ETUDE CHIMIQUE DE DIFFERENTS PRODUITS DE L'EAU MINÉRALE

Gaz qui se dégage à la source. — Formation spontanée d'acide sulfurique. — Incrustations salines formées par les vapeurs de l'eau minérale. — Dépôt blanc glairineux. Dépôt blanc ayant les caractères d'une conferve. — Boue minérale.

i9 Gaz naturellement dégagea la source.

Un grand nombre de sources , soit froides , soit thermales, laissent naturellement dégager une quantité plus ou moins grande de gaz. C'est

un phénomène général anx eaux sulfureuses. M. Anglada a prouvé que , dans ces dernières , le gaz dégagé à la source n'était que de l'azote pur. M. Longchamp attribue sa présence dans ces eaux , à la solution d'air atmosphérique opérée par les eaux pluviales. Celles-ci s'infiltrent ensuite dans les profondeurs de la terre , jusqu'au point où elles se chargent du principe sulfureux. Une fois qu'elles ont dissous de l'acide sulfhydrique ou un sulfhydrate , l'oxigène de l'air atmosphérique ne tarde pas à réagir sur l'acide, et il ne reste que l'azote , lequel étant peu soluble se dégage en partie à la source.

A la source d'AUevard , il s'opère naturellement un dégagement de gaz comme aux autres sources sulfureuses. Ce dégagement ne se fait pas d'une manière continue ; il a lieu avec des intermittences irrégulières. Quelquefois on n'aperçoit aucune bulle gazeuse pendant quatre ou cinq minutes ; mais tout-à-coup il s'en échappe une grande quantité qui agite et fait bouillonner le liquide , d'autres fois ce dégagement s'opère à des intervalles plus rapprochés , de minute en minute , par exemple; mais il n'y a rien de régulier à cet égard. La quantité de gaz rendu libre à chaque intermittence n'est d'ailleurs pas

moins variable que les intermittences ellesmêmes.

Pour reconnaître la nature de ce gaz , nous en avons recueilli dans une bouteille, par le procédé ordinaire , et nous l'avons soumis aux essais suivants :

A. Une bougie enflammée, plongée dans ce gaz , s'est éteinte sur-le-champ.

B. Un tube gradué en ioo parties a été rempli de ce gaz , puis on y a introduit un fragment de potasse caustique et l'on a agité quelque; temps. La potasse s'est dissoute dans une petite quantité d'eau qu'on avait conservée à dessein. Aucune partie du gaz n'a été absorbée.

C. Une semblable expérience a été faite , en introduisant dans le tube contenant un peu d'eau, un fragment de potasse et un cristal de protosulfate de fer. Le protoxide de fer précipité , après plusieurs heures de contact, et malgré de fréquentes agitations de la matière contenue dans le tube , n'avait point absorbé de gaz.

D. Ce gaz mis en contact avec une solution d'acétate acide de plomb , celle-ci n'en a point absorbé, mais il s'y est développé une légère teinte brune.

Ces quatre expériences démontrent que le gaz

dégagé à la source d'AHevard , n'est comme celui des autres sources sulfureuses , que de l'azote. La dernière indique une trace d'acide sulfhydrique ; mais il provenait sans doute de la petite quantité d'eau minérale restée dans le tube.

2° Formation spontanée d'acide sulfurique.

La formation spontanée de l'acide sulfurique par la décomposition de l'hydrogène sulfuré au contact de l'air, n'est pas un fait nouvellement connu, ainsi qu'on pouvait le croire; seulement, comme beaucoup d'autres connaissances scientifiques , il est resté longtemps oublié.

