CHAPITRE V

LES SOURCES ET LES FONTAINES SALÉES. — ORIGINE GÉO- LOGIQUE DE CES EAUÏ. — LEUR COMPOSITION CHIMIQUE. — LES BATIMENTS DE GRADUATION, LEUR MODE DE CONSTRUCTION, LEURS RÉSULTATS. — INCONVÉNIENTS DES BATIMENTS DE GRADUATION. — LES BATIMENTS DE GRA- DUATION REMPLACÉS PAR DES CORDES, DANS LES SALINES DE MOUSTIERS, EN SAVOIE.

Les sources, ou fontaines salées, sont dues à des eaux d'infiltration qui, ayant traversé des gisements souterrains de sel gemme ou d'argiles salifères, reparaissent au jour, chargées de chlorure de sodium. Les terrains qui fournissent ces eaux sont le plus souvent les marnes irisées, le muschelkallc^ le keitper et quelquefois le lias, tous étages du terrain secondaire. Pour qu'on puisse les exploiter avec quelque avantage, il faut que les sources ou fontaines salées renferment 5 poui" 100 de sel, mais elles en renferment quelquefois plus de 12 pour 100.

Il arrive souvent qu'une source salée, contenant une faible proportion de sel, augmente de salure si l'on creuse, non loin de cette même source, et suivant l'inclinaison des couches salifères, un puits dans lequel on établisse des pompes pour épuiser les eaux douces qui circulent dans les profondeurs du sol. Ces eaux douces une fois évacuées, le degré de salure du puits d'exploitation augmente sensiblement.

Les sources et fontaines salées devant leur minéralisation au sel gemme, on pressent que la composition chimique des substances qui minéralisent ces eaux doit être à peu près celle du sel gemme. L'expérience confirme cette prévision. On trouve dans ces eaux, accompagnant le chlorure de sodium, des sulfates de soude, de chaux et de magnésie, avec des chlorures de calcium et de magnésium. En outre, elles sont, en général, saturées de sulfate de chaux. Le car-

bonate de chaux et le bicarbonate d'oxyde de fer peuvent s'ajouter aux eaux des sources salées, dans leur parcours à travers les terrains.

Les eaux salées exhalent habituellement une odeur bitumineuse, analogue à celle du sel gemme. Cette odeur est due à une matière carburée, qui s'y trouve en très-petite quantité, mais qui, se déposant, pendant l'évaporation, dans les chaudières, nuit beaucoup à la cristallisation.

Pour faire connaître la composition chimique des eaux des sources salées, nous citerons l'analyse des eaux de Duremberg, faite par le chimiste Heine, et celles des eaux de Hall et de Lunebourg, dues au même chimiste. Les deux premières représentent le degré moyen de minéralisation des sources salées, et la troisième le degré maximum de salure.

Composition de la source salée de Duremberg,

Chlorure de sodium 7,53

Chlorure de magnésium.. 0,12

Sulfate de potasse 0,08

Sulfate de chaux 0,56

Eau 91,71

Total........ 100,00

Composition de l'eau de la source salée de Hall.

Chlorure de sodium 7,40

Chlorure de potassium ... 0,16

Chlorure de calcium 0,17

Chlorure de magnésium.. 0,50

Sulfate de chaux 0,27

Eau 91,50

Composition de la source salée de Lunebourg.

Chlorure de sodium 24,67

Chlarure de magnésium. 0,30

Sulfate de potasse 0,03

Sulfate de chaux 0,33

Sulfate de magnésie 0,24

Carbonate de chaux, silice

et oxyde de fer 0,1 1

Eau 74,30

Pour extraire le chlorure de sodium des sources salées, il faut évaporer, avec le plus d'économie possible, l'eau qui tient le sel en dissolution. Le système qui sert à cette évaporation économique fut imaginé, au xvi'' siècle, ainsi que nous l'avons dit, dans la partie historique de cette Notice, par un médecin allemand, Pierre Abith. Ce système, connu sous le nom de graduation, s'est conservé, presque sans aucun changement, depuis trois siècles jusqu'à nos jours.

