiles les plus impures, rend nn compte satisfaisant de la formation de ces derniers silicates et comment, lorsqu'ils sont hors du contact des eaux en mouvement, ils restent en la place même où ils ont été produits.

Ebelmen pense que doux causes peuvent agir sur les ro» ches siliceuses, sinon pour en produire la décomposition, du moins pour l'accélérel* : l'action des matières organiques et la nitrification.

La partie minérale de ce que les agriculteurs nomment la terf'e végétale, ou en d'autres termes la partie inorganique du sol arable, provient du sous-sol ; et à ce sujet il faut remarquer avec M. Fournet que les basaltes qui renferment toutes les bases salifiables des cendres végétales et même Tacide phosphorique, donnent en s'ahérant une matière terreuse bien plus fertile que ne Test la matière terreuse provenant de la décomposition desgranites et des gneiss(i). Ebelmen examine les terrains stratifiés de sulfate de

(i) On laic depuii loDgtcmpi que VapaiHt (phosphate do chaui leiuni «hi cbieie et du pbiore) se trouva dans les basalie.s.

{ 7' ) chaux et appartenant a la formation du trias et a celle du bassin parisien au point de vue des changements quMls éprouvent de la part des agents atmosphériques et des eaux d'inûhration.

Le sulfate du trias est attaqué par les eaux dMnfiltration dans les parties voisines de la surface du sol. Il y a solution partielle et la stratification devient irrégulière.

Partout où le sol calcaire se trouve associé k la houille et exposé au contact de Teau, il est dissous, et la houille, de compacte qu'elle était, est devenue tendre.

Le sulfate de chaux du bassin parisien présente en beau* coup de gisements des phénomènes d^érosion analogues au précédent.

Le sous -carbonate de chaux subit pareillement l'action érosive des eaux qui le touchent. La surface des couches du calcaire grossier devient raboteuse parce qu*il existe des parties moins résistantes à la force dissolvante de l'eau que les autres; il se produit des cavités, des puits, et les eaux chaînées de carbonate de chaux venant k s'évaporer dans des cavités produisent des stalactites et des stalagmites.

Beaucoup de calcaires pyriteux sous Tipfluence de l'air se transforment en peroxyde de fer et en sulfate de chaux, tandis que l'acide carbonique qui était uni â celte base devient libre.

Ebelmen a reconnu dans plusieurs calcaires jurassiques la présence d^un bisulfure de fer bleu \ il est insoluble dans Tacide chlorhydrique, mais sous Tinfluencc de Tair ii se transforme en peroxyde de fer et en acide sulfurique : ainsi s'explique comment le calcaire bleu devient jaunâtre sous l'influence de l'air.

Lorsque les eaux chargées de carbonates terreux arrivent dans la mer, ces sels se décomposent ou sont absorbés par les animaux ; quant aux carbonates alcalins^ ils précipitent des carbonates de chaux et de magnésie, et leur base devient un chlorure.

Les détails dans lesquels je suis entré donneul une idée de Timportance qu'Ebelmen attachait à la précision des connaissauces relatives à la composition des terrains; ce qui me reste à dire des conséquences qu*îl en a déduites au point de vue de Téconomie générale du globe que nous habitons, montre à la fois la disposition jde son esprit k s^élcver des faits particuliers à des généralités fort diâerentes de certaines vues, grandes en apparence, parce qu^èlles sont hardies ou ingénieuses, mais qui ^dépassant beaucoup Tobservation, sont destinées, après avoir été Tobjet dédisons* sions contemporaines plus ou moins vives, plus ou moins favorables au renom de leurs auteurs, à disparaiti*e dans le gouffre de Foubli, terme fatal de tout ce qui n*est pas la

vérité.

Les végétaux, aussi bien que les animaux, n'accomplissent leurs fonctions, ne parcourent la route imposée à chaque individu par son organisation spécifique, qu'en raison du milieu dans lequel il nait et doit mourir. L'eau et Pair sont en rapport de composition avec les êtres vivants ; mais à Texistence de ceux-ci d'autres matières sont indispensables. Lesrq|hcrchés entreprises pour apprécier les conditions de la vie intéressent non-seulement la science du médecin et de Tagriculteur, mais encore les spéculations positives de la philosophie générale. Cest Tintérèt d^uii tel sujet qui me fait rappeler ce qu'il était avant le travail dEbelmen, afin que le lecteur puisse juger ce qu'il a su y ajouter de considérations nouvelles.

