DES MINERAIS MÉTALLIFÈRES EN GÉNÉRAL

On s'aperçoit avec surprise, lorsqu'on prend la peine d'y réfléchir, qu'il n'est pas possible de bien définir le mot métal. Il semble en effet, à première vue, qu'il n'y en ait pas dont l'idée soit plus claire. Mais lorsqu'on considère l'ensemble de tous les corps, on reconnaît de. telles liaisons entre ceux qui nous paraissent répondre parfaitement à l'idée que nous avons des métaux, et ceux qui n'y répondent pas du tout, que la limite intermédiaire est très-difficile à fixer. On peut dire que les métaux sont des corps dont les atomes sont simples, c'està-dire indécomposables, à surfaces éclatantes, se laissant facilement pénétrer par l'électricité et la chaleur, se combinant en général avec l'oxygène, et donnant naissance ou à des acides, ou plus souvent à des oxydes sus-

ceptibles de neutraliser les acides en s'unissant avec eux. C'est, comme on le voit, une définition fondée sur des traits un peu vagues. Les propriétés qui nous font rechercher les métaux usuels, et qui, par cela même, sont caractéristiques pour l'usage ordinaire, offrent plus de précision, mais elles ne sont qu'accessoires, n'appartiennent pas à tous les métaux, et sont communes à des corps qui ne sont pas métalliques. Ces propriétés sont en général la dureté, la ténacité, la fusibilité ou la malléabilité, la densité, l'éclat. Les métaux ne sont doue pas une classe de corps bien tranchée ; ainsi l'étain étant exactement ce que nous nommons un métal, il faut que l'antimoine, qui a une multitude de rapports naturels avec l'étain, soit un métal aussi , de l'antimoine on passe à l'arsenic, et de l'arsenic à une série d'autres corps, et notamment au soufre, qui ne sont plus métalliques du tout. D'un autre côté, du plomb on passe, par la même force d'analogie intime, au potassium, radical de la potasse, au calcium, radical de la chaux, et à d'autres corps qu'on est obligé de ranger parmi les métaux, quoique, sur bien des points, ils soient totalement différents de nos métaux usuels.

Heureusement la rigueur chimique ne nous est pas ici absolument nécessaire. Nous comprendrons et nous examinerons, sous le nom de métaux, les corps suivants, que, malgré leurs grandes différences, le langage vulgaire s'est partout accordé à réunir sous cette dénomination commune : le fer, le cuivre, le plomb, l'argent, le mercure, l'étain, le zinc, l'or, le platine, l'antimoine, le x bismuth, le nickel ; nous y joindrons l'arsenic, le cobalt,

le chrome et le manganèse, qui sont moins généralement considérés comme métaux, parce qu'on ne les emploie pas à l'état de métal, mais à l'état de combinaison, et qui rendent également divers services dans les arts. Quant aux métaux, tels que le potassium ou le calcium, dits alcalins ou terreux parce que leurs oxydes sont des substances alcalines, nous n'en parlerons pas. On ne les trouve à l'état métallique que dans les laboratoires, où l'on ne se les procure qu'avec beaucoup de peine, et dans un intérêt purement philosophique ; ce que nous en avons dit, en parlant de la composition des pierres, nous paraît devoir suffire.

Les services rendus par les métaux à la société sont éminents et nombreux. Il n'existe pas de corps sur la terre qui réunissent plus de dureté à plus de ténacité. Us sont le principe de tous les tranchants et de toutes les armes. Conjointement avec le bois, qui partage, sous le rapport de la pratique, quekjùes-unes de leurs propriétés utiles, ils sont employés à la fabrication des instruments et des machines de toutes sortes sur lesquels la puissance mécanique de l'homme est fondée. La facilité avec laquelle ils prennent toutes les formes, même les plus délicates, soit par le moulage, soit par le martelage, soit par le travail de la lime, les rend propres, comme le verre et la poterie, à la confection de vases et d'ustensiles, dont leur solidité assure la durée, tandis que leur couleur et l'éclat de leur poli en augmentent la richesse et la beauté. Ils ont aussi leur emploi dans les beauxarts, surtout lorsqu'ils sont de nature à n'éprouver aucune altération par le contact de l'air ou de l'humidité ;

