CHAPITRE II

Choix des matériaux destinés à la fabrication des tuyaux

Il s'agit d'obtenir une véritable poterie, qui présente •■■/. de résistance pour subir des transports dans les champs, être maniée sans trop de soins . et ensuite être abandonnée durant des siècles à l'action de Peau. Pour trouver ces conditions . il faut nécessairement avoir recours à une terre cuite qui soit moins poreuse, plus im-

perméable et d'un grain plus fin que les briques de qualité commune, mais qui soit analogue aux tuiles employées pour la couverture des toits de nos habitations. On peut donc poser en principe que les terres propres à faire des tuiles seront également convenables pour la fabrication des tuyaux de drainage, et que la préparation des matières premières doit être à peu près la même dans les deux cas. Cependant on ne doit pas perdre de vue que la fabrication des tuiles plates ou courbes a lieu à peu près exclusivement à la main, tandis que jusqu'à ce jour on trouve plus économique et plus rapide de faire les tuyaux à l'aide de machines. La pâte employée doit en conséquence avoir une ductilité et une fermeté qui ne sont pas exigées au même degré pour la pâte des tuiles, surtout des tuiles plates. D'un autre côté, on doit faire les tuyaux sur les lieux mêmes de leur emploi , afin d'éviter des frais de transport trop considérables , si on veut arriver à rendre générale l'application du drainage. Les matériaux employés doivent donc être tels qu'on puisse toujours , en les corrigeant les uns par les autres, arriver à obtenir économiquement de bons tuyaux en quelque endroit qu'on se trouve.

Comme dans toute espèce de poterie , il faut faire une distinction essentielle entre les matériaux employés à la préparation de la pâte et les éléments qui constitueront la pièce faite ou cuite.

Dans la pâte en préparation, des corps complexes, étrangers les uns aux autres, sont rapprochés physiquement, mais non pas combinés chimiquement. Ces corps complexes sont les matériaux de la fabrication ; l'eau peut encore les désunir.

Dans la pâte cuite, il s'est formé, entre tous les éléments des matériaux primitifs, des combinaisons nouvelles sur lesquelles l'eau n'a plus d'action ; ce sont des silicates

multiples, c'est-à-dire des combinaisons d'acide silicique et de diverses bases , savoir : en très-grande partie de l'alumine , ensuite de la chaux ; puis, secondairement et en petites proportions, de l'oxyde de fer, de la magnésie, de la potasse, de la soude, de l'oxyde de manganèse. Le feu, c'est-à-dire la cuisson, est le seul moyen que l'on ait d'obtenir ces combinaisons fixes, inaltérables par l'eau, par les acides , et d'autant plus inaltérables que le silicate sera plus exactement formé de ses éléments constitutifs sans mélange d'éléments étrangers.

Les éléments essentiels sont l'acide silicique et l'alumine; on obtient avec eux une poterie réfractaire, c'est-à-dire infusible aux feux les plus forts de nos forges et de nos hauts fourneaux. L'alumine, néanmoins, peut être quelquefois remplacée en partie par de la magnésie. Les proportions de ces éléments indispensables sont les suivantes :

Silice 55 à 75 pour 100.

Alumine 35 à 25 —

Quand il y a de la magnésie, ce n'est, en général, que de 1 à 5 pour 100; mais il pourrait s'en trouver de 35 à 23 pour 100.

Les principes accessoires sont plus variables encore en proportions que les précédents; ce sont :

Chaux 0 à 19 pour 100.

Potasse Oà 5 —

Protoxydede fer 0 à 19 —

Ces éléments accessoires donnent à la poterie de la fusibilité , et permettent en conséquence à ses principes constituants de se combiner de manière à former plus facilement un tout résistant , et cela à une température d'autant moins élevée qu'ils sont plus abondants. Dans quelques pâtes cuites, il y a de l'acide carbonique (0 à lGpourlOO),

lorsque la chaux s'y trouve en assez forte proportion. Quant à l'eau, elle est presque toujours complètement chassée des pâtes par la chaleur; elle n'existe que clans la pâte en préparation; mais là elle joue un rôle essentiel, en servant à mêler entre eux les divers matériaux naturels qui apporteront dans la poterie les éléments que nous venons de signaler; à leur donner la mollesse nécessaire ; à les doter d'une certaine force adhésive ; à en développer les qualités plastiques.