Ainsi, en i834» lorsque l'auteur de ce travail faisait usage des eaux d'Aix-en- Savoie , il eut occasion de remarquer que le velours noir du collet de son manteau rougissait fortement dans les parties qui touchaient la muraille humide du cabinet de la douche d enfer. La tache résultant de ce contact, était tout-à-fait semblable à celle qu'y auraient produite une ou deux gouttes d'acide sulfurique étendu d'eau. Ayant fait cette remarque , il la communiqua à M. de la Planche , professeur de chimie , à Genève ,

lequel se trouvait aussi à Aix, et lui dit qu'il attribuait le phénomène observé à une formation spontanée d'acide sulfurique. M. de la Planche fut du même avis , et rapporta que de son côté , il avait observé que les linges exposés à la vapeur de l'eau minérale dans les cabinets , étaient imprégnés d'un liquide très acide, et se détruisaient très promptement par l'effet de ce contact. Pour acquérir la certitude que les effets observés étaient dus à la formation d'un acide puissant et que ce composé n'était autre que l'acide sulfurique , le rapporteur de la Commission fit les expériences suivantes avec M. de la Planche.

A. Des linges suspendus depuis quelques jours dans un cabinet à doucher, furent pressés avec force, pour faire écouler la plus grande partie du liquide dont ils étaient imprégnés.

B. Le liquide obtenu avait une saveur très acide et rougissait fortement la teinture de tournesol. Il était tout-à-fait inodore.

C. Quelques gouttes de chlorure de barium étendues dans ce liquide y produisirent unjprécipité blanc abondant , insoluble dans l'acide azotique : il contenait donc une quantité très notable d'acide sulfurique.

D. Exposé à l'action du feu dans une petite

capsule, ce liquide en se concentrant , finissait par répandre des vapeurs blanches très acides et très piquantes , mais sans odeur. — Distillé jusqu'à siccité dans une petite cornue, il laissait un résidu brunâtre très peu abondant. — Le liquide obtenu à la distillation était très acide et se comportait avec le chlorure de barium , comme la liqueur non distillée.

A tous ces caractères , il était évident que ce liquide contenait une quantité assez abondante d'acide sulfurique libre.

En examinant ensuite la grotte des eaux de soufre, les chimistes quiavaient fait cette remarque , chacun de leur côté , et sans avoir connaissance que jle même fait eût été signalé par d'autres , observèrent que les pierres calcaires dont elle est formée étaient recouvertes de petits cristaux de chaux sulfatée , dont ils attribuèrent l'origine à l'action de l'acide sulfurique libre sur le carbonate de chaux, où les vapeurs de l'eau de soufre en déposent incessamment de petites quantités.

Ces remarques communiquées à l'un des médecins de l'établissement thermal , le fait qui lui était signalé lui parut tout nouveau.

On sait cependant aujourd'hui que Fantoni

avait trouvé de l'acide sulfurique libre près de la source d'eau de soufre et même près de celle d'eau d'alun.

Depuis deux ans , le même fait a été étudié avec beaucoup de soin par M. Bonjean. Ce chimiste a même recueilli une notable quantité d'acide sulfurique qu'il a ramené à îa densité de celui du commerce; en cet état, il en avait l'apparence et toutes les propriétés. Dans son analyse chimique des eaux minérales d' Aixen- Savoie , publiée en i838, M. Bonjean rend compte de ses expériences, et parmi plusieurs remarques dont il les accompagne , se trouve celle-ci : Cet acide n'a été signalé , que je sache , dans aucun établissement thermal , si ce n'est à Âix-en-Savoie\

Cependant , l'auteur de ce rapport qui avait observé, avec M. de la Planche, le fait dont il vient d'être question , avait toujours pensé que cette formation spontanée d'acide sulfurique par l'effet du contact de l'hydrogène sulfuré avec l'air et la vapeur d'eau , ne devait pas se remarquer seulement à Aix, mais qu'elle devait avoir lieu aussi près de toutes les eaux sulfureuses

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thermales , c'est-à-dire dans tous les cas où les mêmes substances se trouvaient dans des circonstances semblables. Malheureusement , le temps et les occasions lui avaient manqué pour rechercher si son opinion était fondée en fait comme elle l'est en théorie.

Faisant sur les lieux l'analyse chimique des eaux sulfureuses d'Allevard , l'auteur de ce rapport voulut , en conséquence , s'assurer s'il se formait aussi de l'acide sulfurique dans la galerie où. coule l'eau minérale , bien que cela lui parût peu probable, cette eau étant naturellement froide. Il était assez raisonnable de supposer , en effet , que la température élevée des eaux d'Aix avait une grande influence sur la formation de l'acide sulfurique ; personne jusque-là d'ailleurs n'avait eu la pensée de faire une semblable recherche à Allevard.

