S0^ AI'-' 0^ ) 4- S0% KO + 9 ( HO

il présente la même composition que \ alunite qui sert à préparer \cdun de Rome : ce dernier alun n'est que l'alunite calciné; l'eau se dégage et 2 équivalents d'alumine se séparent. Le lavage à l'eau conduit à l'alun ordinaire.

Alun d'ammoniaque. — L'alun ammoniacal se prépare (lirectement en unissant le sulfate d'ammoniaque au sulfate d'alumine ; ce sel cristallise en octaèdres comme le sel de potasse. Quand on ; le calcine, il laisse un résidu parfaitement blanc d'alumine pure. Les i propriétés générales, la solubilité, les usages de l'alun ammoniacal sont les mêmes que ceux de l'alun de potasse. Il a pour formule

3 ( SO^ ) , AP 0^ + S0^ ( Az H* 0 ) 4- ^4 ( HO ) .

Hydrosilicates d'alumine. — L'histoire des silicates d'alumine est de la plus grande importance pour le potier de terre. Les combinaisons de la silice et de l'alumine , abondamment répandues dans la nature^ jouent en effet un grand rôle dans la fabrication des poteries. Si les silicates anhydres simples que les minéralogistes connaissent sous les noms de dysthène , A'andalousite , de sillimani te, dont la composition est représentée par la formule

2(SiO^), 3(AP0^)

sont rares et sans applications industrielles , il n'en est plus de même des silicates d'alumine hydratés, qui sont au contraire trèsnombreux : ces sels occupent une place importante dans la couche qui forme l'écorce du globe que nous habitons , et leur mise en

œuvre par l'ouvrier intelligent transforme des matières sans prix ji en outils indispensables, en ustensiles de ménage, en objets d'art! du plus grand mérite. L'élude des hydrosilicates d'alumine conduit ! à celle des marnes, des argiles, des kaolins, etc.

Argiles. — Les argiles que nous présente la nature ont une composition variable entre d'assez grandes limites. Mais les corps qui portent ce nom réunissent un ensemble de caractères qui permettent de les réunir en un seul groupe ; ils donnent par l'exposition à à l'air un matière blanche ou grise , quelquefois colorée par des mélanges, douce au toucher et présentant au frottement une odeur particulière, s'écrasant facilement sous une faible pression.

L'argile desséchée happe fortement à la langue; quand on l'humecte et quand on la pétrit avec un peu d'eau , elle forme une pâte liante, plastique, durcissant par l'exposition à l'air et surtout lorsqu'on la soumet à l'action d'une température élevée. Délayée dans beaucoup d'eau, l'argile trouble le liquide et reste en suspension pendant un temps très-long , ce qui prouve la grande ténuité des parties qui composent le mélange au sein duquel elle nage en particules tout à fait impalpables.

Les argiles sont essentiellement formées de silice , d'alumine et d'eau ; aucun de ces corps isolés , aucune des combinaisons de ces corps deux à deux, n'a la propriété plastique; de plus, l'argile chauffée jusqu'à 200 ou 3oo degrés, et qui a perdu la majeure partie de son eau de combinaison, ne reprend plus la plasticité, quand on vient à l'humecter de nouveau. On ignore si les argiles sont des mélanges de divers silicates alumineux en proportions définies ; les proportions des trois éléments sont variables dans la composition des argiles, elles renferment en général, pour 100 parties :

et de l'eau dont la proportion s'élève rarement au-dessus de 18 pour 100. Les argiles les plus alumineuses sont aussi les plus plastiques; ce sont aussi celles qui contiennent le plus d'eau de combinaison. Elles donnent à l'analyse d'autres substances qui modifient leur couleur et leurs propriétés ; ces corps ne s'y trouvent certainement qu'à l'état de mélange.

Les argiles acquièrent par l'action du feu des propriétés remar-»

Alumine,

CHIMIE CÉRAMIQUE. ^^41 quables: elles prennent de la dureté, de la cohésion , de la retraite; toutes ces modifications dans leurs propriétés initiales ont été mises à profit par les arts.

Chauffées jusqu'à 100 degrés, elles ne perdent pas toute leur eau de combinaison, elles conservent leur plasticité qu'elles perdent complètement à 3oo degrés. Une température convenable les transforme en des matières qui ne sont plus entamées par l'acier ou qui étincellent par le briquet, qui ne se brisent, sous le choc ou sous la pression, qu'avec la plus grande difficulté. En même temps, elles prennent du retrait ou de la retraite, c'est-à-dire que leurs dimensions linéaires diminuent et quelquefois dans la proportion de 20 pour 100; les molécules se rapprochent par ce mouvement, et c'est sans doute à ce rapprochement des molécules comme à la combinaison qui peut en résulter, qu'il convient d'attribuer les modifications qui surviennent par la cuisson dans la cohésion et la dureté des pâtes céramiques.

