ENTRAIS PHOSPHATÉS D'ORIGINES DIVERSES

le traitement des jus sucrés, donnent au noir de raffinerie une valeur plus grande que celle du noir primitif; ils contiennent souvent 2 à3 pour 100 d'azote.

Les os dégélatinés et le phosphate précipité proviennent du traitement des os par des procédés spéciaux : action de la vapeur sous pression et cuisson des os pour retirer la gélatine, qui forme de 28 à 30 pour 100 de la trame osseuse. J'aurai occasion de faire connaître de plus près ces matières et leur préparation lorsque je m'occuperai des diverses formes de l'acide phosphorique employé comme engrais.

Parmi les déchets industriels qui contiennent à la fois de l'acide phosphorique et de l'azote, je citerai les suivants.

1 000 kilogrammes contiennent :

Désignation Acide Azote,

des engrais. phosphorique.

"" Kil. Kil.

Guanos de poissons. .' 13,8 8,5

Poudrette t 3à5 5à6

Poudre d'os 3,8 23,2

Animaux séchés et pulvérisés 6,5 14,0

Farine de viande 9,0 6,0

Les guanos de poissons^ d'un emploi peu répandu malgré leur richesse, se fabriquent principalement en Norvège et en Finlande. On s'en sert peu en France. La poudrette est le résidu de la dessiccation des matières de vidanges. La poudre d'os, dont la richesse et Tassimilabilité varient avec son degré de finesse et sa provenance, a perdu une grande partie de son importance depuis l'extension du commerce des phosphates minéraux.

174 l'épuisement du sol et les récoltes.

51. Les scories Thomas-Gilchrist. — Aux sources naturelles de phosphates que nous avons examinées jusqu'ici, les progrès de Tindustrie métallurgique sont venus, dans ces dernières années, en ajouter une du plus grand intérêt pour l'agriculture.

On sait que les minerais de fer sont pour la plupart phosphoreux : or le phosphore qui s'accumule dans la fonte, pendant le traitement du minerai au haut fourneau, a la propriété de rendre cassant le métal auquel il est associé. Le fer et l'acier, extraits par les procédés anciens, de minerais phosphoreux, retiennent donc des quantités de phosphore pouvant aller jusqu'à 3 pour 100 et qui rendent ces métaux impropres à un grand nombre d'usages industriels.

MM. Thomas et Gilchrist sont parvenus à enlever presque complètement le phosphore aux fontes et aciers dont je viens de parler, en opérant la fusion de ces métaux en présence d'un grand excès de chaux et de magnésie.

Le phosphore se concentre dans la scorie qui surnage le bain métallique, s'unit à la chaux et aux autres bases. La masse fluide, séparée par différence de densité, du métal purifié, est refroidie et constitue le produit que je désigne du nom de leurs inventeurs sous le nom de scories Thomas-Gilchrist ou scories de déphosphoration de la fonte.

La composition de ces scories varie naturellement avec la teneur en phosphore des fontes ou aciers traités et avec la quantité de chaux employée. Les nombreuses analyses qui ont été faites de ces scories montrent que leur composition varie dans les limites ci-dessous :

SCORIES DE DÉPHOSPHORATION. 175

Acide phosphorique 7 à 20 p. 100.

Chaux 40 à 45 —

Magnésie 3à 8 »*

Silice 6 à 8 »

Protoxyde de fer. 12 à 22 »

Protoxyde de manganèse 4 à 6 »

Suivant la quantité de chaux employée dans Topération de raffinage du métal, peut-être aussi diaprés la température à laquelle s'effectue l'opération, les scories se délitent plus ou moins facilement à l'air : il en est qui se désagrègent assez rapidement pour pouvoir être tamisées et employées directement, comme je l'indiquerai plus loin; d'autres exigent un broyage préalable qui élève notablement leur prix. Ces dernières sont généralement beaucoup plus riches en acide phosphorique que les scories facilement décomposables à l'air. Elles contiennent en général 15 à 18 pour 100 environ d'acide phosphorique. Les premières en renferment de 7 à 10 pour 100.

Le procédé Thomas-Gilchrist, qui constitue une véritable révolution dans la fabrication de l'acier, prend chaque année de l'extension, et la source de phosphate à bon marché et très assimilable par les plantes qu'il met à la disposition de l'agriculture, est un appoint considérable pour la fumure du sol européen. Quelques chiffres extraits d'une lettre que M. Gilchrist m'a adressée vont faire connaître l'importance de cette nouvelle source d'engrais.

La production d'acier et de lingots par le procédé Gilchrist s'est élevée en Europe, pendant l'année 1886, au chiffre de 1313 631 tonnes, en excédent de 368 314 tonnes sur la production de 1885. Dans ces deux années, la fabrication s'est répartie de la

176 l'épuisement du sol et les récoltes.

manière suivante dans les diverses régions du continent :

Tonnes métriques. Acier.

