KH

Na^U 0,06 i,o3

IPO 8,09 10,09

26 CHAPITUE I. — MATIÈUES PLASTIQUES.

En groupant les alcalis avec l'eau de conslitution, comme le faisait Seger, on trouve :

2,oiSiOUl20^i,5iM20, i,93Si02Al2 0\i,65M2 0.

Ces deux formules diffèrent notablement de la formule de la kaolinite. En se rappelant que la muscovite est attaquable par l'acide sulfurique quand elle est finement broyée, qu'elle se trouve dans les mêmes terrains que le kaolin, on peut facilement expliquer les rapports moléculaires trouvés ci-dessus; la matière soliible dans SO^H- de la pâle japonaise peut être considérée comme un mélange de

de mica blanc GSiO^.SAl^Os.SM^O

3™°' de kaolinile GSiO^.S Al^Os.CM'- 0

laSiO^GAl^Qs.gM^O

Cette somme, divisée par 6, donne comme quotient

2SiO^AFO^r,5oM^O,

concordant avec la formule déduite de l'analyse et correspondant en poids à

5o,70 de mica blanc, 49, 3o de kaolinite.

Interprétée d'après les mêmes vues, l'analyse de la matière soluble contenue dans la pâte chinoise conduit à admettre qu'elle est formée de

I"'"' de mica rjSiO^.SAl^O^.SM'-O

6™"' de kaolinite laSiO^GAl^O» la.^MO

iSSiO^.oAPO^.iSM^O

La somme, divisée par 9, nous ramène à 2 Si 0' Al- O^i ,66]VPO identique à la formule de l'analyse citée ci-dessus.

Cette manière de voir a élé vérifiée sur un grand nombre d'analyses faites sur des kaolins de provenances très diverses et Ton a trouvé pour toutes une concordance satisfaisante entre

ARGILES. 27

les dlonnées analytiques et les calculs faits, en supposant que les fialcalis contenus dans la partie soluI)le y étaient apportés ])ar (du mica.

Le^s écarts que l'on observe entre les résultats de l'analyse et ceux'C des calculs, quand la teneur en mica est faible, s'expliquent par le fait que, dans ce cas, les erreurs d'analyse, portant sur dos nombres moindres, prennent une importance pins grande.

Lai présence de la potasse, signalée depuis longtemps par Mils<cheiiicb dans la partie soluble des kaolins, se trouve ainsi explliquée; c'est le mica qui apporte l'alcali. Si cette explication avaitt jusqu'ici écbappé à ceux qui s'étaient occupés de celle qnosstion, c'est parce que le mica blanc était généralement répiulé inattaquable par l'acide sulfurique, et qu'on n'avait pas consstaté que, finement pulvérisé, il acquiert une plasticité analoguie à celle des kaolins et que, comme eux à cet état, il se tient pen(dant un temps fort long en suspension dans l'eau alcaline.

2~ Argiles réfractaires. — On a pu retrouver également dans (les argiles réfractaires comme celles de Dreux, de Mussidan ( l)o)rdogne), d'Hesdin, analysées dans la môme suite de roclhercbes, la kaolinite comme constituant principal, associée à d'.'autres rocbes.

L/argile de Dreux renferme 22.8 de sable qnartzcux, celle de Musssidan i4 pour 100 de mica; enfin, dans celle d'Hesdin, nous tromvons une autre matière silicatée alumineuse, l'allopbane SiO-.APO-^/iH-O, dans le rapport de 20 pour 100. L'argile de Conulé (Seine-et-Oisc) contient de même de la kaolinite, mais à C(jt(é d'elle se trouve un silicate plus acide.

3^° Argiles à grès. — Les argiles des Gàlines et de Rambervilliers peuvent servir de types d'argiles à grès. Dans deux écbiantillons on a trouvé de la kaolinite et du mica, ce dernier en quantilé dominante dans la seconde, à côté de quartz et de déljjris de rocbes alumineuses. Une troisième argile provenant égailcment de Rambervillers a montré nettement une anomalie int(éressante. Sa teneur en magnésie est notable et la silice sohuble est en quantité plus élevée que précédemment. Le mélanige doit renfermer un silicate magnésien acide, peut-être de la Ibiotite; il est comparable à celui qui constitue les marnes.

^8 CllAPIlRE I. — MATIÈRES PLASTIQUIÎS.

4° Argile des manies. — Les marnes ont été considérées pendant longtemps comme des mélanges d'argile et de carbonate de calcium. Il ne semble pas que le silicate alumineux renfermé dans ces matières soit de la kaolinite. Il paraît y avoir dans ces argiles un silicate soit plus acide que la kaolinite, soit plus probablement un mélange de produits de désagrégation des rocbes.

