FEN

FER

est reçue dans la cavité de l’os iliaque, et c’est ce qui constitue l’articulation de la hanche (coxo-féniorale); entre la tête et les trochanters, on remarque une partie étroite nommée col ; c’est dans ce point que le fémur se fracture le plus souvent chez les vieillards. L’extrémité inférieure du fémur offre deux éminences appelées condyles (du grec renflement), et qui représentent par leur réunion une sorte de poulie, laquelle s’articule avec la rotule et le tibia pour former le genou.

FENAISON (Agriculture), du latin fœnum^ foin. — Opération agricole qui consiste à couper et faire sécher les foins sur les prairies; cette opération se nomme aussi le fanage ; mais le mot de fenaison est seul employé pour désigner l’époque de l’année où se pratique le fanage (voyez Foin, Praisies).

FENÊTRE (Anatomie), par analogie avec l’ouverture d’une fenêtre. — Ce nom est appliqué à deux trous percés dans la paroi osseuse qui sépare la cavité du tympan de celle du vestibule de l’oreille interne : ce sont la /fenètre ovale et la fenêtre ronde (voyez Oreille). La première, ou vestibule du Tympan, fait communiquer ensemb!e ces deux parties; la seconde, ou Vouverture cochléenne du Tympan, fait communiquer la rampe interne du limaçon avec le tympan.

FENÊTRË (Chirurgie). — Se dit des emplâtres et des compresses où l’on a percé régulièrement des trous pour laisser écouler les liquides provenant des parties malades où l’on emploie les emplâtres ou compresses.

FENIL (Agriculture), du latin fœnum, foin. — On nomme ainsi le bâtiment où l’on resserre et conserve le foin, dans une grande partie de la France et surtout dans le nord (voyez Foin, Grenier).

FENNEC (Zoologie), Canis Zerda, Gm. — Espèce de Mammifères, de l’ordre des Carnassiers, famille des Digitigrades, tribu des Chiens, genre Renard, propres à l’intérieur de l’Afrique. Il a les oreilles très-grandes ; sa taille est petite et son poil laineux, môme sous les doigts, fauve dessus et blanc dessous. Il se creuse des terriers dans les sables de la Nubie. Son corps a 0‘",*25; sa queue, 0“,20, et ses oreilles, 0“,03.

FENOUIL (Botanique), Fœniculum, Adans. ; du latin fœnum, foin, par allusion à son odeur qui rappelle celle . du foin. — Genre de plantes üicotylédo7ies dialypétales périgynes, de la famille des Omhellifères , tribu des Sésélinées. Il faisait autrefois partie du genre Anethum, Lin. Ses caractères sont : pétales roulés; fruit presque cylindrique; carpelles à 5 côtes saillantes; face commissurale à 2 bandelettes. Les espèces de ce genre, dont le nombre est très-restreint, sont des herbes à feuilles découpées en segments filiformes et nombreux. Leurs fleurs sont jaunes. Le F. commun {F. valgare, Gœrtn.; Anethum fœiiiculum. Lin.), s’élève souvent à 2 mètres. Ses tiges sont striées et ses ombelles,

sans involucre, ont de 12 à 20 rayons. Cette plante est d’origine exotique , mais elle s’est naturali.'^ée dans nos départements méridionaux. Elle croît principalement dans les lieux secs et pierreux. Son odeur est aromatique et sa saveur est douce et agréable. Dans certains endroits le fenouil joue un rôle très-important comme condiment. On en assaisonne les légumes et le poisson. Sesgraines renferment une huile jaune.

Elles passent pour carminatives et stomachiques et font partie des 4 semences chaudes majeures, apéritives ou diuréti- Fig. low.- Fenouil commun, ques. On employait autrefois

le fenouil contre les rhumatismes. En Italie, on fait une grande consommation d’une autre espèce de Fenouil, le F. dulce, C. Bauh. {Anethum dulce, de Cand.), appelé aussi F. d Italie. Ses tiges, que l’on fait grossir par divers procédés de culture, se mangent crues, à la manière des artichauts à la poivrade, mais plus ordinairement en assaisonnement. Dans les États romains, à Naples, on en fait surtout un usage très-fréquent, et, pendant six mois de l’année, le fenouil est servi presque tous les jours sur les tables. On en garnit la volaille, la viande rôtie, les ragoûts, ou bien il est cuit à la sauce blanche ou au jus. 11 entre aussi dans la préparation du macaroni. Avant de l’employer dans ces différents mets, on le

fait cuire préalablement dans l’eau, avec un assaisonnement composé qui ajoute à sa saveur aromatique. G— s.

FENOÜILLET (Horticulture). — Variété de Pommes assez peu recherchée aujourd’hui et nommée ants ou F. gris parce qu’elle a un parfum qui rappelle l’odeur du fenouil ou de l’anis. C’est un fruit gris, roussâtre, sans couleur vive à sa surface, de grosseur médiocre et un peu allongé; chair fine, jus fort sucré. Bonne en décembre, elle peut se garder jusqu’en février et mars; elle se fane aisément. Le F. rouge court-pendu est plus relevé que l’an/i’. Le F. jaune est le Drap-d'or.

FENU-GRÉG (Botanique), du latin fœnum græcum, foin grec; allusion à sa ressemblance avec la luzerne. — Espèce de plantes du genre Trigonelle (voyez ce mot), de la famille des Papillonacées. C’est le Trigonella fœnumgrœcuïH, Lin. Le fenu-grec est une plante annuelle, élevée environ de 0“,30. Ses folioles sont obovales, dentées et ses stipules en forme de fer de faux. Ses fleurs sont blanches, et sa gousse, de môme forme à peu près que ses stipules, est deux fois plus longue que le bec qui la termine. Cette plante est indigène. Les anciens la cultivaient pour servir d’aliment aux bœufs et môme aux hommes. Aujourd’hui encore, on la cultive pour les mêmes usages, surtoutenÉgypte, où elle ne demande, pour ainsi dire, aucun soin. Lessemailles se font dans le limon lorsque les eaux du Nil sont retirées, et la récolte se fait trèsabondante au bout de six semaines. Les graines de fenugrec renferment un principe colorant dont on tire peu de parti, malgré les avantages qu’il présente. On préfère en extraire une huile qui entre dans la composition de certains onguents, notamment dudiachylon. Ces graines ont une odeur très-agréable; elles contiennent un mucilage abondant, avec lequel on prépare des lotions, des injections, des lavements adoucissants; réduites en farines, on en fait des cataplasmes émollients et résolutifs. Le fenu-grec s’emploie aussi comme fourrage, et, dans plusieurs parties de l’Égypte, il est recherché comme légume. Ses tiges vertes, qu’on prépare de différentes manières, sont connues sous le nom de hellée. Il serait à désirer qu’une plante aussi utile fût plus répandue en France; elle ne se cultive que pour le fourrage qu’elle produit.

FER (Chimie). — Le fer, le plus précieux des métaux incontestablement, l’auxiliaire le plus puissant de la civilisation et des arts, est en même temps l’une des matières les plus répandues dans la nature. Il n’est pas de terrain, pas de roche qui n’en renferme des quantités plus ou moins notables, et ses minerais proprement dits (voyez plus loin Fer [Métallurgie]) paraissent devoir suffire pendant un temps excessivement long à la consommation toujours croissante de cette précieuse substance. Associé intimement à l’organisation animale, il paraît y jouer un rôle considérable, car tout le monde sait que la thérapeutique tire un parti puissant des médicaments dits ferrugineux; les eaux minérales ferrugineuses présentent également dans beaucoup de cas une efficacité bien reconnue.

Combiné avec une petite quantité de charbon, il donne lieu à la fonte et à Vacier, substances qui, par leurs propriétés spéciales, sont comme des métaux nouveaux susceptibles de varier et d’étendre les emplois du fer d’une manière pour ainsi dire indéfinie.

Malgré cette diffusion extraordinaire du fer dans la nature, malgré le rôle exceptionnel de ce métal, qui le rend aussi nécessaire à la fabrication des instruments les plus simples qu’au développement de la civilisation la plus raffinée, il est à croire que son usage a été notablement postérieur à celui des autres métaux usuels, circonstance qu’il faut attribuer à la difficulté de son extraction. Il est certain que les anciens ne connaissaient qu’imparfaitement l’art de le travaille)', car souvent l’alliage de cuivre appelé airain fut employé à la fabrication de leurs armes. Toutefois, sans être très-employé, le fer et même l’acier trempé étaient certainement connus du temps d’Homère, qui en fait mention plus d’une fois d’une manière très-explicite. La Bible attribue l’art de travailler le fer à Tubal Caïn ; les païens le faisaient remonter à une époque beaucoup moins reculée, au règne de Minos qui vivait environ vers le milieu du XV® siècle avant notre ère.

Au point de vue chimique, le fer est un corps simple, métallique, d’une couleur gris-bleuâtre, d’une densité égale à 7,8. Son équivalent Fe = 27,6. C’est le métal le plus tenace; un fil de fer de 0“,002 de diamètre peut supporter sans se rompre un poids de 260 kilogrammes. C’est cette propriété qu’on a utilisée dans la coustruc-

FER

FER

tion des ponts suspendus. Quand il est suffisamment pur, le fer possède une très-grande ducti’ité; on fabrique pour les harpons des baleiniers des tiges de fer qui peuvent, sans se rompre ou se désagréger, être roulées un grand nombre de fois sur elles-mômes. Le fer supporte moins bien l'action du laminoir que celle de la filière.

C’est un métal dur; mais il acquiert un degré de mollesse relative par la présence de quelques corps, tels que le vanadium (certains fers de Suède).

Il ne fond qu’à une température très-élevée, 150® du pyromètre deWedgwood; aussi n’emploie-t-on jamais la fusion pour lui donner les formes qu’il doit recevoir; on le forge et il est assez mou pour subir cette opération à 9Qo du pyromètre.

Le fer pur s’obtient en réduisant l’oxyde de fer par l’hydrogène.

Le fer est un métal très-oxydable. Lorsqu’il résulte de. la réduction d’un oxyde par l’hydrogène, il s’enflamme spontanément au contact de l’air ; il est pyrophorique.

Le fer ordinaire brûle dans l’oxygène à une température élevée et se convertit en oxyde magnétique (Fe^O'^).

A la température ordinaire, le fer est inaltérable par l’oxygène sec et par l’eau privée d’air. Mais il s’altère facilement sous l’action combinée de ces deux causes.

L’air humide forme à la surface du fer une poudre jaunâtre, appelée rouille, qui est un hydrate de peroxyde.

La limaille de fer place'e dans l’eau, exposée à l’air, se convertit en un oxyde noir, appelé éthiops martial, qui est l’oxyde magnétique.

Enfin, quand le fer est soumis au rouge à l’action du marteau, il s’en détache des écailles appelées hattitures, qui ne sont autres encore que cet oxyde magnétique.

Il faut bien remarquer que l’oxydation du fer se fait à l’air humide, et que, par conséquent, il est urgent de détruire la rouille dans son principe, car si le fer s’oxyde d’abord aux dépens de l’air, il ne tarde pas à s’oxyder en décomposant l’eau par suite de la formation des premières taches de rouille qui constituent, avec le reste du métal, un élément de pile dans lequel celui-ci est électro- positif.

Les alcalis s’opposent à l’oxydation du fer; de potasse mêlée à de l’eau suffit pour conserver le fer dans ce liquide. Mais si la quantité d’alcali devenait plus faible, l’action oxydante serait localisée, pour ainsi dire, dans certains points où il se formerait de gros tubercules d’oxyde. On s’oppose à leur formation dans les tuyaux de conduite en recouvrant le métal d’une couche d’huile lithargyrée.