La calcination les rend aussi plus facilement attaquables, surtout quand elles sont légèrement calcaires et qu'elles n'ont pas été sou- Fig. 34. mises à des températures trop élevées. La re-

traite des argiles a été mise à profit pour établir un instrument propre, dans certaines limites , à la mesure des plus hautes températures. Le pyromètre de Wedgwood, qui est représenté fi^, 34 et que nous décrirons plus tard en détail , est basé sur cette propriété.

Deux règles métalliques se croisant sous un angle très-aigu composent cet instrument ; de petits disques d'argile blanche infusible , tous de même diamètre, sont soumis à l'action du feu ; on juge par la diminution de leur diamètre , mesurée par la longueur de la course qu'ils peuvent faire entre les deux règles, la retraite qu'ils ont subie , c'est-à-dire la temmm'mmmm^ pérature à laquelle on les a soumis.

Les argiles, quand elles sont pures de tout mélange étranger, restent blanches à la température la plus élevée de nos fourneaux ; elles ne fondent pas : de là, la propriété réfractaire qui appartient à tous les silicates d'alumine ; seulement elles prennent une texture

serrée, compacte, analogue à celle du grès ou de la porcelaine; les argiles les moins ramollissables aux feux de nos fourneaux ne ' paraissent être ni les plus siliceuses , ni les plus alumineuses : , li celles qui sont très-alumineuses se ramollissent sensiblement, et !' les pièces qui sont façonnées avec ces argiles se déforment notablement. Il y a quelques proportions intermédiaires correspondant au maximum de résistance. Les températures très-élevées qu'on produit en petit par l'emploi du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène transforment les argiles en verre avec une très-grande facilité. !

Nous avons dit que les argiles admettaient en mélange des matières } étrangères : ces dernières sont nombreuses; tantôt elles sont disséminées en fragments beaucoup plus volumineux que les particules argileuses , tantôt elles ont le même degré de ténuité. Dans le premier cas, on sépare aisément les matières étrangères par un délayage dans l'eau suivi d'une simple décantation ; les matières très-ténues restent en suspension bien plus longtemps que les autres , bien que leur densité soit à très-peu près la même. Cela tient à ce que la force qui tend à précipiter les matières au fond du vase est pro- I portionnelle à leur masse , tandis que la force qui empêche leur pré- I cipitation est proportionnelle à la surface en contact avec le liquide, j Or les masses croissent comme les cubes des dimensions et les 1 surfaces comme les carrés seulement. La force accélératrice croît ainsi beaucoup plus rapidement que la force retardatrice , à mesure que les dimensions des particules augmentent.

En soumettant donc les argiles au lavage suivi d'une décantation, les matières qui ont un certain volume se précipitent au fond du vase ; presque toutes les argiles que nous offre la nature , laissent de la sorte déposer une quantité plus ou moins considérable de parties sableuses rudes au toucher ; ce sont :

i". Des grains de quartz reconnaissables à leur cassure inégale, r'n lamelleuse, à leur dureté, à leur couleur, à leur transpa-

nce, aux caractères que nous avons fait connaître en parlant de

tcide silicique;

11", Du feldspath moins dur que le quartz , dont les propriétés incipales nous occuperont plus loin;

3*". Du mica qui se présente en lamelles très-minces, larges, roslongtemps en suspension dans l'eau : le mica est souvent visible

CHIMIE CÉRAMIQUE. 243 dans les argiles elles-mêmes sous forme de paillettes brillantes ; les argiles micacées se divisent en lits de mince épaisseur;

4°. Des pyrites de fer : ces pyrites sont des cristaux ou des grains de bisulfure de fer, lourds, ayant l'éclat métallique et la couleur jaune du laiton ; les pyrites se trouvent souvent dans les argiles , surtout dans les variétés qui contiennent du bitume en quantité notable.

Les argiles contiennent encore d'autres matières qui sont intimement mélangées avec le silicate d'alumine et qu'on ne peut en séparer par la décantation : ce sont le carbonate de chaux, l'oxyde de fer, les alcalis et le bitume.

i''. On reconnaît le carbonate de chaux à la propriété qu'ont les argiles de faire effervescence avec les acides; une petite proportion de calcaire ne détruit pas la plasticité. Les argiles mêlées de calcaires prennent le nom de marnes. Les marnes sont plastiques et se travaillent assez bien quand elles ne contiennent pas beaucoup de calcaire, comme 10 ou 12 pour 100. Ce sont les marnes argileuses; elles acquièrent une grande dureté par le fait de la cuisson. On les emploie le plus ordinairement dans la fabrication des poteries communes.