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on en fait des bijoux, des bas-reliefs, des figures, des ornements de toute espèce, ils ont comme le granité une valeur monumentale, et se prêtent plus facilement que lui à la façon ; ils sont la matière de statues et d'inscriptions que l'antiquité nous a laissées ; mais, comme nous l'avons déjà dit ailleurs, cette facilité à prendre toutes les formes leur devient funeste, parce qu'il suffit du caprice de leur possesseur pour les détourner en un instant de leur destination primitive. Enfin, comme substances monétaires, ils ont dans le mouvement général du genre humain un rôle qui vaut peut-être à lui seul tous les autres. Il n'y a pour ainsi dire aucune de leurs propriétés que les hommes ne soient venus à bout de mettre à profit pour quelque but particulier, et comme elles sont très-diverses, il en résulte aussi que les applications de ces corps précieux sont extrêmement nombreuses. C'est à l'article particulier de chacun d'eux que nous aurons l'occasion d'en parler avec détail.

La terre ne nous offre pas en général les métaux dans leur état de pureté ; ils sont presque toujours combinés avec divers autres corps qui masquent leur nature et leurs propriétés. On dirait que la Providence a voulu en réserver le privilège aux peuples civilisés, qui seuls sont capables de les employer comme il convient ; ils sont en effet une des principales causes de la supériorité de ces peuples sur les peuples sauvages sous le rapport de la puissance et de la richesse, et l'une de leurs plus belles conquêtes sur la nature. Les métaux dans cet état de combinaison avec des substances étrangères, et la plu-

part du temps avec de l'oxygène, rentrent tout à fait dans la classe des pierres : ils en ont l'apparence, le défaut de ductilité et de malléabilité, souvent la légèreté ; ils ne sont pas môme propres à nous rendre les services que nous dirons des bonnes pierres, et nous n'avons presque rien eu à en dire lorsque nous avons traité des minéraux pierreux utilisés par l'industrie.

Les espèces de pierres contenant des métaux sont cependant très-nombreuses, mais elles sont peu répandues et restreintes à des localités et à des gisements très-limités ; et, bien que la classification minéralogique en comprenne plusieurs centaines différentes,, la plupart n'ont qu'un intérêt scientifique. Le nombre de celles qui sont du domaine de l'industrie est assez peu considérable. En effet, celles-ci sont assujetties, non-seulement à contenir une bonne proportion de métal, mais à satisfaire encore à plusieurs autres conditions. Les principales sont de se prêter à une décomposition chimique facile et peu dispendieuse qui mette en liberté le métal désiré, et en outre de se trouver en assez grande abondance pour faire l'objet d'une exploitation régulière et soutenue. Ces conditions éliminent un grand nombre d'espèces minérales, parce que dans les unes les métaux se trouvent tellement combinés que les procédés les plus fins el les plus soignés de la chimie peuvent seuls venir à bout de les isoler, et que les autres sont tellement rares, qu'on ne jes découvre que çà et là, et par petites masses confusément disséminées dans les roches qui les renferment. C'est à ces minéraux métallifères exploitables et réductibles par les procédés généraux de la métallurgie, que

Ton réserve le nom de minerais; ce sont les seuls dont nous ayons à nous occuper ici.

Après avoir ainsi défini ce que Ton doit entendre par métal, et ce que Ton doit entendre par minerai, nous allons ajouter quelques mots sur la composition et le traitement général des minerais, sur leur situation dans le sein de la terre, et sur le travail des mines.