Sous l’influence d’une température élevée, le fer décompose l’eau en s’emparant de son oxygène. Cet effet peut avoir lieu môme à GO". On conçoit dès lors que dans les chaudières à vapeur il doit se former de l’hydrogène, qui probablement n’est pas étranger aux explosions de ces mômes chaudières.

A l’aide d’un acide, le fer décompose l’eau à la température ordinaire; il en résulte de l’hydrogène et peutêtre aussi un peu d’hydrogène ferré.

Fer (Oxydes de). — On connaît, comme nous venons de le dire, plusieurs degrés d’oxydation du fer qui donnent lieu au protoxyde, au sesquioxyde et à l’acide ferrique.

Protoxyde (FeO). — Le sulfate de protoxyde de fer traité par l’ammoniaque donne un précipité qui serait blanc, si l’on opérait à l’abri de l’air, mais qui, au contact de ce gaz, passe rapidement au vert (hydrate d’oxyde magnétique) et au jaune (hydrate de peroxyde).

On voit, d’après cette expérience, combien le protoxyde de fer est avide d’oxygène. Cette avidité est telle, qu’il est à peu près impossible de se procurer ce corps à l’état de pureté.

La nature nous présente quelques sels de protoxyde de fer, entre autres le carbonate, qui presque toujours se trouve associé à ceux de chaux et de manganèse, et constitue alors le fer spathique des terrains primitifs ou des terrains houillers.

C’est encore ce protoxyde qui se trouve en dissolution dans les eaux ferrugineuses. Il est dissous à la faveur de l’acide carbonique. Mais quand ces eaux viennent à la surface du sol, le contact de l’air suroxyde le métal, et le nouvel oxyde étant peu basique se précipite en flocons jaune-rougeâtre, tandis que l’acide carbonique se dégage.

Peroxyde ou sesquioxyde de fer (Fe^O^). — En chauffant le protosulfate de fer, le sel se décompose, l’acide se dégage en partie et cède une portion de fson oxygène

à la base qui se suroxyde également, de telle sorte que l’on trouve dans la cornue du peroxyde de fer rouge (colcothar) .

Cet oxyde est très-répandu dans la nature.

On le trouve :

1“ A l’état natif, fer spéculaire, fer oligiste;

2" A l’état d’hydrate, fer limoneux ou granulaire ;

3" A l’état d’hydrate combiné avec l’argile ; ces combinaisons portent le nom d’ocre {jaune) et de sanguine {rouge).

Cet hydrate de peroxyde est le précipité jaune qui se forme quand on précipite un sel de cette base par un alcali.

La rouille est de même un hydrate de peroxyde de fer. Le sérum du sang ou une autre matière organique mêlés à un sel de peroxyde empêchent sa précipitation par un alcali dans les sels solubles.

Dans l’art de la teinture, on imite ce qui se passe dans les eaux ferrugineuses. Si Fon plonge, en effet, une toile blanche imprégnée de sulfate de protoxyde de fer dans un carbonate alcalin, la toile exposée à l’air se colorera en jaune jiar le dépôt dans son tissu de sesquioxyde de fer hydraté.

Lorsque le sesquioxyde de fer est préparé par la voie humide, il est facilement réductible par l’hydrogène ; le fer réduit constitue un médicament ferrugineux, assez employé depuis quelque temps. Il arrive fréquemment que le fer ainsi préparé est pyrophorique, c’est- à dire qu’il s’enflamme spontanément quand on le projette dans l’air, La figure ci-contre représente l’appareil propre à la préparation de cette substance.

Oxyde magnétique — Cet oxyde est celui des

battitures; c’est aussi l’éthiops martial. Cette poudre noire qui résulte de l’action du fer sur l’eau ou sa va-

Fig. 1045. — Préparation du fer réduit par l’hydrogène.

peur, c’est encore le fer oxydulé des minéralogistes dont une variété constitue l’aimant naturel. On peut le considérer comme un oxyde salin (Fe0,Fe20®) résultant de la combinaison du protoxyde et du sesquioxyde de fer.

Acide ferrique (FeO^). — Ce composé, découvert par M. Fremy, s’obtient par la décomposition du ferrate de potasse. On se procure d’ailleurs cette dernière substance en calcinant longuement le peroxyde de fer avec le salpêtre.

Fer (Chlorures de). — Il en existe deux correspondant au protoxyde et au sesquioxyde.

Protochlorure de fer (FeCl). L’acide chlorhydrique dissout la limaille de fer; il en résulte une liqueur verte qui finit par déposer des cristaux vert pâle de protochlorure hydraté. On l’obtiendrait anhydre en faisant passer de l’acide chlorhydrique sec sur du fer métallique. Il est alors incolore, très-fusible et volatil au rouge.

Perchlorure de fer (Fe^CF). — Le fer à environ 400° est vivement attaqué par le chlore sec; il en résulte des vapeurs rougeâtres qui se condensent en paillettes brunes, rouges, très-éclatautes. C’est le sesquichlorure ou le perclilorure de fer. Il est beaucoup plus volatil que le protochlorure.

Depuis quelques années, le i)erchlorure de fer est trèspréconisé en médecine, soit comme hémostatique, soit comme agent modificateur très-avantageux dans le pansement des plaies rebelles.

Fer (Sulfures de). — Le soufre rend le fer cassant a chaud: -zfrr de ce combustible suffisent pour lui coin-

FER

FER

muniquer cette propriété fâcheuse. Il existe plusieurs sulfures de fer dont voici les principaux ;

^ Protosulfure de fer (FeS). — Ce sulfure s’obtient ;

^ P En appliquant du soufre sur du fer chauffé au rougeblanc ; 2° en calcinant des lames de fer avec du soufre ; 30 en imprégnant d’eau chaude un mélange de fer et de soufre; 40 en précipitant un sel de protoxyde parmi sulfhydrate alcalin. Le précipité obtenu ici est noir; c’est un protosulfure hydraté. L’hydrate de protosulfure est soluble dans l’eau chargée d’hydrogène sulfuré.

Le protosulfure est jaune sombre, non magnétique, pyrophorique, et se transformant en sulfate.

Lorsque le protosulfure est préparé par le mélange du soufre et de la limaille de fer humides, la réaction s’accompagne d’un dégagement de chaleur, qui vaporise brusquement une certaine quantité d’eau. Si le mélange est enterré, par exemple, le sol est soulevé et il se produit une sorte d’éruption, que le chimiste Lémery avait assimilée, fort inexactement d’ailleurs, à une éruption volcanique ; de là le nom de volcan de Lémery donné depuis lors à cette expérience.

Sesquisulfure de fer (Fe^S®). — Ce composé s’obtient en faisant passer de l’hydrogène sulfuré sur du peroxyde de fer chauffé au-dessous de 100®. C’est un hydrate de ce corps qui se forme quand on précipite les sels de peroxyde par un monosulfure alcalin, mais quand on veut le laver et le dessécher, il s’altère par le contact de l’air qui oxyde le métal et met le soufre à nu.

C’est une matière gris-jaunâtre, décomposable au rouge naissante! réductible en pyrite magnétique (6FeS, FeS2). La nature le présente dans la pyrite cuivreuse (Fe2S3,Cu2S).

Bisulfure de fer (FeS^). — Ce corps est très-commun dans la' nature. Il s’y présente à deux états différents, sous des formes cristallines distinctes et incompatibles. Ce sont la pyrite jaune qui cristallise dans le système cubique, et la pyrite blanche qui prend, au contraire, la forme prismatique. La première, étant calcinée, donne du soufre et acquiert la propriété de s’effleurir à l’air humide en se transformant en sulfate, propriété que la seconde possède naturellement. C’est à la chaleur dégagée dans cette transformation qu’on attribue les incendies spontanés qui se manifestent dans les schistes houillers et dans les mines de houille.

On a employé sous l’empire et on emploie encore aujourd’hui, dans certaines contrées, les pyrites pour en extraire du soufre par la calcination. La pyrite est pla-

Fig. 1046. — Extraction du soufre des pyrites.

cée dans des tubes en grès A, qui, au nombre de dix à douze, sont disposés dans un fourneau de galère. Le soufre, volatilisé par la chaleur, se rend par le tube recourbé b dans le réservoir en fonte C qui contient de l’eau.

Ce procédé est à peu près sans intérêt aujourd’hui, en tant qu’il s’agit de la fabrication du soufre. Mais il a

pris une importance extraordinaire en se modifiant. Au lieu de retirer le soufre, on brûle les pyrites et on obtient ainsi de l’acide sulfureux, lequel, dirigé ensuite vers des chambres de plomb, y est converti en acide sulfurique. La plus grande partie de cet acide employée dans l’industrie est aujourd’hui fabriquée à l’aide des pyrites (voyez Soüfue, Sulfurique [Acide]).

Pyrite magnétique (6FeS,FeS^). — Ce corps se trouve dans la nature. On peut l’obtenir aussi artificiellement, soit par la calcination des autres pyrites, soit en plongeant une barre de fer, chauffée au rouge blanc, dans un creuset contenant du soufre fondu.

Fer (Carbures de). — Voyez Acier, Fonte.

Fer (Ferrocyanurë de). — Voyez Cyanures Bleu DE Prusse.

Fer (Sels de). — Les sels de fer se distinguent nettement de tous les autres se|s métalliques par les caractères suivants. Dans les sels de protoxyde, le prussiate rouge de potasse donne un précipité bleu, et la noix de galle un précipité qui ne tarde pas à noircir au contact de l’air. Dans les sels de sesquioxyde, l’ammoniaque donne un précipité rouille caractéristique, le prussiate jaune un précipité bleu (bleu de Prusse), et la noix de galle un précipité noir (encre). Le plus important des sels de fer, par ses applications industrielles, est le sulfate de protoxyde de fer ou protosulfate de fer.

Fer (Protosulfate de) (FeO,SO^), Vitriol vert. Couperose verte, Vitriol martial. — Il se présente à l’état cristallisé sous la forme de prismes rhomboïdaux obliques, d’un beau vert émeraude ; il contient dans cet état 7 équivalents d’eau de cristallisation, et sa formule est alors FeO,SO^ + 7HO. Exposé à l’air, il ne tarde pas à jaunir peu à peu, ce qui tient à la suroxydation de la matière et à la formation d’un sulfate de sesquioxyde. En dissolution dans l’eau, il éprouve plus promptement encore la môme transformation; aussi, si l’on veut le conserver pur, il faut le renfermer dans un flacon avec des baguettes de fer qui occupent toute la profondeur du liquide.

Les usages du sulfate de fer sont nombreux et importants. Il entre dans la composition de tous les bains de teinture en noir, gris ou violet; avec la noix de galle, il sert à la fabrication de l’encre ; calciné, il fournit de l’acide sulfurique dit de Saxe, et laisse pour résidu le rouge d’Angleterre ou rouge de Prusse; mêlé avec le chlorure d’or, il réduit le métal et le précipite à cet état de poudre fine où on l’emploie pour la dorure de la porcelaine, etc.

