AUX FRAIS DB S. H. L'EHPBREOR

servait à eii boucher l'orifice dès que la charge était terminée. Le combustible employé était aa mélange de houille et de coke, mis sur la grille en couche de 20 centimètres d'épaisseur.

L'autel A , dont la hauteur dépassait un peu le niveau supérieur des cylindres, donnait à la flamme de la verticalité, et la voûte très surbaissée V la faisait circuler tout autour des cylindres.

La sole du four servait, soit à calciner dans des pots de terre le mélange nécessaire à l'alimentation des cylindres, soit à chauffer des pots de fonte dans lesquels se terminait, comme nous le verrons plus loin, la réduction du chlorure d'aluminium par le sodium.

M. Deville fait observer, et cela est possible, que l'on aurait pu, une fois que le four eût été bien échauffé , mettre des cylindres sur la sole même de ce four, où ils auraient reçu une température suffisante.

Le mélange employé pour la réduction était fait dans les proportions suivantes :

Carbonate de soude 30 kil.

Houille 13

Craie 5

78 H. DBVILLB. -^ ESSAIS MANUFACTURIERS

Ces trois matières, pulvérisées et tamisées, étaient mélangées à la main et tamisées de nouveau, de manière à faire un mélange très intime, que Ton introduisait dans des pots analogues à ceux qui servent à la fabrication du noir d'os. Les pots ainsi remplis de mélange étaient chauffés sur la sole du four dont nous avons parlé plus haut. M. Deville observe que cette forte calcination a un avantage assez considérable, en ce qu'elle permet d'introduire dans les appareils une plus grande quantité de mélange sous un plus petit volume, et que les mélangés sont moins facilement entraînés à l'état de poussière lorsqu'on les introduit dans le tube chauffé à une haute température.

Pour faciliter l'introduction du mélange dans les tubes, on en faisait des espèces de gargousses en gros papier ou en toile.

Nous renvoyons le lecteur aux détails que nous donnerons sur la fabrication telle qu'elle s'exécute à l'usine d'Âmfreville, pour la manière de charger les tubes, de les nettoyer, etc.

Dans ses expériences de l'usine de Javel, M . Deville pense que l'enveloppe réfractaire qui protégeait ses cylindres atténuait beaucoup les causes

AtfX FRAIS DE S. M. L'EHPEREUR. 79

de refroidissement diverses auxquelles ils se trouvaient soumis lorsqu'on ouvrait les portes du fourneau , ou que Ton remettait du charbon froid dans le foyer.

Quoique Texpérience ait duré une dizaine de jours avec des interruptions dangereuses pour l'enveloppe des cylindres, celle-ci était seulement fendillée, le lut compact et d'une résistance parfaite, cohérent, mais sans trace de fusion.

Aussi M. H. Deville termine^-t-il ce qu'il rap^ porte à ce sujet, en disant qu'il considère cette opération comme décisive pour le succès de la fabrication continue du sodium.

I7iilne d'AmfreirlIle-la-Hl-Vole.

Fabrication industrielle. — Méthode adoptée.

Nous arrivons enfin à la préparation manufacturière du sodium telle qu'elle s'exécute actuellement à l'usine d'Amfreville-la-Mi-Voie, près Rouen, la première qui ait été organisée, dès 1855, pour la fabrication spéciale de l'aluminium.

80 USINE d'amfrevillb-la-mi-voie<

Préparation du mélange. — Nous avons vu plus haut que les mélauges propres à produire le sodium consistaient essentiellement en carbonate de soude et charbon , auxquels on avait cru devoir ajouter une certaine quantité de craie pour rendre le mélange moins fusible et Tem pécher de se boursoufler. La présence de cette craie avait deux inconvénients : l"" elle augmentait l'impureté des résidus qui restent dans les cylindres après chaque opération, et rendait impossible l'introduction d'une certaine quantité de ces résidus dans des mélanges neufs ; 2'' elle produisait de la chaux qui, se trouvant mêlée intimement au carbonate de soude, donnait naissance à delà soude caustique lors du lessivage de ces résidus.

