CHAPITRE VI

Les métaux ne se rencontrent pas, en généra], dans la nature ilV^tat de pureté; ils sont combinés avec d'autres corps, tantôt avec i oxygène (oxydes), tantôt avec du soufre (sulfures); quelquefois aussi on rencontre leurs oxydes unis à l'acide carbonique et formant ce quon appelle des carbonates. Ces combinaisons di\erses sont désignées sous le nom de iinnerais métalliques^ et la métallurgie est l'ensemble des procédés suivis pour la transformation de ces minerais en métaux. C'est une des branches les plus importantes de l'industrie d'une nation, puisqu'elle est appelée à lui fournir les principaux matériaux employés dans la construclion' des machines. Elle a fait en France, depuis quelques années, des progrès considérables, surtout pour le fer, dont l'extraction ûODstitue l'objet de la plus considérable de nos industries métalluri?iques.

Le fer est avec la houille la plus grande richesse minérale de la France ; on l'y rencontre en assez grande abondance à l'état de minerai Recomposition et de qualités variables. Les variétés principales sont ^ oxyde de fer hydraté^ V oxyde rouye^ V oxyde magnétique et V oxyde 'fe fer carbonate.

Le rainerai de fer .qui, par l'importance de son extraction, occupe ^n France le premier rang, est un oxyde de fer hydraté, désigné, 'uivant les cas, sous les noms (ïhématite^ de limonite. Ses gisements ont tantôt des couches et amas placés parallèlement aux couches de errains stratifiés, tantôt des filons ou amas transversaux. Ce dernier

cas est le plus rare, et on le rencontre dans les mines de Vîcdenos (Ariége) et de Canizou (Pyrénées -Orientales), ^.e premier mode de gisement est celui qui se présente le plus souvent. C'est à cet état qu'on trouve la variété d'oxyde de fer hydraté dite mwef*ai oolifhique, qui donne lieu à une vaste exploitation dans les départements de la Moselle et de la Meurthe, aux environs d'Ottange, de Longwy, d'Hayange, d'Ars-sur-Moselle et de Frouard. Les départements de la Meurthe et de la Moselle ont produit en 1869 14 972 0(58 quintaux métriques de minerai , d'une valeur de ^ 749 210 fr. Le rendement en fer est de 28 à 40 pour 100.

La môme couche est exploitée dans d'autres régions de la France, notamment à Vicherey (Vosges), à Jussey (Haute-Saône), à Villebois {Ain), à lîi Verpillière (Isère) , et jusque dans l'Aveyron.

Citons aussi une couche qui est située à un étage plus élevé dans la série des terrains et a une grande importance métallurgique dans la Haute-Marne (Vassy, Saint-Dizier, Eurville), dans la Marne, dans l'Aube (Vandeuvre), dans la Meuse, dans les Ardennes (Grand-Pré), dans le Doubs (Métabiefj et dans le Jura (Boucherans). En 18ë9, la production de ces six départements a été de 4 034 093 quintaux, et la Haute-Marne figure dans ce total pour 3 837 196.

On rencontre aussi l'oxyde de fer hydraté en couches dans le département diî Saône-et-Loire, à Mazenay et à Changé. Ces deux mines servent à l'alimentation des usines du Creuzot qui n'emploient plus d'autre minerai indigène, mais qui consomment en même temps des minerais d'Algérie et de l'île d'Elbe. L'extraction s'est élevée, en 1869, h 2 564 140 quintaux métriques.

On trouve dans plusieurs départements de la France une autre \ariété de fer hydraté qui a aussi une grande importance; c'est Voxyde de fer en yrains ou minerai pisulithique. Il appartient aux terrains tertiaires. On l'exploite dans les départements du Cher, <le l'Indre, du Doubs, de la Haute-Saône, de la Moselle, de la Côt^ d'Or. Il ne forme pas de couches régulières comme les précédents :il , remplit des bassins ou des poches dans lesquels il est ordinairement i mélangé à Targile. Il est en général de bonne qualité, mais d'un prix <le revient souvent trop élevé pour les conditions actuelles de l'industrie du fer.

L'oxyde de fer ronge ^ désigné sous le nom de fer oligiste, se trouve en couche dans le déparlement de l'Ardèche, aux environs de la Voulle et de Privas : à la Voulte, la puissance de la couche est de 14 mètres; à Privas, elle est de 8",50 ; la production de ce département a été en 1869 de 2 602137 quintaux.

