II. UTIL1S.4TI0N INDUSTRIELLE DU DIAMANT

Sauf une seule exception, dont je parlerai plus bas, l’utilisation industrielle du diamant a toujours été fondée sur la propriété qu’il a d’étre le plus dur des corps connus : on n’y utilise donc autant que possible, ainsi que je l’ai dit, que des rebuts, du boort ou du carbon.

La plus ancienne application qui en ait été faite est probablement celle qui a consisté à l’employer à l’état de fragments anguleux pour faire des intailles sur pierre dure. Ce procédé, probablement connu des Chaldéens et des Égyptiens, ainsi que l’aurait établi un égyptologue anglais, M. Flinders Petrie, a été incontestablement appliqué par les Romains. Pline dit en effet que les ouvriers de son temps montaient des fragments aigus de diamant sur une sorte de manche en fer ; ils s’en servaient à peu près comme le graveur se sert de son outil pour graver sur acier. De là vient, dit M. King, la grande liberté de touche qui caractérise les intailles anciennes authentiques sur pierre dure, où l’artiste travaillait évidemment la matière avec un instrument qui domptait toutes les résistances. Natter lui-même, un des graveurs sur pierre les plus distingués du siècle dernier, considère l’usage général de la pointe de diamant appliqué aux intailles comme le ci’itèrium qui distingue le travail antique du travail moderne. Les anciens artistes, après avoir gravé leur dessin dans la gemme à la profondeur requise, par le moyen d’une pointe émoussée chargée de poudre d’émeri, finissaient la figure, les cheveux, les draperies, etc., avec une pointe aiguë de diamant. Les modernes au contraire exécutent le même travail d’une manière plus lâche à la fois et plus mécanique, par le tranchant d’un disque ou la pointe d’un foret recouverts d’égrisée mélangée d’huile et tournant avec une extrême rapidité.

Bien que les anciens se servissent souvent, pour cet usage, d’autres pierres que le diamant, telles que du saphir de Chypre ou du corindon de Naxos, il n’en est pas moins certain que le diamant y fut affecté dès une très haute antiquité.

Quant à la poudre de diamant ou égrisée, on sait qu’il faut probablement attribuer la découverte de ses effets à Louis de Berquen, bien qu’il ne soit pas sûr que les Indiens et les Chinois ne les connussent pas à une époque antérieure.

Un usage qui remonte probablement beaucoup moins haut est celui qui se rapporte à la vitrerie : tout le monde sait ce que c’est qu’un diamant de vitrier, ce petit fragment enchâssé dans une monture, dont on se sert pour couper le verre.

Cette curieuse propriété du diamant a été il y a longtemps étudiée par Wollaston qui, en 1816, en fit l’objet d’une communication à la Société royale de Londres.

Étonné de voir certains diamants faire dans le verre une entaille de part et d’autre de laquelle il suffisait d’exercer une légère pression pour séparer les deux morceaux, tandis que d’autres ne faisaient que rayer le verre sans le fendre, il examina la question et se convainquit bientôt qu’à l’exclusion des diamants taillés, les cristaux naturels abords tranchants et à arêtes courbespossédaient seuls la propriété de fendre le verre lorsqu’ils étaient promenés à la surface dans le sens du tranchant ; encore cet effet ne se produit-il que lorsque les deux faces du cristal naturel, dont l’arête bombée doit être tangente à la ligne d’entaille, sont également inclinées sur le verre à couper; sans cela il ne se produit qu’une rayure et non une fente ; les diamants de vitrier sont montés de façon que cette position soit obtenue sans tâtonnements.