On peut préparer le sulfate de fer par l’action de l’acide sulfurique affaibli sur le fer lui- môme; mais la plus grande partie s’extrait, soit par le grillage des pyrites ou des schistes pyriteux, soit par le lessivage des pyrites qui s’elfleurissent spontanément à l’air. Plusieurs des matières premières employées dans cette fabrication renfermant du cuivre, on obtient ainsi du sulfate de fer mêlé à du sulfate de cuivre, qui pourrait nuire dans quelques-unes de ses applications. On l’en débarrasse en mettant la dissolution en contact avec des lames de fer qui précipitent le cuivre. Quelquefois, au contraire, la présence du cuivre est avantageuse; ainsi on fabrique, sous le nom de vitriol de Salzbourg , un sulfate double qui contient 3 équivalents de protosulfate de fer et l de sulfate de cuivre. P . D.

FER (Métallurgie). — Minerais de fer. — Un minerai de fer est une substance ferrugineuse assez riche et assez pure pour qu’on puisse en extraire du fer marchand, c’est-à-dire à bas prix.

On peut diviser les minerais de fer en trois classes d’après leur richesse : minerais riches, contenant de 45 p. 100 jusqu’à 70 p. 100 de fer; minerais moyens, de 30 à 45 p. 100, et minerais pauvres, de 20 à 30 p. 100. Au-dessous de 20 p. 100, ce sont des substances ferrugineuses qu’on peut employer comme fondant et non comme minerai. Plus souvent, on classe les minerais d’après la gangue qui les accompagne et qui a la plus grande influence sur le traitement métallurgique. On a les minerais argileux, calcaires, siliceux, alumineux ; on peut avoir aussi les minerais argilo-siliceux, argilo-calcaires, s’il y a une gangue composée. On divise aussi les minerais en fusibles et réfractaires, selon leur fusion plus ou moins lacile ; les plus fusibles sont ceux qui contiennent delà silice et deux bases et, parmi eux, ceux qui renferment une notable proportion de manganèse ; les minerais réfractaires sont quartzeux et alumineux. Jnfin, dans un minerai, l’oxyde de fer peut être réduit avec plus ou moins de facilité; on a donc les minerais réductibles et

FER

FER

irréductibles. La porosité plus ou moins grande du minerai est ici à peu près seule en jeu. Si l’oxyde de fer est combiné à la silice, on aura un minerai compacte et peu réductible; si, au contraire, il y a «ne substance volatile, de l’eau, de l’acide carbonique, le minerai deviendra poreux par la calcination et, par suite, réductible. Dans les usines, on se sert de l’expression réfractaire pour dire qu’un minerai est difficilement fusible et réductible.

Diverses espèces de minerais. — Fer oxydulé ou magnétique. —%'\\ est complètement pur, il contient 72,4 de fer; on le trouve cristallisé ou en roche compacte; il contient souvent de l’oxyde de manganèse et de l'acide titanique. Ses gisements sont presque toujours dans les terrains anciens; sa gangue est ordinairement siliceuse. En France, on le trouve dans peu de localités, dans le département du Var ; sur les côtes de Normandie où il en existe un gisement plongeant sous la mer ; on l’a trouvé aussi près de Bône, en Algérie.

La Suède en possède des gisements importants qui donnent des fers d’une supériorité universellement reconnue. Des recherches récentes ont montré que les meilleures qualités de ces minerais contiennent une gangue trèsintimement mélangée, infusible par elle-même et manganésifère. Les fers oxydulés sont, en général, compactes et assez difficiles à réduire.

Fer oligiste. — Ce minerai se rencontre dans les mômes terrains que le précédent et, par suite, a la même gangue; il est compacte, mais plus facile à réduire. Quelquefois, il contient de la baryte sulfatée; c’est une rencontre fâcheuse, parce qu’elle rend les fers sulfureux. L’île d'Elbe possède des gisements très-importants de ce minerai.

Hématite rouge et fer oxydé rouge compacte. — Ces minerais se rencontrent dans les terrains de transition et dans les terrains secondaires; ils se présentent souvent en masses rouges compactes, quelquefois en masses fibreuses ; ils contiennent de la silice en combinaison, sont assez difficiles à traiter à cause de leur compacité, mais assez fusibles. Ils sont toujours moins purs que les fers oligistes; ils contiennent souvent du phosphore et de la baryte sulfatée. L’argile et l’alumine sont les gangues ordinaires.

Hématite brune. — C’est du fer oxydé hydraté ; il contient 63 p. 100 de fer, en ne supposant pas de gangue. On le trouve dans les terrains secondaires et les terrains tertiaires; il est très-recherché à cause de l’oxyde de manganèse qu’il contient; la gangue est argileuse. On le trouve, en France, dans les Pyrénées, la Dordogne, le Périgord; on le rencontre dans le lias, à Bességes, mais il contient de la baryte sulfatée.

Fer oxydé hydraté en roche, limonite. — Il a la môme composition que l’hématite, mais d’autant plus jaune qu’il contient plus d’eau ; il est toujours à gangue argileuse et moins riche que l’hématite. Il contient souvent du phosphore, de la baryte sulfatée. On le trouve dans les terrains de formation actuelle et marécageux.

Minerai en grains ou pisiforme. — Il s’est formé par voie de concrétion ; presque toujours au centre se trouve un grain de sable ou de substance végétale. Les grains ont agglutinés par une argile ferrugineuse. On le trouve en amas à la base des terrains tertiaires. En France, on le trouve dans toute la Franche-Comté, la Champagne, le Jura, le Berri, la Vienne, la Charenie, la Dordogne; il forme quelquefois des épaisseurs de 15 à 30 mètres. Ce minerai est presque toujours de bonne qualité. La grosseur des grains est très-variable. La gangue est de l’argile plus ou moins mélangée d’hydrate d’alumine, ce qui les rend réfractaires. Il faut, en moyenne, 3 mètres cubes de ce minerai pour en donner, après préparation, un de bon à traiter et à 35 p. 100 de teneur moyenne. Ce minerai alimente les trois quarts des hauts fourneaux au charbon de bois en France.

Minerais oolithiques hydratés. — Ce sont de petits grains agglutinés par un ciment rouge. Ce minerai contient du phosphore et donne des fers cassants à froid. On le trouve dans le Jura, dans la Suisse, dans l’rivcyron à Decazeville, dans l’Isère, l’Ain, l’Ardèche, | rèsdu Creuzot,etc. Il est très-répandu en Allemagne. La gangue est calcaire ou argiio-calcaire fusible par elle-même. On lui a donné le nom de mine chaude.

Minerais carhonatés cristallisés. — A gangue tantôt calcaire et tantôt quartzeuse. Souvent il contient des pyrites de cuivre. Dans la Styrie, ce minerai contient 4 à 5 p. 100 de manganèse; ondui adonné le nom de mine d’acier.

Minerai carbonate terieux. — Ce minerai se trouve

très-souvent dans les houillères ; il fait la richesse de l’Angleterre sous le rapport du fer; il se trouve en cou elles de rognons intercalés dans les couches de houille; il renferme toujours de la pyrite de fer, souvent de l’acide phosphorique. Sa richesse varie de 30 à 40 p. lOO.

Silicates de fer. — Les silicates de fer existent rarement à l’état isolé dans la nature ; on ne les compte guère comme minerais, et on les emploie plutôt comme fondants.

Préparation des minerais. — Les minerais, avant d’être traités, ont presque toujours besoin de subir une préparation. Quelques-uns, tels que les minerais hydratés, ont besoin d’être cassés sous des bocards et lavés, afin de les enrichir. (Voy. Minerais [préparation mécanique des].) Certains^ minerais argileux sont exposés à l’air pour enlever l’argile par délitement; en môme temps, il se produit une transformation chimique; cela facilite la réduction ; il se dégage de l’acide carbonique, le fer se peroxyde, les pyrites sont décomposées et le sulfate de 1er est dissous par l’eau de pluie. Très-souvent, surtout pour le traitement au charbon de bois, on fait une calcination à l’air : c’est un véritable grillage. L’eau, l’acide carbonique se dégagent, le minerai reste plus poreux et facilement réductible. Ce grillage se fait dans des fours analogues aux fours à chaux. En Suède, on se sert des gaz des hauts fourneaux pour produire la chaleur.

Extraction du fer. — I, Méthode catalane. — Cette méthode ne donne qu’une partie du fer des minerais-, les dépenses sont plus fortes que par les autres procédés, mais elle a deux raisons d’être : 1° la difficulté des transports qui force l’usine à être mobile pour aller chercher le minerai et le charbon de bois ; 2° elle donne de meilleurs^ fers, car la réduction s’y fait à une température relativement basse, et les matières étrangères n’entrent pas en combinaison.

Un foyer catalan n’occupe que dix personnes ; les chutes d’eau donnent la force motrice; on n’a que 25,000 à 30,000 francs de frais d’établissement, et on peut obtenir 150 tonnes de fer. Les minerais doivent être fusibles et d’une réduction facile. Les minerais calcaires ne conviennent pas, car l’acide carbonique, en se dégageant, enlèverait trop de clialeur.

Le foyer catalan est un bas foyer E {fig. 1U48) à une seule tuyère très-plongeante, de 3io à 30° d’inclinaison; la profondeur au-dessous de la tuyère est de 0“,40 à 0™,4 8 ; la hauteur totale de 1 mètre; la largeur variable de 0"*,65 à 0“,80, ainsi que la longueur. Le fond est formé par une plaque de granit ou d’argile réfractaire ; les parois, de lopins de fer empilés. Le vent est fourni par une trompe; la pression va en croissant du commencement à la fin de l’opération ; elle varie de 3 à 7 centimètres de mercure.

La trompe est fondée sur la propriété qu’a l’eau en mouvement d’entraîner de l’air par adhérence. Ilfautune chute d’eau d’au moins 5 mètres; l’étranguillon aa est placé à 0“,45 ou 0“,48 en contre bas du réservoir B et a 0“,(ü à 0“, i5 de largeur, selon le volume de l’eau à dépenser; le volume de l’air entraîné est égal au volume de l’eau.

Le minerai concassé est séparé en morceaux et poussières nommées greillade. Pour une opération, on nettoie le foyer, on le remplit de charbon j usqu’à la tuyère, à l’aide d’une cloison, on le divise en deux ; sur le derrière, on place du charbon et on réchauffe les lopins de l’opération précédente; sur le devant, on place du minerai dont on recouvre le dessus de fraisil tassé ; on donne le vent et peu à peu on soulève la cloison. Les gaz traversent le minerai et la réduction s’opère. L’oxyde non réduit se combine à la silice et forme des scories ; quand celte charge s’est affaissée, on la renouvelle et on charge sur le derrière de la greillade humectée pour l’empêcher de descendre trop vite ; elle est rapidement réduite, et après deux heures et demie à trois heures, on a au fond une loupe de fer carburé et des scories; par-dessus du charbon en combustion agissant pour réduire l’oxyde de fer des scories. On passe alors à la deuxième phase de l’opération. On fait descendre le reste du minerai, on rapproche le fer carburé de la tuyère, le carbone s’oxyde; l’ouvrier, monté près du foyer, remue le tout et cherche à souder les particules ferreuses. Après cinq heures et demie à six heures, il obtient une loupe de 150 kilogrammes environ, provenant d’une charge de 470 kilogrammes de minerai. On la porte au marteau et on la divise en 5 ou G parties nommées massouquets. On les réchauffe pendant la première partie de l’opération suivante et on les étire en barres au marteau. La consommation de charbon

FEU

FER

est d’environ £00 kilogrammes pour 100 de fer. Cette méthode, perfectionnée par M. François, ingénieur des mines, demande à l’être encore.