METALLURGIE DU FER. 01

U oxyde de fer magnétique constitue aussi un minerai depuis longemps célèbre par les fers d'excellente qualité qu'il produit en Suède 't dans l'Oural : il est à peine exploité en France dans les Pyrénées, nais depuis quelques années on supplée à son absence par Timporlation de celui qu'on extrait en Algérie dans les environs de Bône; ces importations ont exercé la plus heureuse influence sur la fabrication du fer et de Facier.

Le fer carbonate offre deux variétés : la première, dite fer spathique, se trouve dans les Alpes françaises et s'exploite aux environs d'Allevard et de Vizille dans l'Isère, et à Saint-Georges d'Hurtières dans la Savoie; la seconde variété, dite fer lithoïde^ est le principal minerai de fer en Angleterre ; en France, elle est peu exploitée.

Pour donner la mesure de l'importance qu'a en France l'extraction des minerais, nous dirons que le poids de minerai extrait, ayant subi les opérations préparatoires dont nous parlerons plus loin, a été, en 1869, de 34 616 721 quintaux, d'une valeur de 12 198 074 fr. L'extraction et la préparation avaient occupé 9987 ouvriers, dont le salaire s'était élevé à 7 362 758 fr.

Les mines de fer, par leur nombre et par l'importance de leurs produits, occupent en France le premier rang après les mines do houille ; elles ne fournissent cependant pas la majorité du minerai «nployc par nos usines à fer. Les nombreux gisements superficiels, désignés sous le nom de. minières^ concourent dans une plus large mesure à l'aKmentation de nos forges.

Les détails que nous avons donnés sur les travaux exécutés dans les houillères nous dispenseront de revenir sur les travaux analogues pratiqués dans les mines de fer. Nous prendrons donc le minerai à la sortie de la mine et de la minière pour suivre les opérations qu'il \a subir jusqu'à sa transformation en fer.

Les minerais de fer ne sont jamais soumis à des préparations préliminaires compliquées. Ils subissent ordinairement dans la mine un triage ayant pour but d'en séparer les matières stériles qui ont pu se mélanger avec lui pendant Textraction : ces matières stériles sont employées pour faire les remblais.

Après le triage, les minerais de fer ne sont soumis qu'à un simple débourbage ; cette opération consiste à séparer par l'action de l'eau les matières terreuses qui accompagnent le minerai. Dans le Berry, où l'on exploite un oxyde de fer en grains, formant des espèces de poches à une faible profondeur au-dessous du sol, on extrait généralement le minerai à ciel ouvert pendant l'été, et on l'accumule sur le bord

fieh trouâ où l'action des a^ients atmi^irphedcpitt tend à désagrej l'arsile: puis ^^ printemps sai^anU lijcsqiie les trf)us à^^ot rem| deaii. on y lave le minerai en le mettmt lians un panier à elai ^oia dit qnjppmf. (\ai (^t -juspendu à lVitr»^mIté d'un le\ier àcontei poids, et tme Ton fait lîsciUer de haut en bas dans Teaii. Le lu pénétrant à travers la dîiire-voie d.^siiiîré?e les matières terreuses^

se rjéparent^ se déposent ' Te^cavatiim qu'a pn>dui rexpIijLtation et servent à remblayer.

On emploie aussi pour lava^re des minerais des appareils app»*lé> patouilleU^ qui s<? •'oraposent . fî^. 69J liune cuve avant, la fo; • l'un dtemi-oylindre disposé] liorizonMleraent, et dans laqu' Ue coule un courant «l'eau : !e minerai, «:onstam- ; ment a^ité au milieu du -■

liquide par Taotion de bras CL^urbes en fer , tournant autour d'un même axe, se sef are de l'argile qui lenveloppe. L'eau bourbeuse s'écoule jKir un déven^/ir, et le fond de la cuve est muni d'une autre ouverture fermée pir une porte que Ton enlève de temps en temps pour retirer le minerai lavé.

Lurs^jue le minerai est en roche au lieu d'être en grains, il doit, avant le débourbage, être concassé à Taide d'appareils appelés bocards^ qui sont associés aux patouillets et se composent de pilons verticaux en bois, terminés à leur extrémité inférieure i»ardes socles de fonte. Ces i>ilons sont disposés verticalement à coté les uns des autres : un arbre horizontal, armé de saillies appelées cames, tourne derrière eux d'une manière continue. Les cames rencontrent dans ce mouvement des saillies om mentmmets placés sur les pilons, qui sont ainsi soulevés à une certaine hauteur, où ils sont abandonnés pour retomber de tout leur poids sur le minerai placé dans des auges situées^audessous deux.