Quand la proportion de calcaire dépasse une certaine limite , la matière devient plus solide et prend une texture plus compacte. Cependant il y a des marnes crayeuses qui ne présentent pas une très-grande consistance. L'argile, dans ce cas, se désagrège facilement sous les influences atmosphériques, et seule elle ne donne pas des pâtes réellement plastiques. Les marnes calcaires sont moins employées que les marnes argileuses dans les arts céramiques, et seulement comme matières dégraissantes.

i"". L'oxyde de fer se trouve fréquemment disséminé dans les argiles ; il les colore quelquefois en rouge , il est alors à l'état de peroxyde anhydre; d'autres fois en jaune ocreux, il est alors à l'état d'hydrate de peroxyde : dans ce dernier cas, les argiles rougissent par l'exposition au feu , le peroxyde anhydre étant beaucoup plus colorant que l'hydrate. Les argiles absolument dépourvues de fer et qui ne se colorent pas par la calcination sont excessivement rares. Quelquefois l'oxyde de fer est engagé dans la combinaison sous forme de silicate ou de carbonate.

Le carbonate de chaux et l'oxyde de fer qui ne diminuent la plas-

•i44 SEPTIÈME LEÇON.

ticilé de l'argile que lorsqu'ils lui sont mêlés en proportions notables, exercent une grande influence sur une propriété très-importante des argiles, la fusibilité.

Certaines argiles sont rendues fusibles à haute température par la présence d'une quantité même peu considérable de chaux ou d'oxyde de fer; aussi la plupart des poteries ordinaires fondentelles en une matière vitreuse à la chaleur d'un four à porcelaine; celles qui contiennent du fer donnent une matière vitreuse noirâtre, analogue aux scories des hauts fourneaux. J'ai dit plus haut que les argiles renfermaient quelquefois des pyrites en grains : ces pyrites sont très-nuisibles dans la fabrication des poteries , elles se transforment par le grillage en oxyde, et cet oxyde fait fondre toute la matière qui l'entoure en formant une cavité désagréable.

3°. Les argiles renferment généralement une petite quantité d'alcalis, potasse et soude, dont le poids s'élève jusqu'à î2 ou 3 pour 100. Les argiles plastiques des environs de Paris n'en contiennent que 4 à 5 millièmes ; on en trouverait certainement dans toutes les argiles. Une petite quantité d'alcalis dans une argile suffit pour la rendre ramollissable à la haute température de nos fourneaux; aussi les kaolins qui renferment 2 ou 3 pour 100 de potasse et de soude ne sont-ils pas complètement réfractaires : ces éléments ne communiquent aucune coloration au silicate d'alumine, même aux températures les plus élevées. La texture serrée semivitreuse et la translucidité qui caractérisent la porcelaine sont dues à l'influence des silicates alcalins qui fondent au feu de cuisson.

On peut admettre que , dans le plus grand nombre des cas , les alcalis que l'on rencontre dans les argiles proviennent des parties feldspathiques ou micacées qui s'y trouvent naturellement disséminées en particules tellement ténues , qu'elles ne peuvent être séparées de l'argile pure dans l'opération de la décantation.

4''. Les argiles et les marnes sont souvent colorées en brun, en gris ou en noir par des matières de nature organique, qui exhalent une odeur bitumineuse par le frottement et lorsqu'on les chauff'e ; elles peuvent être employées, comme les autres argiles, dans la fabrication des poteries, et les objets qu'on en fait peuvent acquérir et conserver au feu une couleur noire due au charbon qu'ils contiennent, quand la cuisson se fait à une température peu élevée, comme aussi, lorsque le charbon se brûle en certains points, on observe des

CHIMIE CÉRAMIQUE. 245 places incolores ou colorées en rouge si l'argile est ferrugineuse. Certaines argiles renferment des proportions considérables de matières analogues à la houille , et donnent des poteries noires que l'infusibilité du charbon rend très-réfractaires. Les creusets de plombagine employés dans certains cas sont faits avec cette sorte d'argile ; du reste , on les imite artificiellement en faisant un mélange d'argile et de coke pulvérisé.

