A. DOSAGE DIRECT DE LA CHAUX TOTALE

La chaux est un des éléments qui influe le plus sur la nature physique d'une terre et sur sa fertilité. Tantôt elle est si abondante que le sol est formé presque exclusivement de carbonate de chaux ; tantôt, au contraire, elle fait défaut d’une manière pour ainsi dire complète, et c’est dans ces derniers cas surtout qu’il y a intérêt à en déterminer la proportion, pour voir si les plantes peuvent trouver cet élément en quantité suffisante pour leurs besoins. En général, lorsqu’une terre contient moins de 1 pour 100 de chaux, les marnages et les chaulages donnent de bons résultats.

Pour déterminer la quantité de chaux existant dans une terre, on peut employer la méthode générale que nous avons indiquée pour l’analyse d’un calcaire, mais il faut au préalable calciner la terre pour éliminer les matières organiques; il faut prélever pour l’attaque par l’acide un échantillon d’autant plus fort que la terre est plus pauvre en chaux; pour les terres fortement ou moyennement calcaires, 1 à 2 grammes de terre sont suffisants, mais lorsque la terre est faiblement calcaire ou que la chaux n’y existe qu’en très minime quantité, il faut opérer, suivant la proportion supposée, sur 5 à 20 grammes de terre. C’est l’intensité de l’effervescence que donne la terre lorsqu’on la traite par un acide qui doit fixer sur la proportion à employer.

B. DOSAGE RAPIDE DU CALCAIRE ACTIF DANS LES TERRES (PROCÉDÉ DE M. DE MONDÉSIR).

On sait que le calcaire, pour agir sur les sols, doit d’abord se dissoudre à l’état de bicarbonate. Cette transformation ne pouvant se faire qu’à la surface des grains dépend évidemment de cette surface et non du poids du calcaire. Or, les procédés

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actuels d’analyse donnent le carbonate de chaux en bloc, souvent même le' dosage porte sur la chaux totale contenue dans le sol. Il ne peut donc en ressortir aucune donnée satisfaisante sur la proportion du calcaire réellement utile. Un moyen d’arriver à une meilleure évaluation est de faire l’attaque du calcaire à froid, par un acide peu énergique, et de limiter la durée de l’action, de manière à dissoudre le calcaire très disséminé et seulement la surface des grains plus gros. Dans ces conditions, il serait au moins très difficile de doser l’acide carbonique autrement que par sa tension.

Pour montrer clairement comment on produit et on mesure cette tension, M. de Mondésir entre dans quelques explications de principe.

Lorsqu’un vase fermé est rempli partiellement d’eau chargée d’acide carbonique, on sait que ce gaz se diffuse lentement dans l’air qui occupe le surplus de la capacité du vase. On sait aussi que l’agitation accélère beaucoup la diffusion : mais sans que rien ait été précisé sur la rapidité que peut atteindre le phénomène dans des conditions d’agitation faciles à réaliser. On a reconnu qu’après une minute d’agitation l’équilibre de répartition de l’acide carbonique entre l’air et l’eau est atteint pratiquement pourvu que l’eau n’occupe qu’une partie assez faible du vase, de telle sorte que les secousses puissent la bien diviser et la mélanger avec l’air.

Ce fait n’est pas spécial à l’acide carbonique ; il existe aussi pour les autres gaz et il peut être utilisé pour préparer beaucoup plus aisément, et mieux qu’on ne le fait d’ordinaire, les dissolutions de gaz et pour étudier un grand nombre de réactions qui s’v rattachent.

C’est ce fait qui, avec l’attaque restreinte du calcaire, forme la base de ce procédé et rend pratique l’appareil dont voici la description : F, flacon d’environ 600 centimètres cubes à tube manométrique en verre. Sur son extrémité est lié une petite poche B, en caoutchouc très flexible. Pour assujettir ce tube, on le fait passer dans une rainure du bouchon G collé au flacon. Enfin R est une baguette de verre qui traverse le bouchon du col du flacon.