Une étude attentive des lieux, faite par l'auteur de ce travail, assisté des autres membres de la Commission , ne tarda pas à lui faire découvrir qu'il se formait aussi de l'acide sulfurique libre dans la galerie où coule l'eau sulfureuse froide d'Allevard , ce qui venait à l'appui de son opinion sur la généralité du phénomène observé à Aix-en-Savoie, et prouvait même qu'il

25y n'était pas particulier aux eaux sulfureuses thermales.

En portant un flambeau dans l'intérieur de la

galerie, l'auteur de ce travail s'aperçut, en effet, que de nombreuses gouttes d'un liquide incolore, provenant évidemment de la condensation des vapeurs de l'eau minérale , étaient suspendues , soit à la roche calcaire , soit aux toiles d'araignées qui y sont très multipliées. Toutes les gouttes en contact avec la pierre calcaire n'avaient aucune saveur; celles , au contraire, qui se trouvaient isolées par les toiles d'araignées étaient très fortement acides : différence qui s'explique facilement par la réaction de l'acide sur la pierre calcaire et sa saturation par la chaux du carbonate.

Pour avoir la certitude que la saveur acerbe de ce liquide était due à la présence de l'acide sulfurique libre, on en recueillit une vingtaine de grammes qui furent soumis aux expériences suivantes :

A. Le liquide avait une saveur très acide et rougissait fortement le papier de tournesol; la couleur était la même que celle produite par l'acide sulfurique étendu d'eau.

B. Le chlorure de barium y formait un pré-

cipité blanc très abondant, insoluble dans l'acide azotique.

C. Evaporé dans une capsule de porcelaine, ce liquide rendait d'abord des vapeurs purement aqueuses , puisqu'elles étaient sans action sur le papier de tournesol ; niais en continuant la concentration, les vapeurs devenaient blanches , épaisses , fortement acides et agissaient en conséquence sur le papier réactif.

D. Distillé dans une petite cornue, le produit recueilli sur les toiles d'araignées a fourni une liqueur acide qui précipitait abondamment par le chlorure de barium. Le précipité était insoluble dans l'acide azotique. Il est resté dans la cornue une couche à peine sensible et qui est devenue noirâtre par l'action de la chaleur.

Les recherches et les expériences précédentes ayant prouvé surabondamment la formation spontanée de l'acide sulfurique dans la galerie, nous avons voulu nous assurer si le même phénomène pouvait s'observer dans les cabinets de bains. Pour cela, nous avons mis du papier de tournesol en contact avec l'enduit en plâtre qui en forme les parois , et particulièrement dans les points où il était le plus humide. Ce

25g papier a rougi sur les vitres des croisées; on en a même suspendu au milieu de l'atmosphère humide du cabinet : le lendemain , toutes les petites bandes du papier réactif avaient rougi d'une manière très notable. L'acide sulfurique , comme l'indiquait d'ailleurs la théorie , se forme donc dans les cabinets de bains comme à la source même l.

3° Incrustations salines formées par les vapeurs de l'eau minérale.

En continuant nos investigations relativement à la formation de l'acide sulfurique par 1 effet du contact avec l'air des vapeurs et des gaz qui se dégagent de l'eau minérale , nous avons trouvé à la surface de la roche calcaire , en

1 Dans un Mémoire particulier sur cette question , l'auteur de ce rapport a démontré que la formation spontanée d'acide sulfurique près des eaux sulfureuses, est un phénomène général qui se produit dans toutes les circonstances où le gaz acide suif hydrique se trouve en contact avec l'air humide. C'est un f.tit dont il a constaté l'existence près de plusieurs sources. La lecture des ouvrages spéciaux h chaque eau sulfureuse , lui a montré la même réaction se reproduisant partout de 'a même manière et donnant toujours lieu aux mêmes l'ésultats.

rapport avec ces émanations , une incrustation cristalline d'un blanc grisâtre. Traitée par l'eau distillée bouillante, la matière cristalline, qui n'avait aucune saveur marquée, a fourni une solution qui , soumise à plusieurs expériences , a donné les résultats suivants :

A. Elle ne rougissait pas la teinture de tournesol.

B. Le chlorure de barium y formait un précipité insoluble dans l'acide azotique.

C. L'oxalate d'ammoniaque y formait sur-lechamp un précipité très abondant.

D. L'ammoniaque liquide y déterminait un léger nuage et un dépôt blanchâtre. — La même expérience , répétée avec une solution de sulfate de chaux pur, la liqueur restait parfaitement claire, même après plusieurs heures d'attente.