Nous sommes parvenus à supprimer complètement la craie et à donner au mélange une dureté convenable au feu, en augmentant suffisamment la proportion de charbon.

Après avoir amené sous une meule de granit la houille au degré de finesse convenable, on y mêle le carbonate de soude à la pelle, et le mélange est soumis à l'action de la meule jusqu'à ce que l'on n'aperçoive plus de grumeaux de sel.

PABEIC. INDUSTB. — HÉTHODE ADOPTÉE. 81

Calcination du mélange. — La calcinatîon s'effectue daos deux cylindres eu foDte de 2*° SO de long surO" 40 de diamètre. Ces deux cylindres sont disposés horizontalement dans un four à voùle surbaissée, et chauffés à l'aide^d'un petit foyer qui peutdonnerau plus la température du rouge vif. La âg. 14 donne une idée de ce four.

Fig. 14.

La calcination a pour but de chasser du mélange toutes les matières volatiles qu'il peut perdre, avant que le charbon ne commence à réagir sur le carbonate, et d'obtenir ainsi une matière propre à donner immédiatement du sodium lorsqu'on l'exposera à une température suffisante.

Dans cette opération, le mélange perd de l'eau.

83 USINE b'amfrbvillb-la-mi-yoib.

de l'acide carbonique, et des hydrogènes plus ou moins carbonés provenant de la houille ; il s'affaisse en subissant un certain ramollissement, devient plus dense, et contient alors beaucoup plus de matières sous un volume moindre, condition indispensable pour un bon dégagement de sodium. L'opération est terminée lorsque les gaz qui s'échappent commencent à prendre la teinte jaune caractéristique de la présence du sodium. A ce moment, le mélange est retiré des cylindres et étalé en couche mince sur le sol de Tatelier, qui est carrelé; il se refroidit promptement; il peut alors être relevé en tas et mis en cartouches.

Mise en cartouches. — La mise en cartouches du mélange rend les charges beaucoup plus promptes et plus faciles. La perte de matière en est de beaucoup diminuée ; le tube peut être complètement rempli, et la charge est pour ainsi dire instiintanée.

Réduction du fnélange. — L'opération qui doit produire définitivement le sodium s'effectue dans des tubes en fer de 10 à 12 centimètres de diamètre intérieur et d'une épaisseur qui peut va-

FABRIC. INDUSTR. — MÉTHODE ADOPTÉE. 83

rier de 5 à 30 millimètres, .fig. 15. Les tubes sont ouverts aux deux extrémités, dont l'une doit servir au chargement, et l'autre au dégagement. L'orifice de chargement se bouche avec

Fig, 15.

une bonde pleine en fonte, et celui de dégagement avec une bonde percée d'un trou pour recevoir le col des récipients (1). . # ^

Ces tubes sont disposés horizontalement sur un four très analogue aux fours de chaufferie employés dans les usines à fër (voir pi. 1), et peuvent être chauffés au blanc soudant. Il est fermé de manière à réserver les deux orifices des tubes et à permettre ainsi leur chargement et leur nettoyage.

Marche de l'opération. -^ Ceci étant bien compris, nous supposerons le four en feu, la grille

(1) La disposition que nous yenons de décrire nous est personnelle et fait l'objet d'un brevet pris par nous en 1855.

84 USINE d'amfrbville-la-mi-yoie.

bien dégagée de mâchefer et chargée d'une bonne couche de combustible, les tubes parvenus à la température du rouge blanc. Un ouvrier ouvre successivement Torifice de chargement de chaque tube et présente une rigole en tôle, fig. 16, con-

Fig. 16.

tenant la cartouche qui forme la charge d'un tube, tandis qu'un autre ouvrier la fait glisser rapidement dans l'intérieur du cylindre. Le tube se trouve ainsi chargé en très peu de temps, et l'on perd très peu de matière. Aussitôt il se fait un abondant dégagement de gaz, qui viennent sortir au dehors sous forme d'un long jet enflammé. Pendant les premiers instants, ces jets ressemblent beaucoup à ceux du gaz d'éclairage; ce sont surtout des gaz proto et bicarbonés provenant de la calcination de la cartouche et de la réaction du charbon sur l'eau que peut avoir absorbée le mélange par son exposition à l'air. La flamme de-