Si l’appareil est neuf, il faut commencer par le tarer. La poche B étant pleine d’eau, de telle sorte que le niveau vienne un peu au-dessus du coude du tube, on met dans le flacon une quantité d’eau pure qui devra être toujours la même dans les opérations sur les terres; on peut adopter environ le quart du volume du flacon. On y ajoute 0sr,200 de carbonate de chaux pur précipité. Le flacon étant refermé, on agite pour égaliser la température et la. tension de la vapeur d’eau. On prépare une dose d’acide tarlrique finement pulvérisé, qui pèse au moins le triple du carbonate. On enlève d’abord l’obturateur R, puis son bouchon, on verse l’acide et on replace le bouchon en l’enfonçant solidement, puis on remet l’obturateur et on note le volume de l’eau dans le tube manométrique.

On agite à plusieurs reprises, pendant quelques secondes chaque fois. Le carbonate disparaît et il suffit alors d’agiter pendant une minute pour obtenir le maximum de la pression. Cette augmentation de pression, rapportée au poids du carbonate, donne la tare de l’appareil.

Les essais sur. les terres se font comme le tarage : la terre est introduite comme l’a été le carbonate de chaux et il faut agiter jusqu à ce qu’elle soit bien délayée avant de mettre l’acide. Après l’introduction de l’acide on agite pendant quinze secondes et on recommence trois autres fois, en prolongeant la dernière reprise

pendant une minute. Le tout dure un quart d’heure ; si dans les essais, la température, la pression atmosphérique, le -volume de la terre, diffèrent des conditions similaires du tarage, on y pourvoit par des corrections très simples indiquées plus loin, ou mieux par un nouveau tarage lorsque les différences sont très grandes.

Fig. 17 bis.

L’appareil n’est pas destiné à des travaux scientifiques de précision. Sa nature ne le comporte pas. Le but visé est d’obtenir une approximation suffisante avec la plus grande simplicité possible dans l’instrument et dans son emploi. Cependant l’indication est très nette si la terre ne contient pas de calcaire; car on s’en aperçoit dès la première agitation, avant que le flacon ait pu éprouver un changement sensible de température. De même si la terre contient seulement quelques dix-millièmes, on le voit aussi, et le maximum de pression est atteint en deux ou trois minutes. Dans ces cas fort intéressants et bien plus fréquents qu’on ne le pense, les corrections sont tout à fait négligeables, de sorte que la précision de l’appareil augmente à mesure que les résultats à apprécier deviennent plus petits.

Pour donner un exemple en chiffres, supposons une terre contenant rr~h>ô~ calcaire. On fera l’essai sur 150 grammes de cette terre et l’on verra presque instantanément le niveau monter de 0m,05 à 0m,06 dans le tube manométrique. On peut évidemment apprécier des proportions encore plus faibles; mais déjà ïo ôo o' ne représente, pour la couche arable, que 250 kilogrammes à 500 kdogrammes par hectare, et la mesure de quantités aussi faibles dépasse les besoins de la pratique agricole.

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L’emploi de cet appareil montre que beaucoup de terres, dans lesquelles on admet l’existence de quantités très notables de calcaire, n’en contiennent pas du tout et que les résultats agricoles dus au carbonate de chaux peuvent être obtenus avec des doses de calcaire bien plus petites que celles indiquées comme nécessaires par les meilleurs auteurs. Mais pour que ces très petites doses suffisent, il faut que le calcaire soit très divisé et bien réparti dans la terre. L’appareil peut servir à doser les carbonates dans les eaux, dans les calcaires, etc. ; il peut aussi servir à l’étude des terres acides.

Le flacon à tube manométrique en verre peut être remplacé par un tube de caoutchouc avec un bout de tube de verre, où l’on voit le niveau de l’eau.

Détails de l'appareil et des opérations. — La meilleure dimension du flacon est de 500 à 600 centimètres cubes. Le tube manométrique doit avoir environ 2 millimètres et demi à 3 millimètres de diamètre intérieur si le flacon est petit et ne doit pas dépasser 5 millimètres et demi pour les grands flacons, parce que des diamètres de 4 millimètres et au-dessus permettent à la colonne d’eau de se diviser lorsqu’on renverse le flacon pour le vider. La longueur peut varier de 0m70 à 1 mètre selon les convenances de l’opérateur.