La marne d'Argenteuil, employée aulrefois dans la fabrication de la porcelaine tendre, peutétre considérée comme contenani :

Craie 61,00

Matière ai'gilcusr 32, Go

îlumidilé 5,09

L'analyse conduit à une formule anormale :

4 58 SiO-^*-^^'^M°'"^^''^^ |o,o79K^O, ( Fe-^ 0 ' I 0 , 697 Mg 0 I G , 043 Na'- 0 .

On est amené à considérer la matière argileuse comme tolalement différente de la kaolinite. En traitantpar une solution de potasse on dissout une partie de la matière et on laisse un résidu soluble d;)ns l'acide sulfurique formant un silicate du type

formule se rapprocbant de celle que donne une des argiles de Rambervillers. Une marne, provenant de Branligny (Aube), amenait de semblables résuKats.

La formule déduite pour la partie soluble est

a,5oSiO=(M.,Fc..)0»J°'°?8^'"^^|»''fK'0 g3 I 0, i48MgO I o,o32Na-0

On voit, d'après ces exemples, que ces marnes diffèrent totalement des argiles proprement dites et qu'elles doivent renfermer un silicate magnésien.

AIIGILES. 29

0" Conclusions :

a. Lai kaol'mile aSiO-Al-O^aîPO esl rélémenl éminemment l)IiisliqLae qui conslilue la grande majoiilé des argiles.

b. Les alcalis que l'on rencontre dans les argiles y sont apportés surllout par la muscoviteou mica blanc.

c. La matière argileuse des marnes est de tout autre nature (lue la kaolinite, elle semble être formée par des débris de minéraux magnésiens.

Corps mêlés à l'argile; leur influence. — Nous venons de voir que la matière plastique n'est, pour ainsi dire, jamais seule dans les argiles, elle est toujours accompagnée de corps étrangers, corps dont l'influence peut avoir une très grosse importance au point de vue céramique.

Ces impuretés qui, sauf le mica très divisé, diminuent la plasticité de l'argile, peuvent se trouver dans l'argile dès son origine; elles peuvent aussi ne s'y rencontrer qu'accidentellement ou y avoir été amenées beaucoup plus tard.

1. Impuretés d'origines. — Les roches qui ont, par leur désagrégation, donné naissance à l'argile doivent naturellement avoir laissé des débris de leurs constituants dans l'argile.

Puisque ce sont les roches alumineuses qui peuvent contribuer à la formation des argiles, ce sont ces roches alumineuses que l'on peut présumer devoir se trouver à l'état de débris dans l^s argiles.

Le quartz et le mica sont particulièrement répandus. Toutes les argiles utilisées dans l'industrie céramique contiennent du sable siliceux (la silice accompagne constamment les matières argileuses). Les micas sont également associés à la kaolinile dans beaucoup de terres; ainsi dans certains matériaux plastiques, comme ceux qu'utilisent les Chinois, on rencontre des quantités considérables de muscovile.

Quoique les argiles aient pris naissance aux dépens de roches, dont le nombre doit être assez grand, on n'a pas encore rencontré avec certitude autant de débris rocheux ou minéraux qu'on pourrait le croire. Ainsi, le feldspath, dont on a semblé admettre la présence sans discussion dans les argiles,

3o CIIAPITRE I. — >lATIÈItES l'LASTlQLES.

n'a pas, à ma connaissance, été signalé avec une réelle ccrlilude. Il est toujours possible de se livrer à des calculs sur la composition de la petite quantité de matière qui constitue le résidu des attaques par l'acide sulfurique; mais, quand on examine de quel ordre sont les chiffres trouvés et les faibles poids qu'ils représentent, on est pris de doute sur les résultats, résull;its qu'il est difficile d'obtenir sans qu'ils soient entachés d'erreur, car ils résultent de spéculations sur des poids infimes.

Nous n'aurons, en somme, à considérer comme impuretés principales d'origine que le quartz et le mica. Quelquefois pourtant, on pourra rencontrer autre chose que ces deux minéraux, comme dans l'argile de Mussidan, les marnes; il sera sage, dans ce cas, de se limiter à l'indication débris de roches tant que de nouveaux travaux n'auront pas éclairci la question.

2. Impuretés accidentelles. — Les argiles qui ont été déplacées peuvent avoir été entraînées loin du lieu de formation par suite de perturbations géologiques; il n'y a rien de surprenant à ce que des corps étrangers aient été entraînés et se soient déposés avec elles. Tels sont les carbonates alcalino-terreux ou terreux (calcium, magnésium), les composés ferrugineux, le gypse, le rutile. 11 peut se produire, une fois l'argile déposée, des phénomènes chimiques.