Les minerais, sauf très-peu d'exceptions, sont le résultat de la combinaison des divers métaux avec l'oxygène ou avec le soufre ; ceux qui, outre l'oxygène, renferment de l'acide carbonique, c'est-à-dire les carbonates, peuvent être assimilés à ceux qui ne contiennent que de l'oxygène, car, dès qu'ils sont chauffés, 1 acide carbonique s'en dégage, et ne cause d'ailleurs aucun embarras. Ce sont là les combinaisons naturelles. qui fournissent presque tous les métaux. 11 y a quelques minerais, mais fort rares, qui renferment du chlore ou du phosphore. Il y en a aussi qui renferment divers métaux réunis les uns avec les autres, comme l'argent, et le plomb, le cuivre et le fer, l'arsenic ou l'antimoine et l'argent, etc. ; quant à ces derniers, tantôt on cherche à en retirer tous les métaux qu'ils contiennent, tantôt si cela est trop difficile ou inutile, on s'attache seulement aux plus précieux, et on néglige les autres. Enfin, il ne faut pas oublier que les minerais ne sont presque jamais purs, et qu'ils sont ordinairement mélangés avec une proportion plus ou moins grande de la substance pierreuse, au milieu de laquelle i s se trouvaient dans le sein de la terre ; c'est ce que l'on nomme leur «angue. La première opération que l'on fasse subir aux mine-

rais, est de les diviser par petits fragments , afin de rejeter les morceaux qui sont trop pauvres, c'est-à-dire qui renferment trop de pierre et trop peu de minerai. Gela fait, si l'on veut se débarrasser entièrement de la gangue, on réduit ces fragments en sable fin, sous des pilons, et on les lave de manière à ce que l'eau puisse entraîner les parties stériles qui sont les plus légères, et laisser en arrière les parties métallifères qui sont les plus pesantes. Quand le minerai doit être soumis à une température très-élevée dans l'intérieur des fourneaux, comme le minerai de fer, par exemple, il est inutile de le débarrasser si scrupuleusement de sa gangue, parce qu'elle se fond par l'effet de la chaleur, et se sépare d'elle-même de la masse du métal fondu aussi de son côté.

Ces diverses préparations terminées, la question métallurgique se réduit donc à débarrasser le métal de l'oxygène, si le minerai est un oxyde, ou du soufre, s'il s'agit d'un sulfure.

Dans le premier cas, on dispose le minerai dans l'intérieur d'un fourneau vivement chauffé, et rempli de charbon; le charbon, ou plutôt, comme l'a démontré M. Le Play, une combinaison gazeuse de charbon avec le minimum d'oxygène, très-avide de son complément d'oxygène, et n'en trouvant pas assez pour se satisfaire dans l'air que l'on projette dans' le fourneau à l'aide des soufflets, s'empare de celui qui était combiné avec le métal, et met ainsi à nu ce métal, qui, favorisé par la haute température, entre en fusion, et se rend dans les parties inférieures du fourneau . Nous parlerons plus tard du cas où le métal, durant celte opération, entre lui-

même en combinaison avec le charbon, et d'oxyde se change en carbure .

Si le minerai est un sulfure, on lui fait d'abord subir ce qu'on nomme le grillage, c'est-à-dire qu'on le soumet à un feu lent, en plein air, et à plusieurs reprises : le soufre se brûle peu à peu, et le métal se combinant avec l'oxygène, se transforme en un oxyde que l'on traite par le charbon, comme nous venons de l'expliquer. Ce traitement est fort long etfort dispendieux ; car il faut alternativement griller et fondre, et cela à plusieurs reprises, tellement qu'on fait quelquefois trente grillages et six fontes pour expulser entièrement le soufre et se procurer tout le métal. On se débarrasse de l'arsenic à peu près de la même manière que du soufre. On peut abréger la réduction des sulfures en les fondant dans l'intérieur d'un fourneau, avec une substance d'un prix peu élevé, telle que le fer ou la chaux, qui soit plus avide de soufre que le métal que l'on recherche. Ce qui se passe alors offre de l'analogie avec la réduction des oxydes par le charbon.

Pour séparer les métaux les uns des autres, on profite, soit de ce que, durant les opérations métallurgiques, ils se séparent les uns avant les autres de la combinaison, soit de ce qu'ils sont plus fusibles, soit enfin de ce qu'ils se convertissent plus volontiers en oxydes les uns que les autres. On s'arrange de façon à les placer dans de telles circonstances, qu'ils soient forcés de prendre chacun un parti différent, et par conséquent de rompre leur alliance.