On entend par plasticité la faculté qu'ont certaines matières molles de prendre, sous la main de l'ouvrier, toutes les formes qu'il veut produire. On appelle pâtes longues celles qui jouissent au plus haut degré de cette faculté, et pâtes courtes celles qui, au contraire, ne la possèdent que faiblement.

La plasticité n'est pas absolument indispensable au façonnage des pâtes céramiques : on peut mouler par pression des matières à l'état de poussière; mais une substance plastique se prête mieux au façonnage le plus facile et le plus ordinaire des pâtes, et, en conséquence, elle est trèsrecherchée. La plasticité est donnée aux pâtes des poteries par des matériaux naturels , qui sont les argiles et les marnes argileuses.

Si la plasticité est une condition de première importance pour faciliter le façonnage des pâtes, elle a de graves inconvénients lorsqu'elle est portée à un trop haut degré. Une pâte trop plastique sèche difficilement et inégalement ; les pièces qui en sont faites éprouvent, par la dessiccation, une déformation considérable ; elles sont très-sujettes à se fendre, tant pendant la dessiccation que pendant la cuisson. On corrige l'excès de plasticité par des matières arides ou dégraissantes , qui sont ou naturelles ou artificielles. Les matières dégraissantes naturelles sont les sables.

Tous les sables sont composés d'acide silicique ou silice, et de quelques substances étrangères, depuis 1 jusqu'à 9 pour 100 ; ces matières étrangères sont l'alumine, la chaux, la magnésie , l'oxyde de fer, un peu de potasse , etc.

Les matières dégraissantes artificielles sont : 4° des pâtes déjà cuites et ensuite pulvérisées , auxquelles on donne improprement le nom de ciment; 2° des escarbilles, ou scories de forges ; 3° quelquefois de la sciure de bois.

Au point de vue de la fabrication des tuyaux de drainage, que nous considérons uniquement dans cet écrit, il n'y a pas lieu de tenir compte des autres matériaux qui fournissent les éléments de la composition de certaines poteries.

Toute espèce de sable pourra être employée pour la fabrication des tuyaux de drainage, pourvu qu'elle ne contienne pas de cailloux dont la grosseur approche de l'épaisseur de la paroi des tuyaux.

Quant aux matières plastiques, si elles peuvent toutes servir, leurs qualités ont besoin d'être appréciées pour savoir comment on les mélangera entre elles, et quelles proportions de matière dégraissante, c'est-à-dire de sable, on devra leur ajouter. Il pourrait se faire qu'on trouvât une terre susceptible d'être employée sans aucun mélange. Commençons donc par indiquer les propriétés dont une pareille terre devrait jouir :

1° La terre, à laquelle on a ajouté une quantité convenable d'eau, doit être assez ductile pour prendre toutes les formes qu'on veut lui donner , assez ferme pour conserver ces formes , composée de parties assez adhérentes pour qu'en passant à travers les filières des machines, celles-ci ne les séparent jamais.

2° La terre ne doit contenir aucune parcelle de craie pure, de la grosseur même de 1 millimètre; car la cuisson produirait alors do la chaux, et plus tard, en contact avec

CHOIX DES MATERIAUX DESTINES A FAIRE LES TUYAUX. t 11)

Peau, cette chaux, en fusant, ferait éclater le tuyau. Il ne doit s'y trouver non plus aucune parcelle de pyrite ou sulfure de fer, qui produirait le même accident.

3° Il faut qu'elle sèche facilement et également.

4° La dessiccation nécessaire pour permettre de s'échapper à l'eau qui a servi à donner de l'adhérence aux parties doit s'effectuer sans que des fentes se produisent, sans qu'aucune déformation apparaisse, sans que les tuyaux gauchissent.

Cela posé, nous pouvons faire apprécier les diverses matières plastiques à employer dans la fabrication des tuyaux de drainage.

Les matières plastiques naturelles sont les argiles et les marnes.

L'argile est, pour les potiers, une terre qui fait pâte avec l'eau, qui se façonne aisément, et qui durcit au feu.

L'argile est dite plastique quand elle ne contient, pour ainsi dire, que de la silice et de l'alumine. Cette variété d'argile, qui porte souvent le nom de terre glaise, se laisse, en raison de sa ténacité, aussi difficilement pénétrer par l'eau que priver de ce liquide lorsqu'elle en est imbibée.