Pour les poches, les petits ballons de caoutchouc vulcanisé employés dans les jouets d’enfants sont ce qu’on a trouvé de meilleur. On lie leur tubulure sur l'extrémité du tube manométrique qui dépasse le bouchon. Cette ligature faite à sec se resserre dans l’eau et devient très hermétique. Un anneau de caoutchouc un peu épais réussit tout aussi bien.

Lorsqu’une poche a de très petites fuites elle peut néanmoins servir, mais on est obligé souvent d’y remettre de l’eau.

Pour remplir la poche il faut la mettre en place dans l’appai’eil tout monté. On remplit d’eau le flacon pour aplatir la poche et en expulser l'air, on le ferme avec le bouchon, puis, à l’aide d’un petit entonnoir et d’un fil de cuivre placé dans le tube et dont l’extrémité inférieure descend jusqu’au coude, on remplace l’air du tube par de l’eau. L’opération s’achève en débouchant le flacon, en l’inclinant ou en le secouant après l’avoir vidé en partie. 11 est inutile de chercher à faire sortir les dernières traces d’air.

La poche doit avoir une contenance environ double du volume intérieur total du tube manométrique.

En inclinant l’appareil on fait monter le niveau dans le tube et on vérifie qu’il peut aller aisément jusqu’à l’extrémité. A la fin de chaque opération de dosage, avant de prendre la mesure définitive, il est bon de s’assurer par le même moyen que le manomètre fonctionne librement.

On sait que le caoutchouc, avec le temps, perd sa souplesse surtout par l’action du froid et qu’on la lui rend en le frottant avec la main.

Lorsqu’un appareil n’a pas servi depuis longtemps, il convient de vérifier si la poche est en bon état. On peut, à la rigueur, le faire sans démonter, en remplissant graduellement le flacon et comparant le niveau avec celui de l’eau dans le tube manométrique.

Il est bon de ne pas laisser le flacon fermé avec de l’eau dedans et au soleil, certains caoutchoucs s’altèrent rapidement dans ces conditions.

. Du reste le remplacement du ballon n’est ni difficile ni coûteux.

Il faut avoir ' un. petit bouchon pour fermer l’extrémité libre du tube manométrique, lorsque dans un dosage l'eau s'élève- à 20 ou 25 centimètres. de cette extré-' mité, parce que l’agitation peut alors en projeter au dehors. Cette fermeture est également nécessaire lorsque le flacon doit être renversé pour vidange et lavage.

Si on était obligé d’employer, dans les dosages, de l'eau contenant des carbo-, n'a tes, il faudrait faire la tare dé cette eau pour la déduire des résultats qui seraient, dus alors en partie à la terre essayée et en partie à l’eau ; mais il est bien préférable dé se servir d'eau de pluie.

Pour mesurer l’eau de. chaque, opération, on se,' sert d’un, flacon qui, rempli jusque dans le col, contienne environ le quart du flacon de l’appareil.

La terre doit être employée telle qu’elle se présente, en brisant seulement, les morceaux qui ne pourraient passer dans le goulot, du flacon et en ayant soin de, rejeter les cailloux capables de casser le verre. On conçoit qu’il faut dans les mélanges d’échantillonnage éviter les actions capables de diviser beaucoup des morceaux de calcaire friable. Cette réserve peut paraître inquiétante pour l’inexactitude de l'échantillonnage, mais on .reconnaîtra par expérience qu’en répétant les essais sur diverses portions d’une même prise de terre on obtient des résultats presque toujours concordants, ce qui provient de ce que l’on dose seulement le calcaire très divisé qui lui-même est réparti régulièrement.

Plus la terre est pauvre en calcaire et plus forte doit être la dose de cette terre soumise à l’essai. Avec les flacons de 500 centimètres cubes on peut aller aisément, jusqu’à 50 ou même 75 grammes, et avec ceux de 600 centimètres cubes jusqu’à 150 grammes.

L’acide tartrique doit être, en poids, au moins le triple du carbonate réel et de celui auquel correspond la chaux qu’on présume exister dans les humâtes. Si on craint qu’il n’agisse trop rapidement, on l’enveloppe dans un morceau de papier à filtre qui, placé dans le goulot, y reste jusqu’à ce qu’un le fasse tomber par l’agitation ou en le poussant avec l’obturateur.