îl. Méthode du haut fourneau. — Le haut fourneau est un appareil parfait, en ce sens qu’il permet de retirer d’un

Fig. lOM. — Forge catalane et trompe soiifflanle.

minerai tout le fer qu’il contient à l’état de fonte ou fer carburé. Un haut fourneau se compose essentiellement (fig. 1048) de deux troncs de cône réunis par leur grande base, placés au-dessus d’une partie essentiellement cylindrique. Les parois sont en matériaux très-réfractaires, dont l’épaisseur variede0“,80danslebas à0“,40 dans le haut. Le tout est enveloppé dans un massif pyramidal de maçonnerie en briques ordinaires et solidement armé. Dans le bas sont percées quatre ouvertures nommées embrasures : trois servent à placer des tuyères pour lancer le vent à l’intérieur; la quatrième, plus large, sert au travail du haut fourneau. Un haut fourneau a donc quatre parties distinctes : le bas, jusqu’aux tuyères, forme le creuset G, dont l’ouverture est fermée par une pièce séparée du haut fourneau qu’on nomme la dame; depuis les tuyères jusqu’au premier tronc de cône E ou à l’ouvrage; le premier tronc de côneD se nomme étalage; la grande base G s’appelle le ventre et le second tronc de cône B se nomme la cuve ; sa petite base A est appelée gueulard. La tympe est la partie du haut fourneau placée au-dessus de la dame. Les hauts fourneaux ont des dimensions très- variables avec le minerai qu’on traite et la production qu’on veut obtenir; le combustible que l’on emploie agit surtout sur la hauteur ; les fourneaux au charbon de bois ont de 10 à 12 mètres, et les fours au coke de 13 à 16 mètres. L’étude des modifications qui se produisent dans un haut fourneau fera comprendre les causes qui influent le plus sur les dimensions. Le minerai de fer contient des substances étrangères qu’il faut séparer du fer; on cherche à les transformer en silicates fusibles, en ajoutant au minerai les matières convenables, ordinairement du carbonate de chaux ou castine. lies matières siliceuses

portent le nom d’erbue ; on charge donc par le gueulard du minerai, du combustible devant servir à opérer la réduction et des fondants en proportions convenables ; par le bas, on lance du vent qui sert à opérer la combustion ; on a ainsi deux colonnes, l’une descendante et l’autre ascendante. Les matières, dans le haut, où la température est faible (400" environ), se dessèchent, perdent, ^çur vapeur d’eau, leur acide carbonique ; puis le mjnerai commence à se réduire, donne de l’oxyde magnétique, puis du fer; vers le ventre, ordinairement, la température est assez forte pour que les silicates se forment. Si tout l’oxyde de fer n’est pas réduit, il se combinera à la silice et sera perdu. On voit donc que plus le minerai est difficile à réduire, plus les morceaux sont gros ; moins le contact est intime, plus la partie où s’opère la réduction doit être élevée. Les matières continuant à descendre, le fer se carbure, les silicates fondent. Si la réduction continuait à se faire dans cette partie où la température est très-élevée (1200“ à IGOOo), l’acide carbonique produit se transformerait de nouveau en oxyde de carbone, de sorte qu’on consommerait beaucoup plus de combustible. Les matières arrivent à l’ouvrage; la température doit être alors assez élevée pour faire tout entrer en fusion ; cette partie doit donc être de peu de largeur et d’une hauteur suffisante pour fondre, mais pas assez pour que la fonte, au contact de l’acide carbonique, ait le temps de subir une action oxydante; arrivées au

bas, les matières fondues se séparent par ordre de densité, la fonte au-dessous et au dessus les laitiers qu’on fait écouler de temps en temps; ils ne doivent jamais arriver au-dessus des tuyères. Plus l’ouvrage est large, plus on peut passer de matières dans un temps donné ; mais alors il faut souffler assez de vent pour maintenir la température convenable, 2 000“ environ. La hauteur des étalages varie avec la plus ou moins grande fusibilité des matières; on place le ventre entre le tiers et le quart de la hauteur du haut fourneau.

Quant à la zone ascendante, ses modifications sont très-simples; on lance de l’air à une pression variable pour vaincre les résistances; il donne d’abord de l’acide carbonique. Cette zone a très-peu d’étendue, car immédiatement, au contact du combustible, il donne de l’oxyde de carbone. Celui-ci sert à carburer le fer et ensuite à réduire l’oxyde de fer. 11 faut alors que la température ne soit plus assez forte pour que l’acide carbonique produit se transforme de nouveau en oxyde de carbone ; la consommation de carbone serait doublée.

On voit que, pour une zone donnée du fourneau, on doit toujours avoir sensiblement la même température, et les matières doivent être arrivées 'à la même période de leurs transformations. Par la forme donnée à l’appareil et le refroidissement dû à la formation de l’oxyde de carbone, la température baisse tout à coup dans les étalages, puis, à partir du ventre, la diminution de section fait qu’elle se maintient à peu près conslante. Pour les minerais facilementréductibles ou rendus tels, on donne quelquefois à la cuve une forme à peu près cylindrique; ordinairement le gueulard a un diamètre égal à la moitié de celui du ventre. Si on mélangeait iniimement les matières que l’on traite, la combustion se propagerait par le contact, et le charbon serait bientôt enflammé jusqu’au haut; le point où la combustion s’opère tendant continuellement à s’élever, on évite cet inconvénient en chargeant alternativement le minerai et le combustible qui forment .des zones successive^ dans le haut fourneau ; la réduction n’est alors opérée en grande partie que par l’oxyde de carbone. La proportion des matières qu’on passe et leur état ont d’ailleurs la plus grande influence sur la marche des opérations.

On a déjà vu les préparations à faire subir aux minerais ; il reste à examiner le combustible, le vent et les fondants. Le combustible employé est le coke et le

FER

FER

charbon de bois, quelquefois, en Angleterre, l’anthracite ou la houille anthraciteuse. Le dégagement de gaz de la houille ordinaire enlèverait trop de chaleur, et, sous 1 influence de la pression, le résidu, réduit en poussière, ne tarderait pas à obstruer le fourneau et à amener des explosions. Le coke peut contenir du soufre, des cendres et être plus ou moins dense :1e soufre passe en partie dans la fonte, en partie dans les laitiers; les cendres forment des laitiers, mais la silice, extrêmement divisée, se réduit et se combine à la fonte. La densité du coke doit être assez forte pour qu’il ne s’écrase pas ; mais plus elle est grande, plus le vent pénètre difficilement dans les pores et doit être lancé à une haute pression. Quant au charbon' de

bois, chargé en morceaux plus petits, il réduit beaucoup plus facilement le minerai, demande une température bien moins élevée, ne contient presque pas de substances étrangères, de sorte qu’il donne des fontes beaucoup plus pures. La pression du vent est bien moins forte.

Pour le charbon de bois, on lance le vent avec une pression variable de 2 à de mercure pour un coke poreux de 5 à 12® et pour un coke dense de l2 à 20®. La friabilité plus ou moins grande dn minerai intervient aussi pour faire varier la pression. Quant à la quantité d’air, on doit compter environ 6)^,8 par kilogramme de carbone. Depuis quelques années, on emploie beaucoup l’air chaud, qui procure une notable économie de combustible, car on se sert, pour l’échauffer, des gaz du gueulard, qui auparavant étaient perdus; de plus, c’est un moyen de faire varier immédiatement la température à l’intérieur. Les gaz suffisent encore pour produire la vapeur nécessaire aux machines soufflantes.

Quant aux laitiers, leur composition est très-variable avec le minerai, le fourneau et la fonte qu’on cherche à produire. Ils sont compris entre les protosilicates et les trisilicates. En général, on cherche à se rapprocher du bisilicate; mais si le minerai contient du soufre, si on veut empêcher la réduction de la silice, il faut se rapprocher du protosilicate. Voici les compositions moyennes de ces trois espèces de laitiers :

Protosilicate. Bisilicate. Tiisilicale

Silice 40 57,5 62

Cliaux 36 26,5 2Ù

Alumine 18 16 18

Manganèse, Fer. 6 » »

Avec le coke, il faut augmenter la proportion de castine, à cause des cendres siliceuses. .

Il faut avoir fait approximativement ces déterminations avant de mettre un fourneau en marche. On commence par le sécher cinq à six mois, puis on y met du combustible. Après deaix mois à peu près on charge du minerai et du fondant en excès, à cause des cendres du combustible, et trois mois après, pour les grands hauts fourneaux, on est arrivé à la marche normale. La campagne peut durer dix ou douze ans avant de mettre hors feu. On fait ordinairement deux coulées de fonte par jour, soit dans du sable, soit dans des moules en fonte. La consommation en combustible varie de 100 à 300 kilogrammes par 100 kilogrammes de fonte. Un haut fourneau au charbon de bois fournit de 3 à 7 tonnes de fonte par jour et occupe dix ou douze ouvriers. Un grand haut fourneau au coke produit de 20 à 25 tonnes de fonte parjour,eton compte, en général, deux journées d’homme par tonne de fonte. Si on a plusieurs hauts fourneaux, la maind’œuvre diminue.

Diverses sortes de fonte. — On distingue trois espèces de fontes; la fonte grise pouvant passer à la fonte noire, la fonte triiitée et la fonte blanche. On distingue aussi la fonte de moulage, qui est de la fonte grise, et la fonte d’affinage, qui est toujours de la fonte truitée ou blanche et quelquefois de la fonte grise. La fonte grise est poreuse et à gros grains, tandis que la fonte blanche a un grain fin et serré; elle peut, par le refroidissement, avoir éprouvé un commencement de cristallisation et est dite à texture lamclleuse. Elle est alors très-pore. ^

Dans la fonte blanche, tout le carbone, quelquefois 5 à 6 p. 100, est combiné, tandis que, dans la fonte grise, il n’y en a qu’une partie; le reste, tenu en dissolution, a cristallisé par le refroidissement. La quantité peut môme être assez grande pour donner à la fonte la couleur noire; on l’appelle alors fonte noire. La fonte truitée est l’intermédiaire entre ces deux espèces. La densité des fontes varie entre fi,6 et 7,8; la fonte blanche est souvent plus dure que l’acier trempé; la fonte grise, au contraire, est assez tendre. La ténacité des fontes est faible, mais elles offrent une résistance très-grande à l’écrasement. On est parvenu à souder la fonte par fusion. Tout ce qui, dans un haut fourneau, tend à augmenter la température favorise la formation de la fonte grise; mais il ne faut pas que le minerai fonde trop facilement, car la carburation ne durerait pas assez longtemps. Les minerais fusibles, les minerais manganésifères surtout, donnent de la fonte blanche. Les hauts fourneaux au charbon de bois donnent, en général, de la fonte grise. Quand on augmente la température, on obtient, ordinairement, desifontes plus impures; la silice se réduit en plus grande quantité et entre dans la fonte; le soufre du minerai et du combustible donne naissance à du sulfurede carbone qui sulfure la fonte et la rend bulleuse. Le phosphore rend la fonte très fusible; elle se carbure difficilement et est presque toujours à l’état de fonte blanche. Toutes les fontes au coke contiennent du silicium, surtout les fontes grises obtenues à une plus haute température ou en allure chaude; la proportion varie de 1 à 5 p 100. La ténacité est alors beaucoup plus faible; mais en fondant la fonte une seconde fois, on peut en éliminer au moins 2 p. lOü.

F ni

FER

Tous les minerais manganésifères donnent des fontes contenant du manganèse ; ces fontes sont surtout recherchées, à cause d^e leur facile épuration, pour produire de l’acier ou des fers aciéreux. La présence du cuivre dans la fonte est très-nuisible, car il est impossible de s’en débarrasser par oxydation. A la fonte grise correspond l’allure chaude, et à la fonte blanche l’allure froide.