Les pyrites de fer ne sont pas toujours intactes dans les a:giles; quelquefois, au contraire, elles sont complètement oxydées. L'argile dans laquelle il reste des pjrites devient poreuse, sous l'influence de la chaleur. Soumise à l'action d'une flamme réductrice, la pyrite se transforme en sulfure de fer friable, qui peut occasionner des fêlures. En feu oxydant, il y a production d'oxyde de fer et de composés oxygénés du soufre. Ces combinaisons sulfurées peuvent avoir de graves inconvénients dans la cuisson des poteries, dont elles altèrent les couvertes et leurs colorants.

L'oxydation des pyiltes dans le banc d'argile convertit en sulfates les carbonates que rencontre l'acide sulfurique; ces sulfates, pendant la cuisson de la terre, se détruisent, et nous venons de signaler les propriétés nuisibles des composés oxygénés du soufre.

ARGILES

L'oxycde de fer provenant des pyrites imprègne quelquefois complètement la masse et la matière apparaît alors avec une coloratiton brune ou jaune complètement uniforme. D'autres fois, les laclies ferrugineuses semblent partir d'un centre de rayonneMiient.

Les C(omposés du fer apportent de la fusibilité aux argiles; comme nous l'avons déjà dit, une argile riclie en fer ne peut être réfiractaire.

Il y ;a intérêt à éliminer les pyrites le plus complètement possible. Leur oxydation peut se produire au milieu du travail de l'argile. Les pièces façonnées et renfermant du sulfure de fer restent humides pendant un temps assez lot)g, en attendant leur complèile dessiccation. Chaque grain de sulfure s'oxydant amène forcément une destruction de l'homogénéité de la région argileuse avoisinanle; ce manque d'homogénéité provoque une rupture.

La chaux se renconlro surtout à l'état de carbonate. Ce carbonate estt quelquefois en morceaux compacts; souvent il est intimement mélangé à l'argile et c'est seulement un essai chimique qui en décèle la présence. Une grande quantité de carbonate de calciurm est désavantageuse dans la terre cuite. Le produit se gerce et perd sa cohésion. Chauffée à une température suffisante pour déterminer la décomposition du carbonate de calcium, elle contient alors de la chaux vive, dont l'hydratation peut produire de graves désordres.

La chaux à plus haute température peut former des silicates basiques plus fusibles que l'argile pure.

Nous verrons plus loin que l'on ajoute intentionnellement de la chaux à des pâtes soit pour leur donner de la fluidité (porcelaines) soit pour faire varier leur coefficient de dilatation (faïences émaillécs).

On trouve aussi du sulfate de calcium dans les argiles. Ce corps, si l'argile est faiblement cuite, se déshydrate simplement et se réhydrate sous l'influence de l'air humide en perçant la masse d'une multitude de canaux capillaires qui en font une matière gélive et diminuent sa solidité.

A haute température l'anhydride sulfurique se dégage et la base est silicatisée.

ClIAI'JlUK I. — MATIÈRES PLASTIQUES.

Le sulfate de calcium peut se former pendant la cuisson des produits, si la paie est calcaire, avec du charbon riche en pyrites. Il produit alors les accidents que nous venons d'énuinérer.

3. Impuretés récentes. — Les matières organiques (qui jouent un grand rôle dans la coloration des argiles), les résines, la lourbe, le bitume se rencontrent aussi dans les argiles, et les géologues admettent que ces sidjstances ont été amenées plus lard.

En résumé, nous trouverons surtout dans les argiles : des débris do roches (quartz, micas, etc.), des composés calcaires et ferrugineux (titane), des matières organiques (charbon, résine, etc.). A côté de ces corps dont la présence est fréquente, accidentellement on rencontrera d'autres éléments parmi lesquels nous citerons : le sodium, le plomb, le cuivre, le vanadium, le molybdène, le chrome, l'or, le cérium, etc. Ces corps seront à des états de combinaison différents et presque toujours peu abondants. Comme certains composés ont un pouvoir colorant assez intense, leur présence est facilement mise en évidence, tels sont les composés du vanadium, dans les argiles de Vanves, qui donnent à la surface de la terre cuite des dépôts verdàtres, et les composés du cérium qui communiquent à certaines argiles <lanoises une teinte jaune spéciale.

Extraction des argiles. — L'exploitation d'un gisement argileux demande à être faite méthodiquement, comme tous les travaux de ce genre. Généralement l'extraction des argiles se fait à ciel ouvert, quelquefois pourtant on est obligé de travailler sous terre.