Dans le lavage nécessaire entre deux opérations, il est bon de remplir entière-: ment le flacon afin d'expulser tout l’acide carbonique.

Influence des variations de pression atmosphérique, de température et de volume de terre. — 11 n’est pas tout à fait exact que l’élévation de l’eau dans le. tube soit proportionnelle à la quantité d’acide carbonique dégagé, mais la différence est absolument négligeable.

En opérant sur une terre, si on se trouvait dans des conditions de pression barométrique, de température et de volume de terre très différentes de celles où a été fait le tarage antérieur, il faudrait, refaire un tarage dans ces nouvelles conditions. La terre, dans le tarage, peut être représentée par un poids égal au sien de sable; siliceux exempt de calcaire.

Les effets de ces changements de conditions sont à peu près proportionnels a là pression obtenue. Il n’en est pas de: même de ceux qui résultent d’un changement, de température de l’appareil pendant l’opération; ces derniers. sont presque indé-. pendants de l’acide carbonique dégagé. Ils pourraient donc faire croire à l’existence d’une faible proportion de calcaire lorsqu’il n’y en a pas du tout, ou produire l’effet

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inverse, mais rarement, parce que le changement de température de l'appareil pendant l’expérience est presque toujours un échauffement.

II est donc important que l’eau employée soit à la température ambiante et que l’opérateur évite d’échauffer le flacon avec ses mains ou autrement. 11 ne faut pas non plus que le flacon soit mouillé extérieurement.

Avec les précautions les plus faciles réchauffement ne dépasse pas 1° à 1° i/i pour les flacons de 300 centimètres cubes et 0°,50 à 0°, 75 pour ceux de 600 centimètres cubes.

Un degré correspond,. avec les diamètres de tubes manométriques qu’on a indiqués, à 40 ou 45 millimètres de dénivellation. On peut faire les corrections d’après ces chiffres, l’emploi d'un thermomètre n’est pas nécessaire.

Quant aux variations dont on a parlé en premier lieu et qui, en négligeant les termes de second ordre, peuvent être représentées par des taux pour cent de la dénivellation, voici quelles sont, leurs valeurs approximatives :

Pour 1 centimètre de mercure dans la pression barométrique 0,30 %•

Pour I degré de température (l’eau occupant un quart du volume du vase) 0,85 %•

Pour 20 grammes de terre dans un flacon de 600 centimètres cubes 1 %•

Ces coefficients varient quelque peu avec la capacité du flacon et le diamètre du tube manométrique. Ils sont calculés au maximum. Le premier est tout à fait négligeable et on réduira à peu de chose l’influence des deux autres en faisant, au début, pour chaque appareil, deux tarages avec 50. ou 75 grammes de terre, l’un à la température de 15° environ et l’autre vers 25°.

On a donné ces coefficients pour fixer les idées sur l’influence des éléments variables et non pour recommander l’emploi usuel de corrections, car les personnes qui se serviront du procédé reconnaîtront bien vite, dans tous les cas ordinaires de la pratique, que les corrections sont inutiles, sauf celle relative au changement de température pendant l’opération. Pour les cas exceptionnels, il vaut beaucoup mieux, comme on l’a déjà dit, refaire un tarage dans les conditions de l’expérience.

Il ne faut pas oublier que l’appareil n’est pas destiné à des travaux scientifiques de précision. La nature ne le comporte pas. Il s’agit d’obtenir une approximation suffisante avec la plus grande simplicité possible dans l’instrument et dans son emploi. C’est pour ce motif qu’on a indiqué la mesure de l'eau avec un flacon et non avec un vase gradué. Le premier mètre venu est suffisant pour prendre les hauteurs des niveaux, et même on peut se dispenser de la dessiccation de la terre en évaluant son humidité selon ce qu’indique son maniement.

Cependant l’exactitude des indications est très grande si la terre ne contient pas de calcaire, car on s’en aperçoit dès la première agitation. De même si elle en contient seulement des dix-millièmes, on le voit aussi et il est inutile de prolonger l’opération au delà de une ou deux minutes. Dans ces cas fort intéressants et bien plus fréquents qu’on ne le pense, il n’y a pas de corrections à faire, de sorte que la précision de l’appareil augmente à mesure que les résultats à apprécier deviennent plus petits.