Moulage de la fonte. — On emploie la fonte à peu près depuis trois siècles, mais son usage ne s’est répandu que depuis le siècle dernier. Aujourd’hui, elle a remplacé dans beaucoup de cas le bronze ; étant plusfluide,elle se moule mieux peut reproduire des dessins plus délicats ; elle se dilate plus au moment de son refroidissement et, par suite, s’applique mieuxsur le moule. A l’aide de vernis, on peut empêcher son oxydation. Pour qu’une fonte soit propre au moulage, il faut qu’elle soit bien fluide, qu’elle se fige lentement, qu’elle ne présente pas de soufflure, qu’elle ne soit ni trop dure ni cassante. La fonte blanche, après solidification, se contracte; la fonte grise est plus tenace. En général, on se sert de la fonte grise pour mouler; dans quelques cas exceptionnels, où l’on veut une grande dureté, on emploie la fonte truitée.Les fontes phosphoreuses sont très-tusibles et très-fluides; on les emploie quand on veut des empreintes nettes, et partant des ornements délicats; on s’en sert aussi pour la poterie de fonte.

Tous les objets moulés se divisent en deux classes : les objets moulés en première fusion et les objets moulés en seconde fusion. Pour les premiers, on coule la fonte dans les moules au sortir du haut fourneau ; on la puise dans le creuset lui-même; on voit qu’on ne peut avoir ainsi que de petites pièces. Pour un grand nombre de pièces, la fonte de première fusion ne possède généralement pas les qualités désirables. Pour les seconds, on fond la fonte une seconde fois dans un appareil spécial nommé cubilot; on peut y réunir de grandes quantités de fonte; la fusion nouvelle expulse une partie du graphite et du silicium, et la fonte est plus compacte ; enfin, cela permet de fondre ensemble plusieurs espèces de fonte. On a reconnu que, par le mélange, on améliore souvent la qualité du produit; du reste, dans beaucoup d’endroits où on fait le moulage, on n’a point de hauts fourneaux. Le moulage pour les objets de première fusion se fait très-simplement : on puise la fonte dans des poches en fonte dont l’intérieur est revêtu d’argile et on va la verser dans les moules.

.Moulage en seconde fusion. — La fonte est refondue dans les cubilots, exceptionnellement dans des fours à réverbère pour les grosses pièces. Les moules sont faits en sable ouen argile; pour les pièces qu’on veut durcir beaucoup, on moule en coquille, c’est-à-dire dans des moules métalliques qui refroidissent brusquement la fonte et trempent la surface.

Le cubilot est un fourneau à cuve de 2 mètres à 2“,50 de hauteur et de o“,50 à 1 mètre de diamètre intérieur,

Fig. 1049. — Cubilot.

selon la quantité de fonte qu’on veut obtenir. Maintenant on fait des cubilots de 5 mètres de hauteur, avec un vide iutéi ieur analogue à celui du haut fourneau ; ou y trouve économie de combustible. L’appareil se compose d’un tour en maçonnerie de 0“,50 à 0“,G0 de hauteur, au dessus, une plaque de fonte formée de deux parties, surmontée d’un prisme ou d’un cylindre en tôle, ordinairement d’une vieille chaudière à vapeur; on garnit l’intérieur de matières réfractaires. Dans le bas, on |

perce une porte pour la coulée, et à diffô.’entes hauteurs, trois, quatre ou cinq trous pour autant de tuyères. Elles ont un large diamètre, car le vont n’est lancé qu’à une pressionde I cent, ou I cent, etdcmi au plus. On dessèche le four, on le chauffe lentement, on ferme la porte de coulée avec des briques, en laissant une place pour le trou de coulée, on remplit à moitié de coke, en mettant au bas du charbon allumé, et peu après on donne le vent; on peut alors charger la fonte dans la proportion de 5 contre l de coke et en morceaux de 4 à 5 kilogrammes; on ajoute un peu de fondant pour les cendres du coke. A mesure que la fonte s’élève, on élève la tuyère ou les tuyères soufflantes. On bouche les autres, puis, la charge fondue, on coule les pièces, en se servant de poches ou, si elles demandent beaucoup de fonte, de chaudrons qu’on manœuvre avec des grues. Il y a un déchet de G à 7 p. lOO de fonte et, en outre, on doit laisser au-dessus de l’objet moulé une certaine quantité de fonte ou masselotte pour le comprimer et lui donner de la compacité. Pour icO de fonte moulée, on doit en fondre 170.

Quand on veut mouler de grosses pièces on réunit les produits de plusieurs cubilots où l’on se sert pour la fusion du four à réverbère. La sole est rectangulaire et présentant une inclinaison de G à 10 p. 100 vers le trou de coulée, de manière à former bassin quand il est bouché. La sole est en briques réfractaires, surmontée d’une couche d’argile très-maigre. On peut réunir les produits de deux de ces fours. C’est ce qu’on fait, en général, pour fondre les canons. La consommation en houille est d’environ 50 p. 100 de fonte; le déchet peut aller à 60 p. 100.

Les cubilots contiennent de 1 000 à 3 000 kilogrammes de fonte. On en a fait pour fondre 6000 kilogrammes; ils n’ont pas donné de bons résultats.

En dehors des usages spéciaux et si importants de la fonte, celle-ci n’est que l’intermédiaire pour arriver au fer. Le lecteur trouvera à l’article Fonte la description des procédés qui sont employés pour la conversion de la fonte en fer. Voy. aussi l’article Acier, pour la conversion de la fonte en acier pas le procédé Bessemer.

Essai des minerais de fer. — Dans presque toutes les usines, on emploie la voie sèche pour les essais de fer; on obtient très-exactement la fonte que peut donner le minerai et, jusqu’à un certain point, des indications sur la qualité du produit, la nature et la quantité des fondants à employer. Il faut d’abord se procurer une prise d’essai représentant à peu près la moyenne du minerai à traiter. On le pulvérise; on traite par l’acide chlorhydrique étendu ; s’il y a effervescence, le minerai contient des carbonates; avec l’habitude, on peut assez bien distinguer si l’acide carbonique provient du carbonate de chaux ou de la dolomie et du carbonate de fer. S’il n’y a pas attaque, on doit concentrer l’acide et chauffer; on verse sur un filtre la liqueur chaude; si elle filtre lentement, il y a de l’argile attaquée. Alors on évapore à sec, de manière à rendre la silice insoluble; on reprend par l’acide chlorhydrique faible. La partie insoluble comprend le quartz, la silice, l’argile inattaquée et les sulfates; s’il y en a, il faut alors une recherche spéciale ; la liqueur contient la chaux, la magnésie et le fer. Au toucher, on distingue bien l’argile du quartz ; on connaît alors la nature de la gangue. Dans la liqueur, on dose la chaux et la magnésie ensemble ; on peut alors calculer les fondants à ajouter pour scorifier la gangue. On cherche à obtenir les mômes laitiers qu’au haut fourneau, c’est-à-dire 35 à 40 p. 100 de silice pour le coke, et 40 à 50 p. 100 pour le charbon de bois; on a des laitiers convenables avec I d’argile et l de carbonate de chaux, 1 de quartz et 1/4 de dolomie.

3° Le minerai, en quantité suffisante, 10 ou 20 grammes, selon la richesse, est mélangé aux fondants et chauffé dans un creuset brusqué. C’est un creuset dont l’intérieur est garni de charbon de bois pulvérisé. On recouvre le minerai de charbon, puis on place le couvercle qu’on lute, ainsi que le fromage sur lequel le creuset se pose. Les fours dont on se sert sont très-vuriables; l’essentiel est de pouvoir y obtenir une haute température. L’essai est fait ordinairement sur quatre échantillons à la fois. On doit élever la température très-progressivement, de manière à réduire tout l’oxyde de for avant la formation des silicates; à la fin, elle doit être suffisante pour tout faire entrer en fusion. La plupart du temps, si l’on a assez chauffé, les creusets sont un peu déformés. Il faut deux heures pour cette opération avec un bon fourneau. Les creusets refroidis sont cassés; au fond se trouve le culot de fonte et au-dessus la scorie, qui souvent contient des I grenailles; on pèse le tout et on examine la scorie; si

FER

FER

elle est violacée, le minerai contient du manganèse; le titane est indiqué par une pellicule rougeâtre à la surface; si la scorie est d’un vert intense, l’essai est manqué, l’oxyde de fer n’a pas été réduit en entier. A l’aide du barreau aimanté, on cherche à enlever les grenailles qu’elle contient. Quant à la fonte, on la pèse, on juge de sa ténacité, et on voit si elle est grise, triiitée ou blanche; on doit ensuite l’analyser pour chercher le soufre, le phosphore, l’arsenic.

Soient :

A Les matières fixes du minerai, poids obtenu après grillage ;

B poids des fondants ajoutés;

P poids des gangues, quartz, argile, chaux ;

P' Le poids de la fonte contenant 95 p. 100 de fer;

P" Poids de la scorie ;

on a :

A B — (P' -b P') — Oxygène du fer à l’état de peroxyde.

P" — ( P -f B) = Chrome , titane, manganèse, etc., de la scorie.

Quelquefois on se sert de fondants préparés, mais on ne peut plus réduire de l’analyse que la teneur en métal. M — T.

Fer chromé (Minéralogie). — Minéral formé d’oxyde de chrome, de peroxyde de fer et d’alumine. Sa composition est variaWe à cause de l’isomorphisme des corps qui entrent dans sa constitution : tantôt il répond à la formule Al20^Fe20^,2Gr^03, tantôt, mais plus rarement, il doit être écrit A1^0^,Fe’20^,Gr^0^. Il est ordinairement en masses amorphes, d’une couleur gris de fer trèsfoncée, et dont la densité est 4,60. On l’a trouvé, à Baltimore, cristallisé en octaèdres réguliers, ce qui prouve qu’il appartient au système régulier. Ce corps est employé comme minerai de chrome, et sert à préparer les chromâtes et le jaune de chrome que l’on emploie en peinture.

Fer oligiste (Minéralogie). — Sesquioxyde de fer naturel : lorsqu’il est pur, il correspond à la formule

Fe2Q3

et contient 69 p. 100 de fer, ce qui en fait un minerai des plus importants. On le trouve, soit à l’état cristallisé, soit en concrétions, soit encore sous forme terreuse. A l’état cristallisé, il se rencontre sous deux formes incompatibles, ce qui en fait une des substances dimorphes connues. Les deux formes primitives sont le rhomboèdre, sous l’angle de 86°, 10, et l’octaèdre régulier. La pesanteur spécifique des premiers cristaux est 5,24, celle des seconds est 4,82, et quelquefois môme beaucoup moindre. Le fer oligiste cristallisé se trouve souvent dans des volcans en masses lamelleuses éclatantes qui ont reçu le nom de fer spéculaire. En concrétions, ce minéral constitue des stalactiques plus ou moins considérables d’un rouge brun et à structure fibreuse : les fibres, souvent très-déliées, rayonnent du centre à la circonférence. Ces variétés ont reçu le nom ^hématite rouge : leur dureté est la môme que celle du fer cristallisé, et permet de les employer pour le polissage des métaux précieux ; on en fait alors des instruments appelés ôruwwwfr.?. Le sesquioxyde de fer terreux est d’un aspect terne et d’un rouge vif : il sert, quand il est pur, sous le nom de sanguine, à faire des crayons : mais ordinairement il est mélangé avec des proportions variables d’argile. Le fer oligiste est abondant dans les terrains anciens et les terrains de transition. Dans les volcans, où il est très- fréquent, il semble dû à un phénomène de sublimation, et plusieurs gîtes considérables, parmi lesquels on peut citer celui de l’île d’Elbe, paraissent dus à la même cause. En filons, on le rencontre, soit à l’état cristallisé, comme en Suède, au milieu du fer oxydulé, soit sous forme de concrétions, comme dans les filons de Framont, dans les Vosges. Enfin, le fer oligistes’est présenté aussi en couches au milieu des terrains secondaires, ainsi qu’on a pu le constater aux mines de la Youlte, dans le Gard. Le fer oligiste octaédrique a été trouvé d’abord au Brésil, puis au Pérou, et enfin dans le Puy-de-Dôme et aux mines de Framont : la netteté des cristaux de cette dernière localité, qui ont quelquefois de 3 à 4 millimètres, ne permet pas de douter du dimorphisme de ce corps. L’usage principal de ce minéral est son emploi comme minerai : nous avons déjà signalé ceuxdel’hématiterouge et delà sanguine, (voyez Fer. {Métallurgie). Lef.