Daiis certaines régions, comme la Savoie et TAveyron, le minerai <Mi nu lus est soumis à un grillage à Tair qui a pour but de le rendre

ïi*M, h.K — bi«:ar-i ^X patiiiiilkt.

oins dur, plus poreux, d'expulser l'eau et Tacide carbonique qu'il inrenne.

Les minerais étant préparés, il faut maintenant en extraire le fer. nous est impossible, dans un ouvrage comme celui-ci, de supposer mnus du lecteur les principes de chimie sur lesquels repose la létallurgie du fer, et d'étudier avec détails les réactions auxquelles le donne lieu. Nous ferons donc un exposé très-sommaire des uns et » autres.

Nous avons vu que les minerais employés à la fabrication du fer >nt ou des oxydes de fer^ c'est-à-dire des corps formés par l'union itîme du fer avec un gaz que les chimistes appellent oxygène, ou un trbonate d'oxyde de fer^ c'est-à-dire un corps formé par l'union itimede l'oxyde avec un gaz nommé acide carbonique. Le but que î propose le métallurgiste est d'enlever le fer aux corps avec lesquels est combiné. Pour simplifier l'explicMion, nous dirons tout de suite ue, lorsqu'on chauffe le carbonate d'oxyde de fer, il laisse dégager acide carbonique et se transforme en oxyde de fer, de telle sorte que lous pouvons supposer les choses réduites au cas unique où Ion emik)ie l'oxyde. Or, si l'on mélange de l'oxyde de fer avec du charbon, [u'on enflamme celui-ci et qu'on chauffe le tout dans un courant d'air «tif, le charbon brûlera en produisant des gaz, qui, en s'élevant au nilieu de la masse, prendront à l'oxyde l'oxygène qu'il renferme et 5 transformeront en fer métallique.

Mais le minerai employé n'est jamais pur: il est toujours mélangé une quantité plus ou moins grande de matières terreuses que Ton a traites du sol en môme temps que lui, que l'on désigne sous le nom ï gangue^ et qui ne sont jamais séparées complètement par les prétrations mécaniques dont nous avons parlé. Il faut donc isoler cette ingue qui se trouve mélangée au fer et empêcherait les particules étalliques de se réunir. Voici comment on y arrive dans la méthode le des hauts fourneaux. On ajoute au mélange de charbon et de inerai une substance capable de former avec la gangue un corps isîble appelé laitier^ qui surnagera au-dessus de la masse métallique . que l'on en séparera facilement (1). Mais, pour fondre le laitier, il ut arriver à une température très-élevée, à laquelle le fer se combine li-méme avec une partie du charbon et forme avec lui le corps que 3n désigne sous le nom de fonte. Aussi la fonte, dans la méthode des luts fourneaux, peut-elle être considérée comme un intermédiaire

(1) Lorsque la gangue du minerai est argileuse, la substance ajouU^e est du calcaire ot ippeilc caztint'f quand au contraire la gangue est calcaire, la substance ajoutée est de lure argileuse et s*appelle erbue.

iil liNDL'STIUES EXTIUCTIVES.

entre le rainerai et le fer. Cette fonte, après sa fabrication, sera traitée à nouveau dans des fourneaux spéciaux où elle sera fondue, et, pendant qu'elle sera liquide, on fera passer à sa surface un courant d'air actif qui brûlera le charbon qu'elle renferme et la transformera en fer. Cette seconde opération est appelée affinage de la fonte.

Dans les Pyrénées on suit une autre méthode, que l'on appdie méthode catalane^ et qui permet de fabriquer le fer en une seule opération sans faire de fonte. Cette méthode ne peut être em[»loyée que dans le cas où Ton a des minerais très-riches, parce qu'alors, au lieu d'introduire une substance destinée à fondre la gangue, on sacrifie! \ cet effet une partie de l'oxyde de fer lui-m^me. Mais le laitier fait avec i la gangue et l'oxyde de fer étant beaucoup plus fusible que celui des j hauts fourneaux, on n'est pas obligé d'élever autant la température, et le fer ne passe pas à l'état de fonte. On obtient ainsi une masse (jue Ton peut comparer à une éponge en fer ramollie et enfermant dans ses pores le laitier fondu ; en battant ensuite celte éponge à l'aide de puissantes machines, on en exprime le laitier et Ton agglomère le fer. La méthode catalane donne un métal d'excellente qualité, mais elle est peu emplojée : la Corse et les départements de l'Ariége, des Pyrénées (Ijasses-, Hantes- et -Orientales), sont les seuls où elle soit mise en pratique; elle a produit, en 1869, 71 75/i quintaux raélri- ((ues de fer, tandis (|ue la production des hauts fourneaux a dépassé 9 000 000. Nous ne décrirons avec détails que cette dernière méthode.