Les minerais se trouvent dans l'intérieur de la terre,

formant des couches, ou des amas, ou remplissant des fentes.

Les couches sont des masses aplaties qui se trouvent intercalées entre d'autres couches pierreuses, dont elles paraissent être contemporaines. Elles sont quelquefois très-étendues et très-épaisses, comme on le voit dans le cas de certains minerais de fer; quelquefois, au contraire, elles sont extrêmement minces. Tantôt le minerai y est massif, tantôt il y est disséminé par rognons au milieu d'une substance pierreuse ou terreuse, qui forme la plus grande partie de la couche.

Les fentes ou filons sont de grandes fissures qui se sont faites dans la croûte du globe, par suite des commotions souterraines, et qui se sont après cela remplies de minéraux de diverses espèces. Ce sont les gîtes dans lesquels on rencontre la plus grande variété de minerais, car il y en a beaucoup qui ne paraissent pas s'être jamais produits dans les circonstances où des couches auraient pu se former. Dans l'intérieur de ces fissures on trouve fréquemment plusieurs espèces de minerais, mélangées les unes avec les autres, et particulièrement avec du quartz et du calcaire : ces diverses substances sont ordinairement disposées par rubans plus ou moins fins, et plus ou moins réguliers, parallèlement aux parois latérales de la fissure, et symétriquement de chaque «côté, ainsi que cela aurait dû se passer si ces substances étaient venues s'y déposer à tour de rôle. Les filons sont beaucoup plus fréquents dans les terrains des périodes anciennes que dans ceux des périodes modernes, lesquels paraissent avoir été moins tourmentés. Aussi les terrains

calcaires, surtout les plus récemment déposés, ne renferment-ils pour ainsi dire pas de métaux, tandis que les terrains de granité, de micaschiste et de schiste argileux, présentent, au contraire, un très-grand nombre de filons de toute espèce.

Les amas sont de grands espaces de forme et de dimensions variables, en général très-irréguliers, et probablement analogues aux filons quant à leur origine : certains minerais sont venus s'y accumuler. Les amas sont beaucoup plus rares que les filons, mais il en existe quelques-uns qui constituent des gisements prodigieusement riches.

Ce sont là les trois principales manières d'être des minerais dans le sein de la terre. On en rencontre souvent en outre sous forme de nids ou de rognons, mais trop disséminés, et en trop petit nombre pour devenir l'objet d une exploitation. Souvent aussi ils imbibent certaines couches pierreuses, comme le minerai de fer, par exemple, qui colore quelquefois en rouge le grès et les calcaires; mais il faut que le métal ait une grande valeur pour pouvoir couvrir, dans un pareil cas, les frais dune exploitation. Cela a lieu cependant en quelques endroits pour le cuivre et le mercure. Les mines sont le plus habituellement des exploitations pratiquées dans des couches ou dans des filons.

Pour exploiter les couches, on les découpe par des galeries qui aboutissent, soit directement à la surface du sol, soit dans un puits d'extraction. On abat ensuite le minerai à coups de pioche, ou en le faisant sauter à la poudre quand il est trop dur, et Ton se sert des fragments

stériles qu'il est inutile de se donner la peine d'enlever, pour remblayer les quartiers exploités et empêcher les éboulements. Quelquefois on enlève tout, et on laisse la mine s'ébouler à mesure, qu'on la vide, en se précautionnant contre les accidents.

La méthode employée pour exploiter les filons est à peu près la même, mais elle paraît au premier abord toute différente, parce que les filons, au lieu d'être horizontaux ou faiblement inclinés comme les couches, sont généralement verticaux, ou à peu près. On découpe „ de même le massif en quartiers par une série de puits inclinés suivant le filon et de galeries horizontales ; on s'assure ainsi, grâce à ces travaux préliminaires, de la nature et de la richesse du minerai dans les diverses parties du filon, et l'on établit les calculs de l'exploitation en conséquence. On attaque ensuite chacun de ces quartiers avec le pic et la poudre, en commençant, soit par un des angles supérieurs, soit par un des angles inférieurs, et en conduisant toujours le système général de l'entaille en forme de gradins, sur lesquels l'ouvrier est porté si l'on a commencé par en haut, et au-dessous desquels il se trouve, au contraire, si l'on a commencé par en bas. Dans ce second cas, il travaille posé sur un plancher qu'il pousse devant lui, en l'appuyant sur les parois latérales du filon, et, comme le minerai placé devant lui se trouve déjà détaché par le bas, il a souvent plus de facilité pour l'abattre. On met un ou deux mineurs à chaque gradin. Dans le premier cas, c'est-à-dire, quand les gradins sont droits, la mine offre Taspçct d'un immense escalier couvert de travailleurs sur toute sa hau-