FABRIC. INDUSTR. — MÉTHODE ADOPTÉE. 8S

vient de plus en plus éclatante et prend la teinte jaunâtre caractéristique du sodium. Bientôt l'œil a peine à en supporter l'éclat; elle émet alors d'abondantes fumées de soude provenant de la combustion du sodium dont elle est chargée. A ce moment, l'ouvrier adapte les récipients, car le métal ne va pas tarder à se condenser.

Théorie de la réaction. — Lorsque le mélange a atteint la température à laquelle le charbon est susceptible de réagir sur le carbonate de soude, voici ce qui se produit : un équivalent de charbon s'empare d'un des équivalents d'oxygène de l'acide carbonique, et le fait passer à l'état d'oxyde de carbone, en y passant lui-même; un autre équivalent de charbon s'empare de Toxygène de la soude, et, mettant en liberté le sodium, produit un troisième équivalent d'oxyde de carbone. L'équation suivante représente cette réaction.

Na O Co^ + 2 C - 3 CO + Na.

Le sodium vient se condenser dans les récipients, et l'oxyde de carbone, entraînant une certaine quantité de ce métal, forme ces jets de flamme brillants qui se dégagent à l'extrémité des appareils. Tout ceci serait très simple, comme on le voit,

86 USINE d'amfbbtillb-la-hi-toie.

si l'action ultérieure de l'oxyde de carbone sur le sodium, prêt à se condenser, ne venait compliquer le phénomène, comme l'avaient si bien remarqué MM. Donny etMareska, dans leur travail s>Hrle potassium , et produire ces dépôts noirs et infusibles de soude et de charbon, qui font perdre toujours une proportion considérable de sodium. Nous avons dit plus haut quelles étaient les légères modiûcalions que nous avions apportées au récipient de MM. Donny et Mareska; mais ce qui étonnera peut-Ëtre, c'est que les dimensions de ce récipient se sont trouvées suffisantes pour nos cylindres de 1 mètre de long. En effet, plus l'appareil de condensation est petit, relativement à l'appareil de production, plus il échappe de sodium métallique à l'action destructive de l'oxyde de carbone. Fig. 17.

FABRIC. INDUST. — MÉTHODE ADOPTÉE. 87

Durée d'une charge. — La durée d'une charge dépend de Tintensifé de la chaleur et de la qua* lité des mélanges ; elle peut varier d'une heure et demie à quatre heures. On peut dire cependant que plus l'opération marche rapidement (jusqu'à une certaine limite, bien entendu), plus la quantité de sodium métallique obtenue est considérable. D'un autre côté, la durée des tubes est inversement proportionnelle à l'intensité de la chaleur.

Nous supposerons l'opération en bon train : les récipients sont placés ; ils commencent à s'emplir de sodium fondu, et les gaz, qui sont obligés de barboter à travers le métal, font entendre un bruit particulier, qui est l'indice d'une bonne marche. De temps en temps, un ouvrier armé d'une tringle dégage le col du récipient. Bientôt, s'il n'y prend garde, le métal déborde et vient couler au dehors; sans attendre ce moment, il doit l'enlever et verser le métal fondu dans une bassine contenant une certaine quantité d'huile de schiste. Pendant ce temps, un autre ouvrier replace un nouveau récipient.

Nettoyage des récipients. — Les récipients dont

S8 OSINB » AMFBKTItLE-LA-MI-TOIB.

on a fait couler le sodiuiu fondu sont encrassés par le mélange de soude et de charbon provenant de l'action de l'oxyde de carbone sur le sodium. Ce mélange est imprégné d'une assez forte proportion de sodium : il est tellement adhérent qu'il ne peat être détaché qu'à l'aide du ciseau; mais, pour supporter ce travail , la matière doit être préalablement refroidie dans l'huile; sans cela, elle prendrait feu sous l'action de l'outil. C'est poar remplir cette condition que, aussitôt qu'ils sont suffisamment refroidis, l'on plonge les récipients dans de l'huile de schiste contenue

dans des boites de fonte, Qg. 18. Au sortir de ces boites, ils sont nettoyés, ajustés de nouveau,

FABRIC. INDUSTR. — MÉTHODE ADOPTÉE. 89

et propres alors à recommeDcer le service. La table, fig. 19, sert au nettoyage des récipients.