Angleterre 145 707 258466

Allemagne-Luxembourg- Autriche- Hongrie 617514 883859

France 130 582 122 711

Belgique et autres pays 51 514 48 595

Totaux 945 317 1313 631

La quantité de scories phosphatées correspondant à ces 1300 000 tonnes est de 394 000 tonnes, soit presque exactement 30 pour 100 du métal déphosphoré. Ces scories renferment en moyenne 15 à 16 pour 100 d'acide phosphorique (soit 32 à 35 pour 100 de phosphate de chaux). Si, d'après ces données, Ton calcule les quantités produites respectivement dans chaque pays, on arrive aux chiffres suivants de scories et d'acide phosphorique mis à la disposition de l'agriculture par la découverte de MM. Thomas et Gilchrist :

Pays de production. Scories Acide phosphor.

(en tonnes). (en tonnes).

Allemagne et Autriche 265 158 39 775

Angleterre 77 540 11 631

France 36 813 5 522

Belgique et autres pays 14 758 2 188

Totaux en tonnes 394 089 59188

Postérieurement à la lettre de M. Gilchrist, un document officiel, émané de la4)irection des Mines au ministère des travaux publics, m'a fourni les renseignements statistiques suivants sur la production des scories en France :

• SCORIES DE DÉPHOSPHORATION. 177

Quatre départements, comptant ensenible sept usines, concourent à cette production. Ce sont : Meurthe-et-Moselle, avec deux usines, à Jœuf et Mont-Saint-Martin ;

Meuse : deux usines, Commercy et Stenay;

Nord : deux usines, Denain et Trift-Saint-Léger ;

Saône-et-Loire : une usine, le Greusot.

La production et la vente des scories brutes dans ces sept usines se sont élevées en tout aux chiffres suivants, dans la campagne métallurgique de 4886 :

99325 tonnes de scories brutes ont été produites : sur ce tonnage un dixième seulement a été utilisé par l'agriculture, savoir H95 tonnes vendues en morceaux ou à Tétat de poudre grossière, provenant du délitement spontané des scories exposées à Tair, et 9655 tonnes livrées, après broyage et tamisage, aux cultivateurs.

L'agriculture a payé les 40 850 tonnes achetées 462095 francs, soit sensiblement en moyenne 46 francs la tonne. Le broyage des scories à l'usine, opération sur le degré d'utilité de laquelle je reviendrai plus loin, quintuple au moins le prix vénal des scories ; c'est un point essentiel à examiner.

Que représente, pour la fertilisation de nos terres, cette production annuelle de 400000 tonnes de scories ? Il est facile de le calculer.

Au taux moyen de45pour400d'acidephosphorique, cette quantité de scories met 45 000 tonnes de ce précieux agent à la disposition des cultivateurs : c'est de quoi fumer, à raison de 400 kilogrammes d'acide phosphorique à l'hectare, 45000 hectares. C'est peu de chose en comparaison de la surface cultivée de la France et l'on voit cependant que le dixième seu-

178 l'épuisement DU SOL ET LES RÉCOLTES.

lement de la quantité de scories disponibles a été utilisé par nos cultivateurs.

Depuis que, l'un des premiers, il y a quatre ans, j'ai appelé en France l'attention des agriculteurs sur la valeur fertilisante des scories et sur les avantages économiques de cette nouvelle forme d'acide phosphorique, de très nombreux essais ont été entrepris sur les cultures et dans les sols les plus divers.

Tous ont donné les résultats les plus favorables ; on a constaté, comme je l'avais annoncé, que les scories donnent, à poids égal d'acide phosphorique, des rendements égaux, sinon supérieurs dans beaucoup de cas aux superphosphates. Or l'acide phosphorique, dans ces derniers engrais, coûte, au minimum, aujourd'hui 45 à 50 centimes le kilogramme, tandis que dans les scories il* ne dépasse pas 20 à 27 centimes et tombe au-dessous de ce chiffre quand on emploie des scories en poudre grossière, dont le prix de revient est dégrevé des frais de mouture des scories fines.

Il me suffira, en attendant que j'aborde l'emploi des fumures pour les diverses récoltes, de signaler les bons résultats obtenus avec les scories, pour provoquer, je l'espère, dès l'automne prochain, l'emploi sur une plus grande échelle d'un produit qu'on ne saurait négliger à un moment où l'élévation des rendements économiques du sol doit s'imposer plus que jamais, en présence du prix peu élevé des produits agricoles.

