statistique décennale de

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montre que Texportation du nitrate du Chili ne représente pas même la quantité d'azote nécessaire pour combler le déficit annuel en azote du sol français. La France ne consomme que 230000 tonnes de nitrate, représentant 31 200 tonnes d'azote, alors que le déficit est de 273000 tonnes; notre importation n'est donc que de 11 °/odu déficit produit par le prélèvement des récoltes. Bien que l'exportation chilienne augmente de 4®/o par an, elle est donc loin de correspondre aux exigences des cultures européennes.

Je disais tout à l'heure que les évaluations les plus optimistes fixent à quarante ou cinquante ans l'épuisement des gisements chiliens. Quoi qu'il en soit de la justesse de ces prévisions, il est certain que, dans un temps relativement court, nous manquerons de nitrate de soude, à moins, ce qui est peu probable, qu'on ne découvre de nouveaux gisements abondants de ce précieux engrais.

Le nitrate de sonde est un engrais de premier ordre : malgré la faible consommation que nous en faisons, son emploi a pris une part très notable à l'élévation des rendements en céréales, en betteraves, etc., constatée depuis vingt-cinq ans.

Les cultivateurs qui l'emploient en obtiennent des résultats excellents, dont vous jugerez par quelques chiffres :

100 kilogr. de nitrate donnent, en moyenne, les excédents moyens de rendements suivants :

Céréales : 300 à 400 kilogr. de grain et la paille correspondante ;

Pommes de terre : 35 quintaux métriques ;

Betteraves : 55 quintaux métriques ;

Racines fourragères, maïs vert : 45 à 55 quintaux métriques.

En vous rappelant ces plus-values, dues au nitrate, je désire combattre Terreur cotnmise par certains cultivateurs qui, en présence de l'élévation des prix du nitrate, estiment qu'il faut cesser de l'employer. Grave erreur : par exemple, après un hiver et un printemps humides comme ceux que nous venons de traverser, l'emploi du nitrate s'impose. Les terres délavées par les pluies ont perdu une grande partie des nitrates qu'elles renfermaient ; ces sels, très solubles dans l'eau, ont été entraînés dans le sous-sol. Il importe donc de compenser ces déperditions par l'apport d'une quantité convenable de nitrate sur'les sols en culture.

L'augmentation de prix ne doit pas arrêter, dans l'emploi du nitrate, les cultivateurs soucieux de leurs véritables intérêts.

Le quintal de nitrate coûtait autrefois 18 fr. ; aujourd'hui, il coûte 25 à 27 fr. ; c'est un prix très élevé assurément ; mais, même à ce prix, les cultivateurs ont encore un intérêt certain à l'employer, à raison de son efficacité pour l'augmentation des rendements; je m'efforce, chaque fois que l'occasion s'en présente, de le leur démontrer.

Mesdames et Messieurs,

De ce que je viens d'avoir l'honneur de vous exposer, se dégagent quelques faits sur lesquels j'ai cru nécessaire d'appeler votre attention, pour vous faire pressentir l'importance de la découverte de MM. Birkeland et Eyde. '

J'espère avoir suffisamment mis en lumière les quatre points suivants :

1° La source unique, directe ou indirecte, de l'azote des végétaux réside dan^ l'atmosphère ;

2° La consommation de la végétation en azote est colossale ;

3** L'azote nitrique est l'aliment azoté, par excellence, de nos cultures;

4-** Les sources actuelles d'acide nitrique et d'ammoniaque sont absolument insuffisantes pour permettre, dans l'avenir, un accroissement des rendements de nos terres, proportionnels à l'augmentation régulière de la population blanche du globe.

Vous comprendrez, dès lors, l'intérêt qu'a suscité dans le monde savant la recherche de procédés économiques de transformation de l'azote, dont l'air nous office un réservoir gratuit, inépuisable, en l'une des deux formes aptes à nourrir les plantes : acide nitrique ou ammoniaque.