Tant que Tair fut réputé un élément, une des plus belles découvertes des temps modernes, celle de la relation chimique de l'atmosphère avec les corps vivants, restait k faire; aussi ne doit-on pas s'étonner qu'il ait fallu une trentaine d'années |.(>ur la réaliser, paries travaux que je vais résumer.

Priestley reconnut que Tair vicié par la respiration ou par la comhubtion doj» combustibles ordinaires recouvrait

( 73 ) " sa pureté, quaucl*oii y faisait végéter des plantes dans une circonstance qu'il ne détermina pas, mais qu Ingenhousz découvrît être Tinfluence de la lumière sur les feuilles. Lavoisier, après avoir démontré Texistence de Toxygène et de Tazote comme espèces chimiques distinctes constituant la pins grande masse de Tatmosphère, reconnut que Vair fixcy produit par la respiration et la combustion des corps que nous brûlons avec Tintention de nous procurer de la lumière et de la chaleur, est composé d'oxygène et de carbone : c'est ce qui a valu plus tard à cet air le nom d'acide carbonique. Senebier montra que les plantes améliorent Tair vicié sous Tinfluence de la lumière en décomposant Tacide carbonique : elles en dégagent de Toxygène et en fixent le carbone. Th. de Saussure, confirmant la découverte de Senebier, observa que les plantes ne dégagent de Toxygène qu'autant qu'elles ont absorbé préalablement de l'acide carbonique, que l'oxygène dégagé n*équivaut pas à celui de l'acide carbonique décomposé, et que ce dégagement a lieu en même temps que la plante fixe, avec du carbone et de l'oxygène, de l'eau ou ses éléments.

Dès lors fut établie Tintime liaison des deux règnes organiques. L'oxygène de l'atmosphère, devenu acide carbonique, après avoir servi à la respiration et à la combustion lente des débris des corps organisés et aux combustions vives opérées par l'homme dans l'économie domestique et l'économie industrielle, se trouve être à cet état d'acide carbonique un des aliments des végétaux lorsque ceux-ci l'ont absorbe et que leurs feuilles reçoivent l'influenee du soleil, comme il est alors une source d'oxygène servant incessamment k remplacer celui que la respiration et les combustions lentes et rapides prennent k l'atmosphère.

En définitive, les plantes, en absorbant des composés binaires inorganiques, tels que de Tacidc carbonique, de Peau, des com{H>séi» azotés ci <\vs svh minéraux^ forment des prinripes immédiats organique."! indi.spcni»ahlr.N a la nu-

tritîon immédiate ou médiate des animaux; et ceux-ci à leur tour font de l'acide carbonique et, après avoir vécu» leurs débris se réduisent spontanément en dt^s composés binaires inorganiques qui sont les aliments des plantes; car elles n^en exigent à la rigueur que quelques-uns pour se développer, en quoi elles diffèrent extrêmement des animaux.

Si -l'acide carbonique n'est pas là source unique du carbone des plantes, il en est la source la plus abondante, ainsi que tout le monde lë reconnaît; et c^est parce qu'Ebelmen en était convaincu, qu'après avoir montré l'influence qu'il exerce dans la décomposition des roches siliceuses de l'écorce terrestre, il s'est demandé si son assimilation au monde minéral n'était point une cause tendant â la diminution de la vie sur notre globe, par la double raison que cet acide carbonique est un des aliments des végétaux, et que ceux«^, en s'en assimilant le carbone, restituent k l'atmosphère l'oxygène indispensable à la vie des animaux. Il s'est demandé en outre si les roches altérables sous l'influence des agents atmosphériques dans lesquelles entrent des protoxydes de fer et de manganèse, qui passent par suite de cette altération à l'état de surxoxydes aux dépens de l'oxygène atmosphérique, ne seraient pas encore une cause contraire à l'existence des corps vivants.

Ces questions, touchant aux spéculations les plus hautes de la philosophie naturelle, montrent, comme je l'ai dit, l'élévation des vues d'Ebelmen, et combien, après avoir analysé les faits de détail, il savait induire de son analyse des conséquences propres à appeler l'attention des esprits sur une des plus belles harmonies du monde , la dépendance des trois r^nes de la natui*e.