E. La teinture de noix de galle n'y déterminait aucune coloration , môme en attendant vingtquatre heures.

F. Le cyanure jaune de potassium et de fer n'y déterminait pas de nuance azurée.

G. Le chlorure d'or n'était pas décomposé par le contact du liquide.

D'après tous ces caractères , on doit conclure que les incrustations cristallines trouvées sur les

2(il

parois du rocher calcaire en contact avec les vapeurs de l'eau minérale , sont formées de beaucoup de sulfate de chaux et d'une petite quantité de sulfate de magnésie. Celles que nous avons essayées ne contenaient pas de trace de sulfate de fer.

Résumé : De tout ce qui précède sur la formation spontanée de l'acide sulfurique, il résulte que ce phénomène s'observe à Allevard comme à Aix -en- Savoie , ce qui confirme l'opinion que c'est un fait général aux eaux sulfureuses. Nous pouvons d'ailleurs en citer encore un exemple: depuis nos expériences, nous avons trouvé avec une vive satisfaction, en lisant le travail de Fourcroy, sur l'eau d'Enghien, qui est froide comme celle d'AIievard, qu'il se formait de l'acide vitriolique (sulfurique) près de la source, par la décomposition de l'hydrogène sulfuré au contact de l'air. « L 'air pur (l'oxigène), « dit ce savant, absorbe le gaz inflammable a (hydrogène) de l'air hépatique (acide sulfhycc drique) et forme de l'eau en se combinant a avec lui , alors le soufre se dépose. Une « petite partie de ce corps combustible paraît « aussi se brûler lentement. Telle est l'oriu gine de l'acide vitriolique quon trouve dans

« les incrustations qui tapissent la voûte du

a bassin de l'eau1. Cet acide , ajoute-t-il plus

« loin , qui ne se trouve jamais dans cet état

« de liberté sur les pierres des édifices , ne

« peut provenir que de Veau minérale

« // n'est pas plus étonnant pour des obser-

« vateurs de voir le soufre se changer dans

« ce cas en acide vitriolique , que lorsqu'il

« est uni a des métaux ; et l'on sait que les

« pyrites martiales et cuivreuses (sulfure de

« fer, sulfure de cuivre), ainsi que la galène

a (sulfure de plomb), et les blendes (sulfure de

ce zinc), exposées à l'air humide se vitriolisent

« au bout d'un temps plus ou moins long1. »

4° Dépôt blanc glairineux.

En parlant de la glairine , nous avons fait mention des filaments tremblottants blanchâtres qu'on voit s'agiter dans l'eau sulfureuse qui coule au contact de l'air pour aller se perdre dans le torrent de Bréda. Ces filaments sont formés de glairine recouverte de petits cristaux

1 Fourcroy. Ouvrage cite , pag. 65.

1 Fourcroy. Ouvrage cite', pag. 5o5.

de carbonate de chaux , de sel de marin , de sulfate de soude, et de quelques flocons de soufre hydraté. (Voyez : Reclierclie de la glairine , page 184.)

5° Dépôt blanc ayant les caractères d'une conferve.

Dans la description de la source sulfureuse d'Allevard , nous avons parlé d'une sorte de dépôt blanc très différent du dépôt glairineux dont il vient d'être question. Ce dépôt s'observe sur les bords du Bréda , dans l'endroit où l'eau de ce torrent se mélange avec l'eau minérale. Toutes les pierres en sont couvertes dans une étendue d'un mètre ou à peu près. En l'examinant de près , on voit que ce dépôt est formé de filaments blancs fortement fixés à la pierre et pressés les uns contre les autres ; quand ils sont agités par le mouvement de l'eau , ils ont l'apparence des poils d'une peau de loutre.