Fer oxydulé (Minéralogie). — Oxyde de fer magnétique, pierre d’aimant. Ce minéral, par sa composition chimique, peut être regardé comme formé de l’union d’un équivalent de protoxyde et d’un équivalent de sesquioxyde

de fer, Fe^O^ FeO ou Fe^O^. La quantité eonsidérabla de 1er (72 p. 100) qu’il renferme en fait le plus riche minerai de ce métal. On le trouve en cris*-auxou en masses grenues. Sa couleur est le gris de fer, sa densité 5,09 r

11 est magnétique et possède même quelquefois des pôles.

Le fer oxydulé cristallise dans le système cubique ; l’octaèdre et le dodécaèdre rhomboïdal sont les deux formes les plus ordinaires. Ge corps fournit la pierre d’aimant naturelle ; mais certains échantillons ont seuls le pouvoir d’attirer et de repousser le pôle de l’aiguille aimantée et de posséder par conséquent deux pôles. Ces variétés ont ordinairement un aspect terreux ; on les munit en général d’armatures qui permettent de mieux constater leur polarité magnétique. Le fer oxydulé appartient exclusivement aux roches anciennes ; on le trouve disséminé en très-grande abondance dans les schistes micacés où il remplace quelquefois le mica, ainsi qu’on peut le voir dans quelques mines de l’Ayeyron. Les roches amphiboliques sont un gisement encore plus abondant du fer oxydulé : l’Oural, les États-Unis, et surtout la Suède, sont fort riches en mines de cette espèce : c’est à elles que la Suède doit la supériorité du fer qu’elle produit. Les qualités aciéreuses qui le distinguent et le font rechercher n’appartiennent pas à tous les minerais de (hr oxydulé de ce pays, La mine de Danemora est la plus importante. Lef.

Fer-blanc. — Le fer exposé à l’air humide se rouille facilement et profondément, de sorte que les feuilles de fer (tôle) ne tardent pas à se trouer.

Pour empêcher cette altération qui restreindrait beaucoup l’emploi du fer, on fait adhérer à la surface de la tôle une couche d’étain qui la change en fer-blanc.

La tôle à fer-blanc est faite , en général, avec du fer préparé au charbon de bois. Il faut d’abord la décaper.

Décapage. — Pour huit caisses de 225 Veuilles chacune, on prend 2 kilogrammes d’acide chlorhydrique à 25° et

12 kilogrammes d’eau ; on plie les feuilles en forme de f\ , et on les plonge l’une après l’autre dans l’acide, de manière que les deux surfaces soient bien mouillées. Au bout de cinq à six minutes, on les enlève avec une barre de fer pour les porter dans le four à dessécher chauffé au rouge obscur. Quand elles ont atteint cette température, on les laisse refroidir à l’air. Leur surface se découvre par la séparation d’écailles d’oxyde, que l’on favorise en les frappant contre un bloc en fonte. On les passe sous un laminoir à cylindres durs.

Lessivage. — Pour faire disparaître quelques taches noires qui restent, on tient les feuilles plongées pendant dix à douze heures dans une eau légèrement acidulée, avec du son qu’on y a fait macérer pendant huit à dix jours; on les agite ensuite, pendant une heure, dans de Teau renfermant quelques centièmes d’acide sulfurique. Enfin, on les place rapidement dans de l’eau pure, où ou les frotte avec de l’étoupe et du sable, et où on les conserve jusqu’au moment de l’étamage à l’abri du contact de l’air, sans oxydation.

Etamage. — Plusieurs caisses sont disposées les unes à côté des autres dans un même fourneau.

Dans la première caisse remplie de graisse fondue, on plonge d’abord les feuilles une à une, et on les y laisse environ une heure. Elles sont mieux disposées à prendre le bain d’étain ; on les plonge ensuite dans la seconde caisse renfermant un bain composé de parties égales dé étain en saumons et d’étain en grains, avec 1 kilogramme de cuivre pour 70 kilogrammes d’étain. Le métal fondu est recouvert d’une couche de suif ou de graisse de 1 décimètre d’épaisseur, afin d’empêcher l’oxydation. On y laisse les feuilles pendant une heure et demie, afin qu’il puisse se former au contact des deux métaux un alliage de fer et d’étain.

On laisse ensuite égoutter sur une grille de fer ; l’excès de l’étain se rassemble surtout à la partie inférieure; mais il s’en trouve aussi sur plusieurs points de leur surface avec de l’oxyde et de la crasse. Pour les nettoyer, on procède au lavage, opération qui consiste à fondre par l’application d’une chaleur brusque le métal excédant, et à le happer par des bains d’étain et de graisse, qui sont eux-mêmes la source de chaleur.

On plonge les feuilles dans une troisième caisse, renfermant de l’étain impur qui détache l’excès d’étain resté sur les feuilles après leur première immersion ; on les retire et on les nettoie rapidement avec un pinceau.

Enfin, on les plonge dans une quatrième caisse, contenant de l’étain très-pur qui les couvre d’un vernis brillant formé d’étain pur, puis on les place dans une cinquième renfermant du suif fondu 2 L’étain qui

FER

FER

•s’était attaché en trop grande quantité sur les feuilles, s’écoule et s’accumule en bourrelet vers le bord inférieur de la feuille. Il suffit de plonger ce bord pendant quelques instants dans une sixième caisse, qui ne renferme que quelques centimètres de hauteur d’étain fondu, pour détacher ce bourrelet. En donnant un coup vif avec une baguette, l’ouvrier fait tomber tout le métal excédant. Pour enlever la graisse qui se trouve sur les feuilles, on les frotte avec du son. Pour que l’éta- .mage soit bon, il faut qu’aucun point de la surface du fer ne soit à nu; car, s’il en était ainsi, l’oxydation se ferait beaucoup plus rapidement que sur le fer seul, dès que le fer-blanc serait exposé à l’eau ou à l’air humide, à cause du couple voltaïque qui s’établit entre le fer et l’étain, et qui décompose l’eau. Quand le fer-blanc est piqué, on le bat de manière à ramener la couche d’étain sur le point qui n’est pas suffisamment étamé.

De même, quand le fer-blanc est coupé, il faut passer ■de l’étain fondu sur tous les bords pour qu’il se conserve, autrement l’oxydation s’étend très-rapidement des bords à toute la surface.

Il faut de 130 à 140 grammes d’étain pour recouvrir 1 mètre carré de tôle.

On connaît aussi dans le commerce un fer-blanc nommé terne-doux.. Il se fabrique comme le fer-blanc brillantdoux avec un alliage de 2 parties de plomb et 1 partie d’étain. Le fer-blanc de France se fabrique surtout dans les départements de la Haute-Saône , des Vosges, du Doubs et de la Nièvre. L.

Fer de cheval (Zootechnie). — On nomme ainsi une bande de fer plus large qu’épaisse, contournée sur ellemême pour s’appliquer sur le bord du pied du cheval. La partie antérieure du fer se nomme la pince; de chaque côté de la pince est une portion nommée mamelle, plus en arrière le quartier, et enfin les éponges qui forment les extrémités libres du fer. Chaque bord du fer se nomme rive ou circonférence ; la partie centrale de la rive interne vis-à-vis de la pince, s’appelle la voûte. La largeur du fer est sa couverture ; on nomme ajusture une légère convexité du fera la pince et aux mamelles, •convexité qui imite la forme donnée naturellement au sabot par l’usure; enfin la tournure du fer est le modelage de ses contours sur ceux du sabot. On distingue les fers suivant le bipède auquel ils doivent s’adapter; le fer de devant ou à devant est plus régulièrement circulaire que celui de derrière ; il est également épais dans toutes ses parties et porte, pour recevoir les clous propres à le fixer, six à huit trous ou répartis à égale dis-

tance sur la pince, les mamelles et une portion des quartiers ; le fer de derrière ou à derrière est plus épais en pince que dans le reste de son étendue, et ne porte pas d’étampure dans cette partie : sa branche externe, plus épaisse et plus large que l’interne, a son éponge ou extrémité recourbée en un crampon ; l’éponge interne porte un renflement pyramidal, nommé mouche.

Le fer d’âne et de mulet, moins arrondi que le fer de cheval, se rapproche de la forme quadrilatère; la pince est plus large que le reste du fer. Dans les pays de montagne, on trouve avantageux d’employer des fers qui débordent les pieds des mulets ou des ânes ; mais le fer à la florentine, qui a la pince prolongée en une pointe relevée et dirigée en dedans, doit être entièrement rejeté.

Le fer de bœuf, double pour chaque pied, est une plaque mince, ovalaire comme la face plantaire de l’onglon ou sabot du bœuf ; on ne peut mettre de clou qu’à la rive externe qui seule correspond à un bord corné; la rive interne est une lame flexible, rubanée et repliée à froid.

FERMAGE (Agriculture). — On désigne sous ce nom un des systèmes d’exploitation des propriétés rurales. V Une propriété rurale, dit le comte de Gasparin, peut ■être exploitée de plusieurs manières : P par le propriétaire lui-même, et les ouvriers dont il dirige les travaux et paye les salaires, en se réservant le produit des récoltes ; 2“ par des métayers qui font les travaux et donnent au propriétaire une portion déterminée de la récolte, qui représente la rente du sol ; 3° par des fermiers qui font également les travaux et payent au propriétaire «ne valeur fixe, sans rapport avec les variations annuelles de la récolte, valeur qui forme également sa rente. » Ce n’est point ici le lieu d’envisager le fermage et le métayage au point de vue de la science économique (voyez le Dictionnaire gén. des Lettres, des Beaux-arts et des Sciences mor. et po/fL) ; quelques remarques pratiques sur ces deux modes d’exploitation peuvent seules trouver place dans ce Dictionnaire des Sciences., et c’est au

cornte de Gasparin qu’elles seront empruntées {Biblioth, du gultivat. — Fermage, 3® édit.).