Il est très peu de terres en France assez riches en phosphore pour se passer d'engrais phosphatés. Le produit secondaire dont l'invention de la déphosphoration de la fonte a doté lagriculture est donc

SCORIES DB DÉPHOSPHORATIpN. 179

d'une très haute valeur et je ne saurais trop recommander son emploi pour la fumure de nos sols, notamment en vue de la production des céréales. J'ai indiqué précédemment les usines françaises auxquelles peut s'adresser le cultivateur pour se procurer les scories Thomas-Gilchrist ; j'ai fait connaître leur teneur en acide phosphorique, variable de 8 à 45 pour 400, et leur richesse en chaux, 45 à 50 pour 400. Je voudrais insister maintenant sur un point capital pour l'emploi économique, celui qui a trait au degré de finesse de la poudre de scories.

Les scories Thomas-Gilchrist les plus riches (à 45 pour 400) sont très dures, elles se délitent lentement à l'air; aussi a-t-on, dès le début de leur application à la culture, songé à Ijbs pulvériser finement. Cette opération mécanique entraîne d'assez grands frais qui viennent grever le prix du kilogramme d'acide phosphorique dans ces scories. Les scories plus pauvres (8 à 40 pour 400), moins dures que les premières, se réduisent spontanément, par leur exposition à l'air, en poudre plus ou moins grossière. N'exigeant, pour arriver à l'état de poudre, aucun traitement mécanique, elles, sont livrées par les usines qui les produisent à un prix très inférieur à celui des scories impalpables.

Prises à l'usine, les scories en poudre grossière, provenant d'un simple tamisage à la claie, des morceaux abandonnés à l'air, se sont vendues de 2 fr. 50 à 5 fr. 50 les 4 000 kilogrammes, tandis que les scories riches pulvérisées finement valent, à l'usine, de 30 à 45 francs, les 4 000 kilogrammes. Si nous admettons que la richesse des deux produits diffère du simple au double, voici comment s'établit le prix de

180 l'épujsçment du sol et les récoltes.

revient du kilogramme d'acide phosphorique dans chacun d'eux.

1®' cas. — Scories grossières à 7,5 p. iOO d'acide phosphorique : 1 000 kilogrammes renfermant 75 kilogrammes d'acide phosphorique coûtent en moyenne 4; francs, soit 5 à 6 centimes le kilogramme pris à l'usine.

2® cas. — Scories fines à i5 p. iOO d'acide phosphorique : 1 000 kilogrammes renfermant 150 kilogrammes d'acide phosphorique coûtent en moyenne 35 fr. 40, soit 25 centimes le kilogramme pris à l'usine.

Supposons ces deux sortes de scories transportées par chemin de fer à la même distance de l'usine de production, et admettons que le prix de transport s'élève à 25 francs par wagon de 10 tonnes.

Le prix de revient du kilogramme d'acide phosphorique, dans les deux cas, sera le suivant :

lo Scories grossières : 75 kilogrammes d'acide phosphorique coûtent, transport compris, 5 fr. 50, soit 8 centimes, 8 le kilogramme.

2° Scories fines : 150 kilogrammes d'acide phosphorique coûtent, transport compris, 40 francs, soit 27 à 28 centimes le kilogramme. Ce dernier prix est à peu près celui de l'acide phosphorique dans les phosphates naturels, moins actifs que les scories; il est deux fois moins élevé environ que le prix de l'acide phosphorique dans les superphosphates.

Malgré le bon marché des scories en poudre fine, comparées aux autres sources d'acide phosphorique auxquelles peut s'adresser le cultivateur, il n'est pas cependant indifférent d'examiner s'il est indispen-

SCORIES DE DÉPHOSPHORATION. 181

sable de passer par la pulvérisation, s'il n'est pas préférable d'employer les scories en poudre grossière, coûtant trois à cinq fois moins cher environ que les premières.

Quatre années consécutives d'expériences sur céréales, blé et avoine, betteraves, prairies, arbres fruitiers, me permettent de répondre de la manière la plus catégorique à ce sujet.

Dans nos cultures expérimentales de l'École de Tomblaine, nous avons employé, depuis quatre années, M. Thiry et moi, des scories grossières provenant de l'usine de Mont-Saint- Martin, près de Longwy, titrant 7 à 9 pour 100 d'acide phosphorique et coûtant alors, rendues à l'École, 50 francs le wagon de 10 000 kilogrammes, soit 50 centimes les 100 kilogrammes. L'assimilation rapide de ces scories grossières a été évidente dès la première année, et les rendements considérables obtenus à leur aide sont là pour en démontrer toute l'efficacité, à l'état sous lequel nous les avons appliquées. Contrairement à ce qui a été dit et recommandé expressément par plusieurs expérimentateurs, les scories de déphosphoration dont la richesse ne dépasse pas 10 pour 100 sont parfaitement utilisées par les plantes dès la première récolte, sans qu'il soit nécessaire de recourir à la pulvérisation.