Pour faire Tanalyse des argiles, on profite de ce que les argiles pures sont à peine attaquables par les acides faibles. On peut ainsi en séparer le calcaire et même l'oxyde de fer hydraté au moyen de l'acide oxalique ; le résidu peut ensuite être analysé comme nous l'indiquerons plus loin dans une Leçon spéciale , par une attaque à la potasse dans un creuset d'argent.

Il est convenable de faire précéder l'analyse de toute argile par une décantation en grand, opérée sur une quantité pesée de matière afin de connaître la proportion de sable qui s'y trouve. A cet effet, on délaye la matière dans l'eau , dans un vase d'une assez grande capacité ; on laisse reposer une ou deux minutes , puis on fait écouler la partie laiteuse avec la plus grande précaution pour ne rien entraîner du résidu sablonneux; on recommence l'opération de la même manière, en observant les mêmes règles, à plusieurs reprises, en mettant à chaque fois la matière en suspension , jusqu'à ce que l'eau de lavage ne reste pas très-sensiblement trouble après deux ou trois minutes de repos. On fait sécher les résidus afin de les amener au même degré de sécheresse que la prise d'essai , puis on pèse ; on examine ensuite à la loupe le résidu sableux formé des substances dont il peut être utile de déterminer la nature.

Les silicates d'alumine sont attaquables par l'acide sulfurique concentré et chaud, qui enlève une partie de l'alumine; un lavage avec une dissolution alcaline dissout la silice mise en liberté par ce premier traitement et celle qui, primitivement à l'état de liberté, pouvait exister en mélange intime avec le silicate alumineux ; on reprend par l'acide sulfurique pour décomposer une nouvelle portion de l'argile , et par la potasse pour dissoudre la silice que ce second traitement a rendue libre à son tour. On peut ainsi, par une suite d'attaques alternatives par l'acide sulfurique et la potasse, décomposer la totalité de l'argile proprement dite , et ne laisser à l'état insoluble que les matières étrangères telles que le quartz , le feld-

spath , etc., non attaquables par les acides et les solutions alcalines,

matières qui se trouvaient à l'état de mélange dans l'hydrosilicate

alumineux.

La liqueur sulfurique contient de l'alumine, du fer, de la magnésie ; on précipite le fer et l'alumine par l'hydrosulfate d'ammoniaque , qu'on éloigne ensuite l'un de l'autre par les procédés que nous indiquerons plus loin. Il reste des sulfates de magnésie et d'alcalis ; on les sépare comme nous verrons qu'il convient de le faire. C'est là ce qu'on appelle \ analyse rationnelle ^ c'est cette analyse qui permet de définir l'argile dans un but purement théorique et qui sert les spéculations de la science. L'analyse empirique , celle qui intéresse le potier, consiste à décomposer l'argile sans s'inquiéter de l'état de combinaison des éléments qu'elle contient : on détermine d'abord l'eau , par une calcination ; puis on attaque l'argile par la potasse au creuset d'argent , ou par le carbonate de soude au creuset de platine.

J'ai dit plus haut que l'argile cuite était plus attaquable par les acides que la même argile crue; MM. Vicat, Thenard et Berthier ont constaté cette propriété , mise depuis hors de doute par des expériences de M. Marignac. L'argile de Dreux, traitée par l'acide chlorhydrique , perd seulement les o , qi5 de son poids lorsqu'elle est crue, et près de o,45, quand elle est cuite. A une température très-élevée, la dissolution redevient très-difficile; les 0,08 du poids de l'argile seulement ont été dissous.

Une marne, soumise aux mêmes essais, a perdu, crue o,58 et cuite 0,60. Si l'on enlève le calcaire, l'argile crue laisse 0,70 et l'argile calcinée 0,95, c'est-à-dire o,3o de perte dans un cas et i seulement o,o5 dans l'autre. Ces résultats mettent hors de doute que la composition de l'argile exerce sur les différences qu'on pourrait observer une influence importante. La pâte de porcelaine crue perd 0,10 de parties solubles, tandis qu'elle n'en abandonne que 0,06 à l'état de dégourdi.

Quoique les méthodes d'analyse ne soient décrites avec tous les détails convenables que beaucoup plus loin, je n'ai pas cru devoir omettre ici quelques tableaux qui représentent les compositions et 1 les usages des principales argiles provenant soit du territoire fran- ' çais, soit des contrées environnantes. Beaucoup de ces analyses ont été faites au laboratoire de Sèvres par les différents chimistes 1

qui ont été successivement attachés à cet établissement, MM. Laurent, Malaguti, Marignac, Salvétat; quelques autres sont empruntées au Traité classique de M. Berthier sur les Essais par la voie sèche y tome I, pages 3o et suivantes.

Argiles des localités prises en France.