teur, et éclairé par quelques lampes à chaque marche. Lorsque les gradins sont renversés, l'ensemble des travaux ne se laisse pas voir d'une manière aussi nette ; mais leur effet est peut-être encore plus considérable quand on les examine avec attention, et que l'on voit la prodigieuse masse de troncs d'arbres ainsi descendus dans les profondeurs de la terre pour former tant de planchers échafaudés les uns au-dessus des autres. Les travaux par gradins renversés ont un grand avantage sur ceux en gradins droits, sous le rapport du déblaiement ; les mineurs peuvent déposer les pierres inutiles sur le plancher inférieur à mesure qu'ils avancent, et ne sont pas obligés, comme dans le second système, de les transporter dans les quartiers déjà vidés, et souvent éloignés.

II existe des exploitations de filons qui, par leur étendue et leur profondeur, méritent d'être rangées parmi les plus grandes marques que la main de l'homme ait faites à la surface du globe. 11 n'y a pas de constructions d'architecture qui ait nécessité le déplacement de plus de pierre, ni donné naissance à de plus merveilleux entassements de salles et de corridors. Seulement dans ces édifices souterrains, au lieu de la splendide lumière du soleil, l'admiration n'a pour se satisfaire que la vacillante lueur des lampes qui se promène lentement de détail en détail, et il n'y a que l'imagination qui puisse refaire l'ensemble de ce que les regards n'ont embrassé que piècéà pièce. Dans certaines mines, les travaux, et ils se continuent encore, sont déjà parvenus jusqu'à la profondeur de 800 mètres et même au delà. On met

trois heures pour gravir l'immense échelle qui monte depuis le fond jusqu'à la lumière du jour. Les entailles s'étendent, en quelques endroits à droite et à gauche, à plus d'une lieue. On ne peut s'empêcher d'admirer la grandeur à laquelle parviennent les œuvres de l'homme lorsque les générations s'y attachent les unes après les autres. Afin de se débarrasser de l'inondation des eaux, on a percé, dans quelques endroits, et à travers les roches les plus dures, des galeries qui ont jusqu'à trois et quatre lieues de longueur. On a mis des siècles à les achever, comme on l'a fait pour les cathédrales du moyen âge, mais ici avec bien plus de patience, et de moins magnifiques espérances. On n'avait pas encore inventé la poudre, que déjà d'obscurs ouvriers d'Allemagne creusaient le granité à force de bras, sans connaître dans leurs lugubres profondeurs ni le jour ni la nuit, presque sans air, infatigablement collés sur le fond de ces étroits couloirs faits pour le passage-d'un seul homme : merveilleux solitaires ! chaque année les voyait avancer de quelques pas seulement vers leur but, comme on en lit encore la preuve sur les murailles modestes de ces gigantesques monuments, et il y avait des lieues à faire ! mais ces fossoyeurs ou ceux qui les guidaient, ne se rebutaient pas ; leur œuvre était pour d'autres que pour eux : ils travaillaient en vue de la postérité. Et nous qui sommes* sur la terre aujourd'hui, nous nous servons des métaux sortis de régions qui, sans leur admirable et généreuse prévoyance, seraient demeurées, pour nous comme pour eux, éternellement inondées et inaccessibles. Cette piété dans le travail a peut-être sa gran-

deur aux yeux de Dieu, tout aussi bien que la piété mystique des Égyptiens qui ont appliqué leur puissant ciseau sur le granité, afin de jeter à la postérité l'immortelle énigme de leurs sphinx.