11 faut certainement voir dans cette curieuse propriété un effet analogue à celui qui se produit dans la plupart des corps fragiles (verre, acier dur, etc.), où une fente très amincie à son extrémité offre toujours une grande tendance à se propager, et ne s’arrête que si l’on perce un trou rond qui divise l’effort de séparation sur une plus grande surface. C’est pour cela que dans le cas particulier qui nous occupe, il faut arriver à l’aide du diamant, non pas à une rayure plus ou moins large, mais à une raie extrêmement fine qui sert de conducteur à la ligne de brisure. C’est bien ce que prouvent du reste les expériences de Wollaston, qui, en taillant convenablement des saphirs, ruWs, cristaux de roche, etc., a obtenu le même effet qu’avec le diamant ; seulement ces substances s’émoussaient bien vite et n’arrivaient plus, au bout de quelques expériences, qu’à rayer le verre sans le fendre.

On prétend que c’est Bornéo et Bahia qui fournissent la plupart des diamants de vitrier.

Un autre usage relativement assez ancien du diamant est celui qui consiste à l’employer pour le rhabillage des meules de moulin : un maréchal ferrant nommé Golay eut le premier l’idée de faire cette opération avec une substance très dure, et un de ses amis lui signala le carbon comme bon à cet usage. Golay

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prit un brevet qu’il vendit bientôt 5000 livres sterling et qui fut revendu quelques jours après 40 000 livres.

Son procédé s’est beaucoup perfectionné depuis lors; il s’exécute aujourd’hui

couramment à l’aide de machines dont les figures 118 et 119 représentent un des- types les plus en usage, celui de M. Millot de Zurich. On y voit l’outil monté sur un chariot qui permet d’amener successivement sur toute la surface de la meule le porte-diamant, lequel tourne à raison de 12 000 tours par minute. Au moyen de vis de l’églage, on fixe la largeur de la feuillure, l’écarte-

ment des traits, leur profondeur, etc.; l’opération se fait facilement en une heure.

On l’a employé également à une foule d’autres usages délicats qui requièrent une dureté extraordinaire : je citerai notamment son emploi dans le dressage des pivots sur lesquels se meuvent certains instruments de précision en astronomie, et qu’on ne peut finir qu’au moyen du diamant, à cause de la qualité du métal qui les compose ; le finissage des pierres qui servent de crapaudines dans les chronomètres; le tournage des bords des verres de montre; le travail des métaux trempés, et notamment le redressage des canons dans l’usine Krupp a Essen ; le tournage, le moulurage et le polissage des objets d’ornement en granit,porphyre, jaspe; la fabrication d’outils de toute nature dans la mécanique de précision, forets, mèches, burins, roues, etc. Dans toutes ces applications, on se sert soit de morceaux de boort ou de carbon, soit de la poussière

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produite par leur pulvérisation et qu’on distribue sur les instruments destinés à attaquer le métal ou la pierre, en l’y maintenant à l’aide d’huile, de résine, etc.

Dans la tréfilerie, on se sert non plus de boort, mais de diamant cristallisé. Les filières sont constituées par des morceaux de diamant qui ne sont autre chose en général que des lames de clivage, et leur épaisseur est variable suivant les cas; assez minces pour la tréfilerie d’or et d’argent, elles peuvent atteindre deux et trois millimétrés pour la fabrication des fils de plus grosses dimensions, en particulier des fils télégraphiques en bronze siliceux. On monte le diamant dans une rondelle en plomb fixée elle-même au centre d’un disque de cuivre.

Mais la principale utilisation du diamant, et de beaucoup, consiste dans l’application qu’on en a faite, depuis quelques années, aux industries se rattachant de plus ou moins près à l’art des mines et sur laquelle je m’étendrai un peu plus longuement, à cause de son importance.

Le résultat que l’on cherche revient presque toujours au percement, dans une roche de consistance convenable, de trous de sonde soit isolés, soit combinés, de manière à pratiquer des excavations de la forme requise (foncements de puits, havage mécanique, etc.).

L’idée d’employer le diamant à la perforation n’est pas bien ancienne : c’est en 1860 que M. Leschot imagina son appareil, mais son invention ne rencontra guère de faveur tout d’abord en France, et c’est aux États-Unis qu’elle commença à se répandre pour revenir de là dans le vieux monde.