« Le métayage se retrouve dans les pays de mauvais sol, où toutes les cultures demandent à être faites avec économie ; dans ceux où les cultures sont très-variées et difficiles à soigner sans exposer à des pertes de temps qui tomberaient à la charge du maître; dans ceux où les récoltes sont casuelles, incertaines, et exigeraient qu’un fermier à prix d’argent fût nanti d’un très-fort capital pour pouvoir faire l’avance de plusieurs fermages; dans ceux où les cultivateurs sont pauvres et sans avances, et où, par conséquent, après avoir profité avec imprévoyance des bonnes années, ils ne pourraient offrir aucune garantie du payement d’un fermage dans les mauvaises; enfin dans* ceux où les mœurs portent les propriétaires à habiter les villes et à s’adonner au commerce, de préférence à l’agriculture et au séjour des champs. » Quoique le métayage soit sans doute la manière la moins imparfaite de résoudre le problème si difficile d’obtenir un produit net dans de telles circonstances, on ne doit pas s’en dissimuler les inconvénients. La pauvreté des métayers s’oppose à la perfection de la culture ; leur ignorance met obstacle aux améliorations; leur intérêt n’est stimulé qu’imparfaitement par la perspective d’une récolte partagée; la fraude se glisse facilement dans la division des fruits de la terre, et enfin un manque total de récolte oblige le propriétaire à des avances inévitables et à des abandons onéreux pour ne pas voir déserter son domaine. De plus, ce genre d’exploitation exige une surveillance assez active et la présence très-fréquente du propriétaire, non-seulement pour le partage des récoltes, mais pour surveiller la manière dont elles se font. Il faut qu’il ait l’œil à ce que la culture ne se porte pas en plus grande partie sur les genres de produits dont le métayer a nécessairement la plus forte part, le jardinage et les légumes conservés frais ; à ce qu’il emploie tout son temps sur la ferme, et que, pour entreprendre un travail lucratif, il ne néglige pas le terrain qui lui est confié. En un mot, il n’est guère possible d’avoir une terre en métayage, sans la voir de ses yeux et sans s’assujettir à une résidence rapprochée

■ « L’exploitation par les fermiers qui payent une rente fixe, sans égard aux variations annuelles des récoltes, mais en prenant pour base leur valeur moyenne, sépare

presque entièrement le propriétaire de sa propriété ;

mais elle rend la culture d’autant plus active et perfectionnée, qu’elle la met dans la main d’hommes qui doivent être pourvus d’avances considérables, suffisantes pour faire face aux accidents imprévus qui menacent les récoltes et leur valeur, et que c’est de leurs travaux que dépendent la conservation et l’augmentation de ce capital. Il ne faut pas cependant comparer en tout une propriété rurale affermée à une somme d’argent placée à intérêt, qui ne demande d’autre soin que de s’assurer de la solvabilité de celui à qui on l’a confiée Le con-

trat qui engage le propriétaire au fermier serait celui du possesseur d’une manufacture qui livrerait le local en s’engageant à fournir au preneur les matériaux de la fabrication dans une mesure donnée.; et cependant ces matériaux seraient entassés dans des magasins dont ce dernier aurait la clef. » En agriculture, en effet, la terre est véritablement un magasin de matières premières se renouvelant dans une proportion fixée par les conditions naturelles ; la ferme est une usine qui met en œuvre ces matières premières pour en manufacturer des produits agricoles.

« Que l’on se mette dans une telle position, ajoute de Gasparin, et l’on verra que l’on doit veiller : 1° à la conservation de la propriété ; 2° à ce que la consommation des matières premières du magasin (matières fertilisantes renfermées dans le sol) soit proportionnée à ce qu’il en rentre chaque année, sans quoi il y aurait diminution dans la valeur du capital. Cette position est réellement celle du propriétaire. Le contrat de ferme est donc un contrat très-compliqué, beaucoup plus compliqué que tous les autres contrats de louage, où il suffit de constater l’état de la chose louée au moment de la livraison et au moment de la reddition. Ici les valeurs ne peuvent être appréciées. La science ne nous fournit aucun moyen d’estimer la valeur comparative d’un même terrain à deux époques différentes. La prévoyance de l’auteur du bail et la surveillance du propriétaire pour assurer son exécution sont donc éminemment nécessaires pour prévenir les dégradations. » Le savant auteur auquel nous empruntons ces sages enseignements ne voit

FER

FER

do salut pour le propriétaire d'un bien rural, au milieu de difficultés si nombreuses et si délicates, que dans une instruction agricole qui lui permette de juger avec sagacité les opérations du fermier et de protéger efficacement le fonds remis entre les mains de ce dernier. Aussi faut-il répéter plus opiniâtrément que jamais le vœu exprimé à ce propos, dès 1827, par cet éminent agronome et qui jusqu’ici a été si peu exaucé : « Réunissons nos voix, disait-il, à celle que M. le baron de Silvestre a fait entendre si souvent et avec tant de persévérance, pour demander que l’enseignement académique ne soit pas privé plus longtemps de ces chaires d’agronomie, qui, en répandant une instruction salutaire, contribueront aussi à faire marcher la science. »

« L’exploitation par fermiers, ajoute le même auteur, ne peut avoir lieu que dans les pays où il existe déjà des capitaux accumulés dans la classe agricole ; dans ceux où les récoltes offrent des chances positives d’une réussite moyenne dans un temps donné ; dans ceux où la vente des denrées se fait avec facilité, et où, par conséquent, il existe à la fois des consommations, des débouchés et un commerce organisé. C’est ce genre d’exploitation qui est le plus propre à porter à la perfection la culture des vastes domaines, parce qu’il unit la richesse numéraire du fermier à la richesse territoriale du propriétaire, et que cette association double les ressources de tous deux Vouloir introduire le fermage

à prix d’argent dans les pays pauvres et sans capitaux, c’est s’exposer à ne pas être payé et avoir des terres d’autant plus mal cultivées qu’elles sont plus étendues. Mais partout où il existe de l’aisance dans la classe agricole, on obtiendra la plus haute rente possible du fermage à prix fixe, en proportionnant l’étendue des fermes au capital moyen des fermiers. »

Parmi les nombreux ouvrages que l’on peut consulter pour ce qui concerne le fermage au point de vue agricole, nous citerons surtout : le comte de Gasparin, Bibliotli. ducultiv.; Fermage; Métayage; — Stoeckhardt, La ferme^ guide du jeune fermier.

FERME (Agriculture). — On désigne par ce mot l’ensemble d’une exploitation agricole, et il comprend alors les terres où sont établies les cultures et les bâtiments destinés à abriter le bétail, à emmagasiner les produits, à loger le fermier et les siens. A l’article Exploitation RURALE nous iiidiquoiis d’après quels principes il convient de choisir remplacement d'un domaine rural, nous ne parlerons ici que des bâtiments de ferme et nous devons nous borner à de très sommaires indications sur une matière si difficile à traiter, et qui ne rentre pas absolument dans le domaine de la science agricole.

Les bâtiments de la ferme comprennent : 1” le hàtiment d'habitation occupé par le fermier ou chef d’exploitation à quelque titre que ce soit ; il doit y avoir, outre les pièces destinées au coucher du maître, dos enfants et des domestiques, une cuisine grande, et qui, le plus souvent, sert en même temps de salle à manger et môme de chambre à coucher pour quelque membre de la maison rurale, un fourneau pour la cuisson des aliments du bétail et des animaux en général, un fournil, une buanderie, très-souvent une laiterie, des caves ou celliers, des greniers ; — 2** des écuries pour les chevaux ; — 3" des étables à vaches qui, le plus souvent, ne difl'èrent pas des écuries et qu’il convient cependant d’adapter plus spécialement aux habitudes et à la conformation des bêtes à cornes, ainsi qu’on l’a fait en Angleterre, en Belgique, en Allemagne (voyez Étable) ; — 4" des bergeries qu’il convient de placer à une exposition chaude, ou tout au moins à l’abri des variations brusques de température; — 6” une porcherie; — G“ un poulailler et un clapier pour les lapins; — 7" un hangar pour remiser les charrois et le matériel agricole; — 8“ un gerbier., si les gerbes des récoltes doivent, d’après les usages du pays, être rentrées en grange au lieu d’être mises en meules; — 0“ des fenils ou greniers ù fourrages.

•' FERMENTATION (Chimie). — Lorsque les matières organiques, soustraites aux forces vitales qui les ont produites, sont abandonnées à elles-Uiêmes dans certaines circonstances, elles peuvent subir dos altérations dans leur forme et leurs propriétés, par suite d’un phénomène appelé fermentation. On a donné autant de définitions de ce mot qu’il y a de chimistes ayant écrit sur la matière. On a, à une certaine époque, distingué les fermentations., les pu ù'é factions., les érémacausies. Dans les fermentations, une seule molécule complexe se transforme en plusieurs avec dégagement de gaz inodores. Dans les putréfactions, plusieurs molécules complexes se

transforment en produisant des gaz fétides. Dans l’érémacausie, il y a oxygénation par une sorte de combustion lente. Ces dénominations tendent à disparaître.

Les actions précédentes se produisenfsous l’influence de corps azotés appelés ferments, A chacune des fermentations les mieux étudiées, l’on a constaté qu’il correspondait toujours un ferment spécial particulièrement apte à la produire; peut-être môme, ce ferment agit-il dans ce sens à l’exclusion de tout autre. C’est ainsi, qu’à la fermentation alcoolique, répond comme ferment la levûre de bière; à la fermentation lactique, correspond la levûre lactique; la fermentatiorf de l’amygdaline est due à l’émulsine, etc.

Certains ferments, tels que la diastase, l’émulsine, la pancréatine... sont solubles dans l’eau ; mais, le plus souvent, les fermentations sont dues à des ferments solides et insolubles. Ces derniers possèdent, en général, une structure organisée qui les caractérise ; quelques uns d’entre eux, tous peut-être, sont formés par des groupes de cellules vivantes susceptibles de développement et de multiplication. Quelquefois le ferment disparaît pendant l’expérience; le plus souvent, il se régénère à mesure, et à la fin de la réaction se trouve en plus grande quantité qu'au commencement; dans ce cas, il finit la présence d’une substance azotée étrangère.

Cette multiplication du ferment rappelle la croissance et le développement d’êtres organisés. Il y a môme peutêtre, dans tous les cas, plus qu’une ressemblance entre ces deux phénomènes; les ferments qui se multiplient possèdent, en effet, une structure organisée, ce sont des végétaux ou des animaux microscopiques. L’existence de ces êtres coexiste avec certaines fermentations ; les germes de ces êtres microscopiques peuvent môme exciter les fermentations quand ils se trouvent dans des circonstances favorables à leur développement. Il y a donc ensemencement, reproduction, multiplication à la manière d’un végétal ordinaire.

Les conditions favorables à la fermentation sont, en général :

1" La présence de l’eau;

2" Une température de 25** à 40";

3" L’intervention au début d’une certaine quantité d’oxygène.

Le temps nécessaire à la fermentation est d’ailleurs plus ou moins long.

Ces généralités posées, nous allons aborder l’étude de chaque fermentation en particulier.

Fermentation alcoolique. — Nous donnons, avec M. Pasteur, le nom de fermentation alcoolique à la transformation du sucre en alcool et acide carbonique, sous l’influence de la levûre de bière.

Cette dernière substance est formée de globules ovoïdes étudiés au microscope d’abord par Leuwenhoeck, en 16S0, par Cagniard-Latour, Schwann et Turpin, de 1836 à 1837, puis par Mitscherlich, et enfin par M. Pasteur, en 1869. Des travaux de ces divers savants résulte que les globules sont formés par de petites vésicules à parois élastiques, pleines d’un liquide qui est associé à une matière molle, plus ou moins granuleuse et vasculaire, logée de préférence au-dessous de la paroi, mais gagnant peu à peu le centre à mesure que le globule vieillit. Ces globules se reproduisent par bourgeonnement, surtout quand ils ne contiennent pas encore les granulations qui sont pour eux l’indice de la vieillesse. A l’état brut, la levûre est nécessairement imprégnée d’une quantité plus ou moins grande des matières solubles de l’orge et du houblon, ainsi que des matières étrangères entraînées dans l’écume de la bière; on enlève par des lavages à l’eau ce qui n’est pas le ferment proprement dit, pour ne conserver que les globules.