Sir William Crookes, qui présidait, en 1898, l'Association britannique, après avoir constaté l'insuffisance des approvisionnements en azote des gisements du Chili et envisagé leur épuisement à brève échéance, proclamait que la plus grande découverte qu'on doive attendre de la science est la fixation de l'azote de l'air sous une forme utilisable par l'agriculture. « Le laboratoire, disait-il, affranchira le

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monde de la famine {Starvation may be averted ihrough laboratory). » Il ajoutait : « C'est la science chimique et Tutilisation des forces hydrauliques, restées jusqu'ici presque sans emploi, qui préserveront nos descendants de cet effroyable fléau. »

Cette prophétie de l'illustre savant anglais est aujourd'hui accomplie. II me reste à dire comment, et j'entre dans le vif de mon sujet.

De 1903 à 1905, deux découvertes ont été faites, pour le plus grand bien de l'agriculture.

Le professeur Frank, de Berlin, en collaboration avec M. Caro, a réalisé la fabrication industrielle d'un composé que les chimistes appellent cyanamide de calcium et qu'on désigne, dans le commerce, sous le nom de chaux-azote {Kalk-Stickstoff), C'est une matière brune qui contient 20 à 21 '^/o d'azote. J'y reviendrai dans un instant. Au même moment, MM. Birkeland et Eyde ont réussi à fabriquer directement l'acide nitrique avec l'air seul, sous l'influence de l'électricité.

Une seule condition est commune à ces procédés de fixation de l'azote : l'emploi de l'électricité produite à Taide de forces hydrauliques. Le prix élevé du charbon exclut, en effet, complètement son emploi pour la production d'énergie électrique à un prix de revient assez bas pour permettre la production économique des nitrates ou des sels ammoniacaux.

Les deux procédés ne sont donc applicables que dans le voisinage de chutes d'eau considérables.

Je ne pourrais, sans sortir du cadre de cette causerie, m'étendre sur la fabrication de la chaux-azote ; je la rappellerai en quelques mots,

MM. Frank et Caro préparent la chaux-azote de la manière suivante :

Fusion, dans un four électrique, d'un mélange de chaux et de charbon. Insufflation, dans ce mélange, d'azote extrait de l'air parle procédé classique des labocatoires, consistant à faire passer de l'air dans un récipient contenant du cuivre métallique incandescent qui enlève l'oxygène. On refoule l'azote dans le four à carbure et on obtient un mélange de cyanamide de calcium et de charbon, titrant 20 à 21 */o d'azote. Cet engrais a donc la richesse du sulfate d'ammoniaque. Pour être assimilé par les plantes, il faut qu'il se transforme

dans le sol, au contact de rhumidité, en ammoniaque et en carbonate de chaux.

J'ai expérimenté deux années de suite, au Parc des Princes, ce nouvel engrais, sur céréales et sur pommes de terre. Les résultats de ces essais ont été satisfaisants : le cyanamide, à dose égale d'azote, comparé au sulfate d'ammoniaque et au nitrate de soude, s'est montré à peu près égal au sulfate et inférieur seulement de quelques pour-cent au nitrate de soude.

Avant de décrire le procédé électrique imaginé par MM. Birkeland etEyde, il convient de rappeler sommairement l'œuvre de leurs prédécesseurs et Tétat de la question, au moment où les savants norvégiens en ont abordé l'étude.

En 4771, en même temps que Lavoisier, Priestley isole l'oxygène. En 4776, Lavoisier découvre le protoxyde d'azote.

Il y a cent vingt-cinq ans, en 4781, H. Cavendish, l'illustre chimiste anglais auquel on doi^^ les premières connaissances positives sur les gaz, découvre l'hydrogène et la combustibilité de ce gaz. Ayant remarqué que l'hydrogène s'enflamme dans l'air, et que sa combustion donne naissance à de l'eau, il constate bientôt que le produit de cette combustion contient de l'acide nitrique.

La conséquence de cette première découverte est que l'azote est oxydable sous l'influence de la température produite par la combustion de rhyiirogène dans l'air.

En 4783, poursuivant ses expériences, H. Cavendish construit le premier eudiomètre basé sur la combustion de l'hydrogène dans l'oxygène, sous l'influence de l'étincelle électrique. Il montre que, dans cette opération, il se produit de l'oxyde d'azote, en même temps que de l'eau, et que cet oxyde se transforme en acide nitrique au contact de l'eau.

H. Cavendish a donc établi expérimentalement la formation de l'oxyde d'azote et celle de l'acide nitrique, sous l'influence de l'étincelle électrique.