On se sert à cet effet soit de véritables mèches à main, à l’extrémité desquelles sont montés des fragments de diamants, soit d’outils mécaniques plus compliqués, employés pour les grands sondages et que M. Haton de la Goupillière, dans son beau traité d’exploitation des mines, a décrits avec quelque détail dans les termes suivants :

« Le sondage au diamant, dit-il, donne d’excellents résultats quand certaines conditions se trouvent réunies : roches particulièrement dures, section très faible, de moins d’un décimètre, ou du moins très modérée, nécessité de réaliser une grande rapidité sans trop regarder à la dépense. Le procédé se prête médiocrement au forage des poudingues et des conglomérats formés de noyaux durs enclavés dans une pâte molle. 11 ne convient plus du tout dans l’argile. Pour une telle traversée, on substitue au perforateur diamanlé une tarière ordinaire.

On emploie des diamants noirs ou des morceaux de boort. Ils pèsent en moyenne deux carats et coûtent environ 40 francs le carat. On les dispose sous la base et quelques-uns sur la circonférence d’une pièce métallique appelée hit. On peut les y adapter soit par sertissage, comme dans la bijouterie, soit en les forçant à la presse hydraulique dans une petite fente, soit avec le procédé Taverdon, en les enrobant dans du métal déposé au moyen de la galvanoplastie 6t au sein duquel ils se trouvent complètement noyés. Ce métal s use rapidement, met à découvert les pointes de diamants, et dès lors son usure cesse, le métal restant dorénavant préservé par la saillie des diamants.

200 EXCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Le bit présente deux variétés. Le bit plein use la roche sur toute sa superficie. 11 a, d’après cela, le double défaut de ne fournir comme indication que des matières pulvérisées sous forme de farine, et, en outre, d’effectuer le maximum du travail de désagrégation. En revanche, il permet un enfoncement indéfini, sans qu’il soit nécessaire de le ressortir.

Le bit creux, au contraire (fig. 120), ne porte de diamants que sur une surface annulaire. Le forage s’effectue donc en laissant subsister, selon l’axe, une colonne de roclier appelée carotte ou témoin, qui se loge dans le centre du bit.

au fur et à mesure que celui-ci s’abaisse. Parfois ce dernier est tà gradins et porte des diamants sur deux ou trois couronnes concentriques.

Le bit, dont la hauteur est à peu près égale à son diamètre, se visse à l’estrémité dun tube carotlier (fig. 121), d’une section presque égale à celle du trou et d’une largeur qui peut atteindre jusqu’à 8 mètres, afin de permettre un forage plus prolongé sans qu’il soit nécessaire de ressortir la sonde. Le témoin y prend place dans toute sa longueur. Vers la fin, on laisse déposer les farines en arrêtant le courant d’eau dont nous parlerons tout à l’heure ; on imprime une rotation rapide qui coince ces poussières et brise le témoin à sa base. Le

LE Û1A3IAST.

cran qui se trouve à la partie inférieure retient le cylindre et permet de le remonter à la surface, où il fournit pour l’examen les indications les plus complètes.

Le tube carottier s’adapte lui-même à l’extrémité de la tige de sonde, formée de rallonges qui atteignent 16 mètres de longueur. Cette tige est creuse, de manière à ce qu’on puisse déterminer dans son intérieur un écoulement d’eau, qui arrive k la base du forage, passe à travers des trous pratiqués à la base du

Ijit et remonte dans le vide annulaire qui entoure la tige, dont le diamètre est notablement moindre que celui du trou. Ce courant, s'il est assez rapide, enlève les farines jusqu’à la surface. Ou l'obtient en développant une pression de quelques atmosphères à la tête des tubes, sans toutefois l’exagérer au-delà du nécessaire, si le terrain présente des parties meubles susceptibles de s’affouiller.