Quand la fermentation est en train, on voit sur le pourtour des globules se développer de véritables bourgeons annexés aux cellules mères. La levûre va ainsi augmentant de volume, se développant à la façon d’un végétal; s’il se trouve en présence d’une nourriture convenable, le ferment engendre donc le ferment.

Le sucre dissous dans l’eau, mis en présence de la levûre, se dédouble en acide carbonique et alcool. Ce fait a été reconnu, pour la première fois, par Lavoisier; seulement ce savant n’avait pas vu que les sucres de formule jouissent seuls de cette propriété, et

que le sucre de canne se transforme d’abord en sucredirectement fermentescible par la fixation d’un équivalent d’eau. MM. Dumas et Boulay avaient pressenti cette transformation préalable, démontrée rigoureusement depuis par M. Dubrunfaut. La formule de la réaction ad-

FER

FEU

mise jusque dans ces derniers temps par tous les chimistes était donc :

Sucre fermentescible. Alcool. Acide carbonique.

Gay-Lussac, qui Ta fait adopter, n’en avait pas vérifié l’exactitude par des analyses quantitatives, mais elle paraissait si .rationnelle qu’elle ne fut contestée par personne. M. Pasteur a fait voir que la quantité d’acide carbonique que donne un poids déterminé de sucre n’est pas aussi considérable que l’indique l’équation. Ce sucre, d’après ce savant, se dédouble en acide succinique, glycérine et acide carbonique, d’après la formule complexe

Sucre de canne. Eau. Ac. succiniq. Glycérine.

49C12H11011 -f 109HO = ÏTc8H6O8+ ^72C6H80^

Los proportions de l’acide succinique varient entre 5 et 7 millièmes, et celles de la glycérine entre 35 et 3G millièmes du poicls du sucre. Plus de 1 p. 100 du poids du sucre se fixe sur la levûre à l’état de matières diverses, parmi lesquelles se trouvent des substances grasses reconnues par M. Pasteur, et de la cellulose signalée par MM. Thénard, Payen, Mudler, Schlossberger et Pasteur. On voit donc que sur 100 grammes de sucre, 5 à G grammes ne suivent pas l’équation de Lavoisier et Gay-Lussac.

Avant les expériences de M. Pasteur, qui ont jeté un jour nouveau sur la question, la théorie de la fermentation alcoolique le plus généralement admise était celle de Liebig. D’après ce savant, le ferment est une matière altérable qui se putréfie et qui entraîne dans sa décomposition le sucre qui l’avoisine; la destruction de l’édifice moléculaire pour la levûre amènerait le même phénomène pour le sucre, à la manière d’une maison qui, s’écroulant, entraîne dans sa chute les constructions qui l’avoisinent. Telle est la théorie dite du mouvement communiqué. « La levûre de bière, dit Liebig, et en général toutes les matières animales ou végétales en putréfaction reportent sur d’autres corps l’état de décomposition dans lequel elles se trouvent elles-mêmes ; le mouvement qui, par la perturbation de l’équilibre, s’imprime à leurs propres éléments se communique également aux éléments dcô corps qui se trouvent en contact avec elles. »

Cette théorie avait d’ailleurs été déjà proposée par Stahl.

M. Pasteur reprend les idées de Cagniard-Latour, qui disait : « Que c’est très-probablement par quelque effet de leur végétation que les globules de . levûre dégagent de l’acide carbonique de la liqueur sucrée, et la convertissent en liqueur spiritueuse-. » M. Dumas, adoptant cette manière de voir, enseigne dans son Traité de chimie : « Le ferment nous apparaît comme un être vivant, organisé, qui absorbe à son profit la force au moyen de laquelle étaient unies les particules du corps qui éprouve la fermentation; il consomme cette force et se l’approprie. Les particules des corps désunies se séparent en produits plus simples. Le rôle que joue le ferment, tous les animaux le jouent; ou le retrouve môme dans toutes les parties des plantes qui ne sont pas vertes. Tous ces êtres ou tous ces organes consomment des matières organiques, les dédoublent et les ramènent vers les formes plus simples de la chimie minérale. » Voici comment M. Pasteur s’exprime à son tour : « Mon opinion présente la plus arrêtée sur la nature du ferment alcoolique est celle-ci : L’acte chimique de la fermentation est essentiellement un phénomène corrélatif d’un acte vital commençant et s’arrêtant avec ce dernier. Je pense qu’il n’y a jamais de feimentation alcoolique sans qu’il y ait simultanément organisation, développement, multiplication des globules, ou vie poursuivie, continuée des globules déjà formés. » M. Pasteur ajoute les considérations suivantes qui précisent sa théorie : « Si la levûre est au contact d’un liquide sucré, albumineux, elle se développe môme ^ans la présence d’oxygène libre, et la fermentation se produit avec énergie; si, au contraire, l’oxygène de l’air est mis abondamment en rapport avec la liqueur, la levûre se développe beaucoup plus rapidement, mais n’a qu’une activité très-faible comme ferment. Il paraît donc y avoir corrélation entre le caractère ferment et le fait de la vie sans gaz oxygène libre. Cela posé, faut-il Admettre que la levûre de bière, si avide d’oxygène qu’elle se multiplie avec uneénergie jusqu’alors inconnue, quand on lui fournit du gaz oxygène libre, n’en utilise plus aucune trace pour sou développement dès qu’on lui refuse

ce gaz sous forme libre, sans le lui refuser sous forme de combinaison. N’est-il pas vraisemblable que le mode de vie de la plante est le môme dans les deux cas, sauf que, dans le second, elle respire avec l’oxygène emprunté à la substance fermentescible? Ce serait, par conséquent, dans cet acte physiologique qu’il faudrait placer l’origine du caractère ferment. »

Il est bon de remarquer que si cette théorie, actuellement assez généralement adoptée, a mis tant de temps à s’asseoir, c’est que l’on arguait contre elle de certains faits. Ainsi dans la fermentation du jus de raisin se transformant en vin, l’on n’ajoute pas de levûre de bière ; d’une autre part, il résulte des expériences de Thénard et de celles de Colin, qu’une dissolution sucrée finit par fermenter au contact de certains corps putrescibles, tels que l'albumine. Mais il a été reconnu que la levûre de vin est identique à la levûre de bière; d’un autre côté, Turpin a trouvé qu’après les fermentations lentes, d’ailleurs provoquées par l’albumine, on trouvait dans le liquide un dépôt de levûre de bière qui s’était formé. D’où cette levûre peut-elle venir? Probablement de germes apportés par l’air au sein du liquide fermentescible. La matière albuminoïde en voie de décomposition a fourni au développement du mycoderme les substances nécessaires que le sucre ne pouvait lui fournir.

Fermentation lactique. — Tout le monde sait que le lait abandonné à lui-même tend à s’aigrir. Or, dans le lait existe un principe sucré, le sucre de lait, quij pendant que le lait s’aigrit, se transforme par voie de fermentation en acide lactique. La formule de la réaction est :

C12H11011 -fHO= 2C6R606

Sucre de lait. Ac. lactique.

Beaucoup de principes sucrés, et en particulier le sucre de canne, sont ainsi susceptibles de se transformer en acide lactique. D’après les premiers savants qui ont étudié ces phénomènes, un grand nombre de substances azotées sont susceptibles d’exciter la fermentation lactique ; ainsi le caséum du lait, les membranes animales modifiées par un séjour dans l’air humide, etc. La fermentation s’arrête quand la liqueur est devenue trop acide; aussi, quand on veut qu’elle se continue jusqu’à épuisement des substances, faut-il ajouter dans le liquide fermentescible de la craie qui sature l’acide lactique à mesure qu’il se forme.

Jusqu’en 18G0, l’on n’avait vu dans ce phénomène qu’un effet de communication de mouvement, et la théorie de Liebig semblait lui convenir parfaitement. M. Pasteur, reprenant la question, remarqua une substance grise qui forme une zone distincte au-dessus du dépôt de craie; examinant cette matière au microscope, il la trouva formée de petits globules ou de petits articles très-courts, isolés, ou en amas, constituant des flocons irréguliers. Ses globules sont beaucoup plus petits que ceux de la levûre de bière. Si l’on fait une dissolution d’eau sucrée, que l’on y ajoute de la craie, une décoction d’une matière plastique azotée, et que l’on sème dessus quelques globules de matière grise, la fermentation lactique se développe.

Se fondant sur les expériences précédentes, M. Pasteur admet que la substance grise est le ferment lactique, que cette substance est organisée, que la fermentation lactique et la production de cette matière organisée sont deux phénomènes corrélatifs.

Fermentation butyrique. — La fermentation lactique est généralement suivie ou même accompagnée de la fermentation butyrique par laquelle l’acide lactique se transforme en acide butyrique et quelques autres produits moins abondants. D’après M. Pasteur, il existe un ferment butyrique distinct ; ce serait un infusoire dont voici la description : Ce sont de petites baguettes ordinairement cylindriques, arrondies à leurs extrémités, ordinairement droites, isolées, ou réunies par des chaînes de deux, trois, quatre, cinq articles, et quelquefois davantage. Leur largeur est de0‘““,002 en moyenne; leur longueur, à l’état d’articles isolés, varie de 0““,002 à 0““,001. Ces infusoires s’avancent en glissant. Pendant ce mouvement, leur corps reste rigide ou éprouve de légères ondulations, ou bien ils pirouettent ou se balancent, ou font trembler vivement la partie antérieure ou postérieure de leur corps. Ils se reproduisent par fis>iparité. On peut semer ces infusoires comme on sèmerait de la levûre de bière ; ils engendrent alors la fermentation butyrique. Une pai ticularité remarquable qu’ils possèdent,

FER

FER

c’est que non-seulement ils peuvent vivre sans oxygène, mais que l’oxygène les tue.

Fermentation visqueuse. — Les vins blancs peuvent être aftectés d’une maladie qui les rend filants, c’est ce que l’on nomme, dans le commerce, la graisse des vins. Des dissolutions d’eau sucrée peuvent offrir le môme phénomène, pourvu qu’elles contiennent certaines matières azotées ; il se dégage de l’hydrogène et de l’acide carbonique; quant à la matière visqueuse, elle est isomère de la dextrine. Ce phénomène a été considéré comme une fermentation. M. Péligot a reconnu que le ferment était globulaire, très-analogue à la levûre de bière par son aspect microscopique, et qu’une fois développé il engendrait à volonté la fermentation visqueuse dans les dissolutions sucrées dans lesquelles on l’ajoutait. M. Pasteur est revenu sur la question; il a isolé un ferment végétal, constitué par de petits globules réunis en chapelets; le diamètre des globules varie de 0““,0012 à (J“‘“,0014. Lorsqu’on les sème dans un liquide sucré, tenant de l’albumine en dissolution, on obtient toujours la fermentation visqueuse; seulement, parmi les produits de l’opération, se trouve de la mannite signalée déjà par MM. Pelouze et Jules Gay-Lussac comme résultat delà fermentation visqueuse. M. Pasteur a reconnu qu’il se produisait 61 parties de mannite pour 100 de sucre employé ; il assigne pour formule à la réaction :

. 25(Cl2Htl01l) -h 25HO = 12(Cl2Hl0Ol0) +

Sucre. Matière visqueuse.