Fig. 19.

^Nouvelle charge. — On s'aperçoit que le mélange contenu dans les tubes commence à s'épuiser lorsque Ton voit diminuer d'intensité, la flamme qui se dégage à l'extrémité du récipient, quoique le col ne soit pas obslrué.

Il faut procéder alors à une nouvelle charge de mélange, qui s'effectue comme la première, avec cette différence que l'on a eu soin de retirer préalablement du tube^ le résidu de l'opération précédente. Cette dernière opération s'effectue à l'aide d'un long refouloir dont la fig. 20 donne une idée.

Fig. 80.

90 USINE D'ÀMFaEYILLB-LA-MI-yOIE.

Remplacement d^un tube. — On s'aperçoit ordioairement qu'un tube est hors de service lorsqu'il ne produit plus qu'un faible dégagement, comparativement aux autres tubes. Le dégage»

ment peut même cesser tout à coup; il est urgent, dans ce cas, de s'assurer si réellement le tube est perforé, ce qui s'effectue avec une grande facilité, au moyen du registre. En effet, si, lorsque l'on vient à fermer complètement le registre, c'est-à-dire à intercepter tout tirage dans le four, la flamme reparait à l'orifice du tube, la perforation est manifeste, et l'on doit le vider immédiatement pour prévenir, autant que possible, l'épanchement de l'alcali fondu qu'il contient, et qui déterminerait ultérieurement la détérioration du four.

L'enlèvement du tube s'effectue au moyen d'une espèce de chariot (fig. 21) composé d'un axe mobile autour d'un essieu, qui est porté lui-même sur deux roues ; cet axe est une forte tige de fer, constituant un levier dont la plus petite branche est celle qui doit prendre les tubes, et dont l'autre est tenue par les hommes qui doivent effectuer la manœuvre. Une fois le tube retiré, on répare le mieux possible, avec du sable réfractaire, l'en-

FABRIC. INDOSTB. — MÉTHODE ADOPTÉE. 91

droit de la sole où il se trouvait placé, et l'on en replace UD nouveau.

Purilicalion du sodium. — Le sodium produit par les opérations que nous venons de décrire constitue le sodium brut. Il est sous forme de grosses masses fondues ou de grenaille, mêlées de quelques fragments de charbon et de soude. Avant de l'employer à l'extraction de l'aluminium, il doit £tre soumis à une purification qui devra le débarrasser des corps étrangers. Cette phase de la fabrication s'effectue de la manière suivante : Le sodium brut, bien égoutté d'huile

92 USINE d'ahfreyillb-là-mi-yoib.

sur un tamis de fer, est fondu dans une bassine de fonte chauffée sur un feu doux.

Lorsqu'il est fondu, on le puise à l'aide d'une cuillère de fer, et on le moule sous les formes que l'on juge convenable de lui donner.

Rendements. — Quoique le sodium se fabrique déjà en quantité considérable, et que son prix se soit beaucoup abaissé (le prix de revient à l'usine d'Amfreville est d'environ 30 fr. le kilogramme), les rendements s'éloignent encore tellement du rendement théorique, que le sodium produit ne représente guère que le vingtième du carbonate de soude employé.

D'après une note qu'ils ont adressée à l'Académie, le 13 octobre 18S6, MM. De ville, Rousseau et Morin auraient obtenu un rendement à peu près théorique. Malheureusement, la note n'expHque pas si ce rendement a été obtenu directement ou par l'utilisation successive de leurs résidus. Nous persisterons donc à ne donner en ce moment, aucun chiffre, dans la crainte d'induire en erreur.