On détermine cette pression à l’aide d’une ou deux pompes foulantes qui envoient l’eau à travers un robinet et un joint souple destiné à pouvoir suivre la tête de la knill pendant son abaissement.

La knïll est l’organe de mise en mouvement de la sonde (fig. 122) : elle est guidée au moyen d’un palier fixe A, dans lequel tourne un collier muni d’une roue d’angle B qui reçoit du moteur une rotation de 500 à 400 tours par minute. Ce collier est traversé à prisonnier par le corps de la knill C. 11 lui imprime donc le mouvement de rotation, en permettant en même temps son abaissement longitudinal pour suivre l’avancement. Un palier mobile D l’accompagne, guidé par des montants fixes. A sa base, une rondelle E est munie de griffes qui pincent la tige, pour lui communiquer le mouvement, mais que l’on peut desserrer pour la lâcher et remonter la knill, à l’aide d’un contre-poids, sur une longueur égale à son excursion, quand elle est à bas. »

On a poussé ainsi des sondages jusqu’à la profondeur de oOO mètres et au delà avec une rapidité très grande, dont la plus considérable a été réalisée au sondage de Walluff, en Suède, où l’on a percé 93 mètres en une semaine.

Les diamants cassés ou à arêtes émoussées ne peuvent plus resservir pour les perforateurs ; on en fait de l’égrisée pour le polissage des diamants et des autres substances dures.

Voici, d’après M. Sauvage, comment l’idée d’employer les trous de sonde au percement des puits de grand diamètre, conçue par M. Shelley, a été appliquée par M. Pleasant, en Pensylvanie.

On a foré un nombre suffisant de trous de mine verticaux d’une grande profondeur, puis on a enlevé les appareils et on a rempli les trous de gros sable. Ce sable était ensuite, à l’aide d’une petite pompe, enlevé successivement sur des hauteurs de 1 mètre à 1 mètre 20 ; on damait au fond un tampon d’argile et l’on plaçait par-dessus une cartouche de dynamite ; on bourrait ensuite comme un coup de mine ordinaire, et l’on faisait sauter la roche. Une fois les débris enlevés on recommençait, et ainsi de suite jusqu’au fonçage complet du puits.

Ce procédé est notamment très commode pou ries fonçages en terrain aquifère, car on diminue énormément la durée de l’épuisement et la dépense ou les embarras qui en résultent.

L application des mêmes perforateurs au havage mécanique ne paraît pas avoir aussi bien réussi jusqu’à présent.

Il ne me reste plus, pour en finir avec les usages industriels du diamant, qu’à dire quelques mots des essais qu’on en a fait, à cause de sa parfaite transparence et de sa grande réfringence, pour la fabrication des lentilles de microscope.

Cest Pritchard qui, d’après Kluge, construisit la première en 1824, sur les conseils du D^'Gorinz ; en 1826, après avoir surmonté de très grandes difficultés, il réussit même a en obtenir une parfaitement biconvexe avec le même rayon

de courbure sur les deux faces ; son diamètre était de ^ de pouce et sa distance

LE DIAMANT

focale de ^ et il en fabriqua ainsi un certain nombre, mais leur usage ne s’est pas généralisé.

En effet, si ces lentilles offrent, à cause du grand pouvoir réfringent du diamant, l’avantage de réduire à son minimum l’aberration de sphéricité sans trop s’opposer à l’achromatisme, à cause de la valeur relativement moins forte de son pouvoir dispersif, elles sont, par contre, très sujettes au défaut de la biréfringence et même d’une biréfringence irrégulière qui multiplie les images. Parmi les lentilles de Pritchard, il y en avait qui donnaient des images doubles et même triples, ce qui concorde bien avec les observations de Brewster. 11 est résulté de ce fait, comme aussi de la difficulté du travail et de la cherté de la matière première, que ces essais n’ont pas eu de suite et que cette fabrication paraît avoir été abandonnée.