Certes, avant Ebelmen, la nécessité de l'acide carbonique dans l'atmosphère et dans les eaux, pour la vie des plantes, avait été appréciée, et, conformément à sa prise en considération, M. Ad. Brongniart avait pensé qu'à la période

(75 ) géologique où vivaient les plantes dont les restes constituent de Tanthracile et la houille, la proportion du gaz acide carbonique dans Tatmosphère était plus forte qu'elle ne Test aujourd*hui , et cette opinion avait eu Tassentiment général; mais avant Ebelmen on ne s^était pas préoccupé du résultat que pouvait avoir sur Téconomie de la nature organisée la fixation de Tacide carbonique atmosphérique par des bases appartenant i des roches plus ou moins dures et en apparence plus ou moins stables. Pour que la vie ne fût pas menacée, d'après les conséquences qii*Ebelmen avait déduites immédiatement de ses recherches sur la combinaison de l'acide carbonique avec les bases minérales et sur la suroxydatioA des protoxjdes de fer et de manganèse, principes des roches altérables de Fécorce terrestre, il fallait nécessairement trouver une compensation dans le monde minéral â cette diminution de l'acide carbonique , dont les plantes s'assimilent le carbone en même temps qu'elles rendent incessamment â l'atmosphère l'oxygène qui en disparaît pour servir à la respiration et aux combustions.

Cette compensation, Ebelmen l'a trouvée dans le gar acide carbonique que l'atmosphère reçoit des volcans, des terrains volcaniques, des sources minérales et même encore de la réaction des matières organiques, du suroxyde de fer et des sulfates de chaux, de potasse, de sonde, etc., privésdu contact de l'air, cette réaction donnant, selon lui, des sulfures de fer, de calcium, de potassium, de sodium et de Tacide carbonique, dont une partie se combine avec la base alcaline (i).

Ebelmen, en attribuant au feu souterrain l'émission du

(0 a(Fi*6)^-8(S*Csl)-4-i5C = 4(«SFe)-H8(CCil)H-7i:.

Tout en adopuot en principe l'opinion d^Ebelmen, je erel» eependeni que 1m choses ne soiil pe^ en réelilé «nui «implee que le forniul« qu*il cite pourrait le dooncr è po.nMr. Le n^clion du suroxyde de fer et dr» metièreeorgn nique» pro<luil eu beaucoup de cet un «el organique à bete do prot-

(76) gaz acide carbonique dans Tatmosphère, a admis implicitement Thypothèse de la chaleur centrale, et conséqacmment l'a préférée à Thypothèse qu'Ampère a publiée dans Ja Reloue des Déux-Mondes sous le nom de théorie de la terre. Le point de départ de cette théorie est Texplicaiion que Davy a donnée des phénomènes volcaniques doni la première cause serait, suivant le savant anglais, l'action de Teau et d'autres composés oxygénés sur des métaux alcalins» constituant une masse plus ou moins considérable de la portion du globe située au-dessous de son écorce pierreuse.

Ampère, en adoptant cette manière de voir, n'admettait donc pas la chaleur centrale-, selon lui, lorsque par des 65sures, par des vides quelconques, Teau de l 'écorce terrestre parvient au contact des métaux alcalins et autres corps simples combustibles situés au-dessous de cette écorce, l'eau se décompose avec une grande intensité. Les oxydes des métaux alcalins se produisent et du gaz hydrogène est mis en liberté. Les corps oxydés en se combinant donnent naissance aux produits liquides et solides qui constituent la lave et les cendres volcaniques : enfin des gaz se dégagent parmi lesquels devraient se trouver des acides cblorhydrique et sulfhydrique avec beaucoup d'hydrogène.

Evidemment si celte explication des phénomènes volcaniques était fondée, il devrait se trouver dans les produits gazeux des volcans une quantité beaucoup plus grande de gaz hydrogène ou de ses composés que celle qui s'y trouve en réalité. Or ce résultat, en empêchant Ebelmen d'admettre les vues d'Ampère sur la théorie de la tcrre^ l'a fait |iersévérer dans la théorie de la chaleur centrale de la terre.

o«ytic de Ter; i"\\ so forme ilc Tacidc carbonique, il peut se former encore <io Teau, du moins en pfus d'une circonsiance.

Knfin bi la dccoinposiiion du sulfate de cbaiix on sulfure de calcium |)ar K'ii-nialîèree urf^aniqur^ (>s>l fi^qucnle, les maûères organiques ne sont fia» ivujouis compiélonienl riMiuitvs en acide caibuniquc et en eau par Toxyi^e doë sullatcs.