Plus d'un siècle s'écoule sans qu'on ajoute rien aux faits fondamentaux découverts par le physicien anglais, à savoir, l'oxydation de l'azote atmosphérique par une action électrique et sa transformation en acide nitrique au contact de l'eau.

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En 1804, Davy, le premier, montre que Tare électrique est une flamme. En 1880, Sir James Dewar découvre la formation, dans Tare électrique, de nitrite et de cyanogène : il cherche à déterminer, à l'aide de lampes Siemens et de bougies Jablochkoff, actionnées par un courant alternatif de Méritens, la quantité d'acide nitreux produite. Avec la machine de Siemens, le maximum obtenu fut 804 milligrammes par heure; avec un courant de Méritens do haute intensité, le rendement le plus élevé en acide nitreux fut de 4 257 milligrammes par heure. L'énergie électrique employée n'est pas connue, mais M. S. Thompson(^) estime qu'elle devait être égale à 1 kilowatt environ.

Dewar conclut de ses expériences que de l'acide nitrique se forme dans l'arc, mais qu'il est réduit en anhydride nitreux au contact du charbon rouge des électrodes ou par une autre cause.

Plus tard, en 1892, Sir William Crookcs, par une expérience faite devant la Société royale de Londres, montre que l'azote donne naissance, au contact de Tair, sous l'influence d'un fort courant d'induction, à une flamme qui renferme des acides nitreux et nitrique.

En 1895, MM. Perot et Goupier entreprirent, à la faculté des sciences de Marseille, des recherches sur l'oxydation de l'azote atmosphérique par l'action de la décharge électrique agissant sur l'air naturel. Le courant alternatif à haute tension (plusieurs milliers de volts) traversait l'air contenu dans une ampoule. Cet air sans cesse renouvelé barbotait dans des absorbants convenables. Le maximum de rendement obtenu par ces savants, pour une certaine distance des électrodes et une certaine, intensité de courant, correspondait à 360 kilogr. d'acide monohydraté par kilowatt-an, l'année étant comptée de trois cent soixante-cinq jours et celui-ci de vingt-quatre heures.

En 1897, lord Rayleigh, au cours des recherches qui ont abouti à la découverte de l'argon, imagine un appareil pour réaliser l'expérience de Grookes sur une plus large échelle.

Dans un vase d'une capacité de 50 litres, lord Rayleigh détermine la production d'acide nitrique en y faisant brûler un arc (2 000 volts

1. Conférence faite à Londres sur le four Birkeland et Eyde. The Electrician, février

de tension) ; un jet d'une dissolution de potasse caustique coule dans le vase, tandis qu'on y insuffle un mélange de onze parties d'oxygène et neuf parties d'air, quantités théoriquement nécessaires pour la formation de peroxyde d'azote. En une heure, lord Rayleigh transforme 21 litres du mélange en acide nitrique, obtenant ainsi, pour une dépense d'un kilowatt-heure, environ 5Q grammes d'acide nitrique, ce qui correspondrait à 438 kilogr. par kilowatt-an.

En 1898, Sir William Crookes, exposant l'état de la question, voit dans les expériences de lord Rayleigh la possibilité de résoudre industriellement le problème posé par la nécessité d'augmenter les ressources alimentaires de l'homine. Les chutes du Niagara lui paraissent devoir se prêter économiquement à cette solution. Paitant des résultats de lord Rayleigh, Sir William Crookes calcule que si l'énergie électrique peut être obtenue moyennant une dépense d'un soixante-dixième de penny par kilowatt-heure, le nitrate de soude pourra être fabriqué à raison de 5 livres sterling par tonne, soit 125 fr., le prix courant du nitrate du Chili étant, à cette époque, de 7 livres 10 schellings (187 fr. 50) par tonne.

En 1903, Muthmann et Hofer poursuivirent l'étude de la question, mais les résultats qu'ils obtinrent (34 grammes d'acide nitrique par kilowatt-heure) n'étaient pas encourageants au point de vue d'une entreprise industrielle.

Deux autres physiciens, Mac Dougall et Ilowles, font de leur côté des expériences dans la même direction. Ils arrivent à produire une certaine quantité d'acide nitrique. Leurs recherches les amènent à constater la dissociation rapide, à haute température, du peroxyde d'azote en azote et en protoxyde d'azote. D'après eux, la production de l'oxyde d'azote doit être obtenue dans certaines conditions ne permettant pas cette dissociation. Ils signalent, à ce propos, la nécessité d'éloignev rapidement l'arc électrique de la zone incandescente, afin de prévenir la décomposition du peroxyde d'azote.