Jusqu'au moment où nous l'avons étudiée , cette matière blanche était regardée comme un véritable dépôt provenant de la décomposition de l'eau minérale au contact de l'air. Dans une note manuscrite relative à l'analyse de cette eau,

nous trouvons même qu'on regardait ce prétendu dépôt comme composé de sulfate de chaux très divisé, mélangé d'un peu de soufre.

Pour nous , nous crûmes d'abord qu'il était de même nature que le dépôt glairineux, mais en l'observant avec soin , la pensée nous vint aussitôt que c'était un véritable corps organisé. L'examen au microscope ne tarda pas à confirmer l'exactitude de cette opinion. Nous aperçûmes, en effet , au moyen de cet instrument , que chaque fibre était formée par un tuyau cylindrique , transparent , incolore , dont les caractères répondaient en effet à ceux que les botanistes assignent aux confervcs , à l'exception près de la matière colorante , qui n'existe pas dans celle que nous signalons en ce moment.

Cette matière confervoïde calcinée dans un tube de verre ne tardait pas à brunir et à noircir, en répandant une odeur aromatique très forte , un peu analogue à celle de la vapeur du camphre ; ce dernier caractère confirmait encore notre opinion , que ce n'était pas un dépôt provenant de l'eau minérale, mais un véritable corps organisé.

Gomme cette espèce de conferve ne se remarque à Allevard qu'au contact de l'eau sr.l-

fureuse avec l'eau du torrent , nous pensâmes d'abord que sa formation dépendait peut-être de cette circonstance. Mais dans une visite qu'il a faite depuis à Uriage avec M. le docteur Pérouse, le rapporteur de la Commission y a trouvé cette conferve , ayant absolument la môme apparence qu'à Allevard, seulement elle se montre dans l'eau minérale, avant son mélange avec l'eau commune. C'est dans le ruisseau que forme l'eau d'Uriage , à sa sortie du réservoir placé à une certaine distance au dessus de l'établissement, près des Bains romains , qu'on peut observer cette conferve ; toutes les pierres en sont couvertes dans une étendue de dix à quinze mètres. Au delà, les pierres placées au fond du ruisseau n'ont plus cette apparence blanchâtre qu'elle leur communique.

L'existence de cette sorte de conferve à Allevard et à Uriage semblerait prouver qu'elle est particulière aux eaux sulfureuses. — A-t-elIe éié décrite? — nous l'ignorons. — Cependant, nous sommes portés à croire qu'elle n'avait pas encore été observée. Fourcroy, Anglada, Longchamp et plusieurs autres chimistes , qui se sont occupés des eaux sulfureuses, n'en font aucune mention , bien qu'ils décrivent avec grand soin toutes les

matières qu'ils ont observées en faisant leurs analyses', Pour trancher cette question, nous avons donné une pierre couverte de cette matière blanche filamenteuse à un botaniste qui a bien voulu se charger de cet examen. Nous attendons encore sa réponse.

6° Boue minérale.

En parlant de la recherche du fer, nous nous., sommes longuement étendus sur la nature et l'origine du dépôt noir qui se forme dans l'eau d'AHevard. Nous renvoyons donc le lecteur à ce qne nous en avons dit, page i65.

' Depuis que ce passage est écrit, nous avons trouvé en lisant le Voyage aux eaux des Pyrénées , par M. P. Bertrand, que M. Fontan a signalé, dans les eaux sulfureuses de ces montagnes, une substance composée de longs filaments qu'il considère comme une véritable plante, à laquelle il a donné le nom de sulfuraire, et qui est rigoureusement liée au principe sulfureux : elle disparaît complètement avec lui.

Si le végétal confervoïde que nous avons découvert dans l'eau d'Allevard et dans l'eau d'Uriage est le même que celui trouve' par M. Fontan dans les eaux sulfureuses des Pyrénées, notre observation viendra à l'appui de ses remarques sur la liaison de l'existence de cette plante avec celle du principe sulfureux.