1. Exploitation à ciel ouvert. — Quand les gisements sont voisins de la surface du sol, la manœuvre est peu compliquée. Les argiles sont extraites par gradins. Nous avons figuré ici un banc d'argile schématique. Il est recouvert d'une couche de terre figurée par des hachures; il s'étend sous le sol et s'élève au-dessus de lui en formant une colline. On commencera l'attaque du massif au niveau du sol et on la continuera jusqu'à ce que l'on ait obtenu un abatis d'une hauteur de i™, 5o à

ARGILES

L'ouvrier continuera d'enlever l'argile en se plaçant successivement aux points A, B, C, D et répétera la même manœuvre. Le trait ferme représente ce que devient la masse une fois le travail assez avancé pour que l'exploitation ait attaqué le banc dans toute sa profondeur à la fois au-dessous et au-dessus du sol. On a taillé alors dans le massif trois gradins sur lesquels on i)lace des ouvriers pour enlever l'argile. L'exploitation de la partie souterraine se fait de la même manière.

Fi g. I.

Le travail des ouvriers sur les gradins n'est pas sans présenter •des dangers. L'argile peut se fendre quand elle est trop sèche, devenir glissante par des temps humides. La production est petite et les efforts pour désagréger et arracher les mottes d'argile sont pénibles. On a remplacé le travail manuel dans certaines exploitations par un mode d'arrachement plus violent. On a recours aux explosifs (i)oudre, dynamite, roburite). On enfouit la cartouche dans un trou de mine d'au moins 2™ de profondeur et l'on provoque l'explosion soit au moyen d'une mèche à combustion lente, soit avec le courant électrique.

Voici les résultats que donnent les divers explosifs : i^'s de poudre désagrège iS"' d'argile, la même quantité de dynamite agit sur 38™' d'argile, enfin un semblable poids de roburite brise 4""' et en détache 8™'.

On a imaginé des appareils qui permettent d'opérer mécaniquement l'enlèvement des argiles. Nous citerons en premier Jieu une petite machine qui est utilisée pour arracher du sol la G. 3

34 CHAPITIIE 1. — MATIÈRES PLASTIQUES.

terre à briques. Elle se compose dans ses parties les plus essentielles d'une lame de fer formant couteau et d'une caisse en tôle. La caisse de tôle est supportée par une paire de roues qui permettent le déplacement de l'instrument. Derrière la caisse se trouve le couteau maintenu à une certaine distance par une armature en fer. La lame formant couteau est recourbée et, par le moyen de levier, on peut amener son tranchant en contact avec le sol. Quand le couteau est ainsi disposé, si l'on lire la cuvette en avant, le couteau vient arracher deslames déterre qui, suivant la courhe formée par la lame de fer, viennent tomber dans la caisse. Une fois cette dernière remplie on relève la raclette.

Pour l'exploitation de grandes quantités de terres plastiques on peut recourir à l'emploi d'appareils faisant mécaniquement l'arrachement de la matière. On a employé aux États-Unis des appareils de ce genre. Certaines machines enfoncent dans le banc un seau armé de dents. La manœuvre d'un jeu de leviers et de chaînes relève le seau et l'amène au-dessus d'un wagon de décharge dans lequel il se vide.

On se sert également d'excavateurs. Une semblable machine peut enlever jusqu'à 60"^' à l'heure (').

2. Exploitation souterraine. — Quelquefois les gisements d'argile ne se prêtent pas à l'emploi des modes de travail précédemment indiqués, la profondeur des couches exige le creusement de puits et de galeries. L'exploitation ressemble alors à l'exploitation des mines, elle nécessite une ventilation soignée et une substructure des galeries solide. Ce genre d'extraction est beaucoup moins répandu que le premier, il est aussi plus coûteux; aussi ne peut-il être pratiqué que pour des matières premières de bonne qualité.

On perce des puits de forme orbiculaire que l'on soutient avec des cercles de bois jusqu'à ce que l'on arrive à l'argile. Une fois au contact de la matière plastique, on élargit le puits, sans pousser trop loin l'augmentation du diamètre, de crainte d'éboulements. 11 est facile avec un treuil d'enlever les blocs d'argile au fur et à mesure de leur arrachement.

(') DuMMLER, Thonziegel Fabrikation, p. io5 et suivantes.

MATIÈRES NON ARGILIiUSES.

Pouir certains dépôts profonds, on forme une chambre au pied d'un puits. On donne à cette chambre de 2™ à 4"^ de hauteur et 3m 5tm (jg largeur. Pour continuer l'exploitation, on peut creuser d'autnes chambres dans les directions rayonnantes autour de la premi ère. Une fois ce travail effectué, il faut alors renoncer à pouss(er plus loin l'exploitation et recommencer à forer un nouveau puits dans le voisinage.

Les argiles compactes et résistantes de la formation carbonifère pieuvent être exploitées en galeries (Angleterre, Ecosse).