Les scories plus riches se délitent moins vite dans le sol, mais on peut aisément remédier â cet inconvénient en employant du premier coup une quantité de scories suffisante, en poudre grossière, pour répondre aux besoins de trois ou quatre récoltes successives. Dès la première année, l'effet des scories se fera sentir.

182 l'épuisement du sol et les hécoltes.

L'expérience ayant montré que les scories en poudre grossière sont très efficaces dès la première année, il me reste à indiquer la constitution des scories que nous avons employées depuis quatre années.

J'ai déterminé directement les proportions de poudre de finesses diverses qui forment le mélange livré par l'aciérie de Mont-Saint-Martin. Cette opération, effectuée avec soin sur un échantillon moyen . de ce produit, a donné les résultats suivants :

Poudre passant au tamis dont les mailles ont les dimensions suivantes :

En centièmes.

1/2 millimètre.: 3,0

1 millimètre 32,8

La poudre la plus fine ne figure donc que pour 3 pour 400 de la masse; encore est-elle loin d'être impalpable.

Il est facile d'expliquer comment au bout de très peu de temps la scorie se délite complètement dans le sol et s'y réduit en grains assurément plus fins que ceux que peut fournir la pulvérisation la plus parfaite.

Les scories renfermant de la chaux à l'état caustique, des métaux (fer et manganèse) à leur état minimum d'oxydation, l'air et l'eau, agissant sur la poudre grossière, carbonatent et hydratent la chaux, suroxydent le fer et le manganèse, opérations chimiques qui, en augmentant le volume des oxydes, amènent le délitement rapide des grains un "peu volumineux.

SUPERPHOSPHATE DE CHAUX. 183

Il n'y a donc aucune raison de ne pas employer pour la fumure de nos champs les scories en poudre grossière, les plus économiques de beaucoup.

52. Le superphosphatd de chaux. — Les divers phosphates que nous avons sommairement étudiés jusqu'ici renferment l'acide phosphorique à Tétat insoluble dans l'eau. Le phosphate de chaux naturel ou fossile (nodules, coprolithes, phosphorites , apatite, etc.) est du phosphate tribasique, c'est-àdire dans lequel l'acide est complètement saturé par la chaux qui entre dans sa composition, dans le rapport de trois équivalents de chaux pour un d'acide, d'où sa dénomination chimique de tribasique. Chaque fois que, dans le commerce des engrais, on parle de phosphate de chaux sans plus ample désignation, c'est du phosphate tribasique qu'il s'agit.

Pour des raisons théoriques que j'exposerai plus loin, lorsque j'aurai terminé l'examen sommaire des principales matières auxquelles l'agriculture a recours pour suppléer au fumier de ferme ou en compléter l'action, on a longtemps admis et enseigné la nécessité d'offrir aux plantes les matières fertilisantes à l'état soluble dans l'eau. On pensait alors que, pour être absorbés par les racines des végétaux, les aliments du végétal devaient, de toute nécessité, exister à l'état de dissolution dans le sol. De cette idée, sinon complètement erronée, mais tout au moins fort exagérée, est née l'industrie des superphosphates.

Considérant que les os et les phosphates naturels insolubles dans l'eau ne pouvaient être utilisés directement par la plante, on imagina de traiter ces

184 l'épuisement du sol et les récoltes.

matières par l'acide sulfurique, afin de transformer le phosphate tribasique en un autre phosphate ne renfermant qu'un équivalent de base pour un d*acide, composé que les chimistes nomment phosphate acide ou phosphate monobasique, et qu'on désigne dans l'industrie sous celui de superphosphate.

Cette industrie, qui prit naissance en Angleterre sous l'inspiration des premiers travaux de Liebig, remonte à 4842. Elle reçut bientôt une extension des plus considérables, et c'est par millions de tonnes que l'on compte aujourd'hui la fabrication des superphosphates en Europe.

Sans entrer dans aucun détail sur cette fabrication, j'en indiquerai le principe et je ferai connaître la composition générale des produits qu'elle livre à l'agriculture.

Le phosphate de chaux est toujours associé, dans la nature, à des quantités variables de carbonate de chaux, de silice, de fer et d'alumine et de quelques autres substances en petites quantités. Quand on mélange le phosphate naturel, plus ou moins finement broyé, avec de l'acide sulfurique étendu d'eau, ce dernier s*unit à deux équivalents de chaux pour former du sulfate de chaux (plâtre), et l'acide phosphorique reste combiné à un seul équivalent de chaux. La quantité d'acide sulfurique à employer est variable; elle dépend principalement de la teneur du minerai phosphaté en calcaire, qu'il faut, préalablement à l'attaque du phosphate par Tacide, transformer en sulfate de chaux. Le mélange pâteux obtenu dans ce traitement s'est fortement échauffé : par le refroidissement il se prend en une masse