En 1902, se fonda VAtmospheric Product Company, qui tenta en Amérique, aux chutes du Niagara, la production industrielle de l'acide nitrique.

Une usine d'essai fut installée pour appliquer les procédés de Bradley et Lovejoy qui donnèrent d'assez bons résultats comme pro-

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duction d'acide par kilowatt, mais qui nécessitaient des appareils trop compliqués pour en assurer le succès industriel. Depuis Tété de \90Ay l'usine du Niagara a cessé de fonctionner.

Les appareils de Bradley et Lovejoy sont cependant très intéressants. Ils consistent essentiellement en un tarabouh ou cylindre métallique d'une hauteur de 1",64 et d'un diamètre de l^ySS, dont la figure 2 représente une coupe suivant le diamètre du cylindre. La paroi intérimre de ce tambour est garnie d'un grand nombre d'électrodes disposées suivant le rayon et formées de courtes pointes de platine.

Fig. 2. — Coupe du système de tambour tournant, de Bradley et Lovejoy.

Dans l'intérieur de ce lambour se trouve un cylindre de moindre diamètre dont la paroi extérieure est garnie d'électrodes de platine.

Dans la rotation dont on anime l'un des tambours, les pointes des deux cylindres arrivent au contact les unes des autres. Les deux tambours communiquent avec les pôles d'un courant continu à une tension de 8000 à 10000 volts. Lorsque les pointes se trouvent assez rapprochées les unes des autres, il se produit des arcs électriques dont le mouvement tournant amène rapidement l'allongement jusqu'à leur extinction.

Dans l'espace resté libre entre les deux tambours, on insuffle de l'air qui se transforme partiellement, au contact des arcs lumineux, en oxyde d'azote. Le principe de celte invention repose sur la pro-

ACIDfi NITRIQUE 2

duction d'aros lumineux ayant une aussi grande longueur et une section aussi petite que possible, de manière à ce que leurs surfaces soient léchées par le plus grand volume d'air possible.

Or, on sait qu'un arc électrique ordinaire, de grande énergie, est dense et volumineux et qu'on ne peut pas le faire traverser par une quantité d'air proportionnelle à son intensité énergique. C'est la cause pour laquelle l'arc électrique ordinaire ne peut pas être favorablement appliqué à l'oxydation de l'azote atmosphérique.

C'est pour cette raison que Bradley et Lovejoy ont eu recours à une voie détournée, leur permettant de diviser un arc de haute énergie en une infinité de petits arcs : ils sont ainsi arrivés à produire jusqu'à 414000 étincelles dans un appareil de 5 kilowatts. Ils ont réussi à oxyder l'azote de Tair d'une manière satisfaisante, mais on se rend compte aisément des difficultés techniques auxquelles Bradley et Lovejoy se sont heurtés dans l'application (^).

L'expérience du Niagara a montré que des appareils de cette nature ne peuvent être utilisés industriellement ; non pas que leur fonctionnement soit mauvais, mais parce que le prix de revient de Tacide nitrique produit est trop élevé pour qu'on puisse obtenir du nitrate dans des conditions favorables de lutte avec le nitrate du Chili.

UAtmospheric Product Company croyait, en utilisant 150 000 chevaux pris sur les chutes du Niagara, pouvoir alimenter le monde entier en nitrate de soude, mais, comme je l'ai dit, l'usine a cessé de fonctionner.

Presque au même moment, deux savants suisses, MM. Kowalski et Mozciki, firent à leur tour, à Fribourg, des essais de fabrication de l'acide nitrique par voie électrique. Ils eurent recours à des courants alternatifs à très haute tension (50000 et jusque 75000 volts). Ils obtenaient ainsi des fréquences de courants, qu'on nomme périodes, allant jusqu'à 10000 par seconde. Les électrodes employées étaient en aluminium. Une société d'essai fut constituée à Fribourg, en Suisse, pour essayer d'exploiter le procédé. Mais là, une fois encore, jusqu'à présent au moins, le succès n'a pas répondu aux efforts tentés dans cette direction.