L'argile est dite figuline lorsqu'elle contient un peu de chaux, dans la proportion maximum de 5 à 6 pour \ 00, en partie à l'état de carbonate, en partie peut-être à l'état de silicate. Cette argile est encore liante, mais elle est un peu moins tenace que la précédente. Elle donne une légère effervescence avec les acides , mais cette effervescence, provenant d'un dégagement d'acide carbonique, cesse bientôt.

Ces deux espèces d'argile peuvent être souillées par de l'oxyde de fer, et quelquefois par un peu de gypse ou sulfate de chaux ou plâtre.

La première argile, quand elle n'est pas souillée par ces deux corps, est tout à fait réfractaire, c'est-à-dire ne fond à aucune des températures obtenues à l'aide de nos fourneaux ; on la dégraisse , pour l'employer, avec du sable formé de silice pure, si on veut lui conserver ses qualités réfractaires.

Pour les tuyaux de drainage, les deux argiles doivent être dégraissées, mais par des matières communes.

Au point de vue spécial qui nous occupe uniquement dans ce travail, les argiles plastique et figuline ne seront employées que pour donner de la plasticité à d'autres matériaux dont nous allons maintenant parler. Ces matériaux sont les marnes.

Les marnes sont composées d'argile, de carbonate de chaux ou calcaire, et de sable, dans des proportions trèsvariables.

La marne est argileuse si l'argile y domine ; elle est limoneuse si le sable y est en plus forte proportion ; elle est calcaire si c'est le carbonate de chaux qui en forme la plus grande partie. La marne calcaire seule doit être exclue de la fabrication des tuyaux de drainage. Les deux autres marnes, au contraire, doivent former la masse la plus considérable de leur pâte. On reconnaît que la marne est argileuse quand elle est assez liante avec Peau et donne une pâte un peu lourde; elle produit une vive effervescence avec les acides, qui laissent Pargile intacte. La marne limoneuse donne une pâte légère, friable , et, en faisant effervescence avec les acides, elle laisse un dépôt sableux.

Ce qu'on appelle vulgairement terre franche, ou encore rougette, n'est autre chose que de la terre végétale commune, jaunâtre ou rougeâtre, et qui est, ou bien de la marne argileuse , ou bien de la marne limoneuse. Dans le premier cas , on dégraisse avec du sable ; dans le second.

on doit rendre plus plastique la pâte par une addition d'argile. Quelquefois, on fait à la fois ces deux opérations. Ainsi, dans la fabrique de tuyaux de drainage de M. de Rothschild, à Ferrières (Seine-et-Marne), on emploie :

Terre franche ( marne argileuse) 3 parties.

Argile verte (argile figuline un peu sableuse) 6 —

Sable l —

Dans la fabrique de M. Vincent, située à côté de Lagny (Seine-et-Marne, également), on emploie :

Rougette (marne limoneuse) t parties.

Terre argileuse (argile plastique un peu sableuse). . . 2 —

On voit que, quand la marne est plus argileuse, on ajoute moins d'argile et un peu de sable, et que, quand elle est limoneuse, c'est-à-dire sableuse, la proportion d'argile ajoutée augmente.

On donne aussi quelquefois le nom de terre forte ou de terre franche à une argile sableuse ferrugineuse ne contenant pas de calcaire, ne faisant aucune effervescence avec les acides; on dégraisse alors avec une marne limoneuse très-sableuse.

M. Thackeray fait ses tuyaux avec un mélange d'argile figuline et de sable siliceux.

M. de Rougé, au Charmel (Aisne), emploie :

Argile figuline 2 parties.

Terre franche 1 —

Dans la fabrique fondée par M. Gareau et dirigée actuellement par M. Lauret, géomètre draineur, maire de la Chapelle-Gauthier (Seine-et-Marne), on emploie une marne argilo-sableuse qui ne demande aucune addition d'autres éléments, et qui sert directement à la fabrication après une simple épuration qu'opère la machine de Clayton, comme nous l'expliquerons plus loin.

M. Vitard , fondateur de l'Association de Drainage du département de FOise , fait les tuyaux avec une argile ferrugineuse, à laquelle il ajoute seulement 2 pour 100 de sable.

Avec les définitions que nous venons de fournir, en se souvenant surtout que le limon des bords des rivières est une matière première qui peut être très-convenablement employée avec un peu d'argile ou de terre glaise, ou de terre forte, on arrivera facilement dans chaque localité à faire le mélange propre à l'obtention de bons tuyaux.