11 faut nous hâter d'ajouter qu'il a fait son temps. On le conserve encore dans quelques salines de l'Allemagne, mais, en France, il est complètement abandonné. Le dernier bâtiment de graduation qui existât dans les salines de la Lorraine, a été supprimé en 186S. Aujourd'hui, en France et dans presque toutes les autres parties de l'Europe, le système du forage remplace les bâtiments de graduation. Aussi abrégeronsnous la description de ce système.

Le bâtiment de graduation a pour effet de produire, par la simple évaporation à l'air, un commencement d'évaporation de l'eau d'une source salée. Pour cela, on fait tomber cette eau d'une certaine hauteur, en la divisant le plus possible, pour qu'elle offre à l'action du vent une vaste surface. Tout se réduit donc à un amas de broussailles et de fagots disposés sous un hangar, qui l'abrite de la pluie. Le hangar n'a pas moins de 250 à 300 mètres de long, et une largeur de 8 à 10 mètres. On l'oriente de manière que le vent qui règne le plus souvent dans la localité, puisse frapper tantôt l'une, tantôt l'autre des deux faces latérales de l'amas de fagots.

L'eau salée est amenée, par une pompe, à la partie supérieure du hangar, dans une rigole de bois qui règne par-dessus les fagots et parallèlement à leur axe. Des trous sont percés dans les deux planches- qui

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Fig. 353. — Bâtiment de graduation de la saline de Salzbourg.

servent à former chaque côté de la rigole ; et l'on peut, d'en bas, faire mouvoir ces planches au moyen d'une manivelle. En élevant l'une ou l'autre de ces planches percées de trous, on fait écouler l'eau sur l'un ou sur l'autre du côté des fagots, selon le vont qui souffle. L'eau salée tombe, de cette manière, sous forme de petits filets, sur les fagots d'épines ; elle s'éparpille dans sa chute, et mouille toute la surface des fagots, en présentant une grande surface à l'action du vent.

Une seule chute ne suffirait pas pour amener l'eau à la densité nécessaire. Après la première chute, une pompe reprend donc la même eau, dans le bassin oii elle s'est rassemblée en tombant des broussailles, et elle la ramène sur une autre série de fagots.

Au bout de sept à huit de ces chutes successives, l'eau a atteint une densité représentée par 14 à 20 degrés de l'aréomètre de Baumé.

11 serait inutile de pousser Févaporation plus loin, car la quantité d'eau qui pourrait s'évaporer ne représenterait pas la perte qu'on éprouve pendant cette chute, par l'effet du vent, qui, disséminant toujours au loin une partie du liquide, en fait perdre une quantité notable.

Quand l'eau est arrivée à ce degré de densité, il faut terminer son évaporation au moyen du feu.

Le bâtiment de graduation est ordinairement partagé en deux parties, dans le sens de sa longueur. On fait couler , sur la première rangée de fagots les eaux sortant de la source, et dans la deuxième celles qui ont subi une première chute. Les pompes sont placées dans l'intervalle des deux rangées ; elles sont mues ordinairement par une roue hydraulique.

Pour donner un exemple du degré decon-

traction que prend une eau salée par ces chutes successives, nous citerons une expérience faite dans l'usine de Soolen, près d'Alendorlf (duché de Hesse).

Cette eau salée, en sortant de la source, et au moment oij on la déversait sur le premier amas de broussailles, renfermait 4 p. 0/0 de sel.

Après la première chute, elle contenait S,42 p. 0/0 de sel.

Après la deuxième, 31 p. 0/0;

Après la troisième, 10 ;

Après la quatrième, 13 ;

Après la cinquième 17 ;

Après la sixième, 22.

Nous n'avons pas besoin de dire que la puissance d'évaporation dépend de la température de l'air. On ne peut donc faire fonctionner un bâtiment de graduation pendant les journées froides et humides de l'hiver. Aussi estime-t-on qu'il n'y a guère que deux cents jours dans l'année pendant lesquels un bâtiment de graduation produise un travail utile.

D'après les calculs approximatifs, la quantité d'eau que peut évaporer pendant un an ou deux cents jours seulement de travail, 1 mètre carré de surface de l'un des côtés du mur de fagots, est de 8 à 1 0 mètres cubes. On a constaté que sur cette quantité d'eau vaporisée, un dixième environ est perdu, par suite de la dispersion occasionnée par le vent, ce qui représente une perte de sel proportionnelle.

En s'évaporant sur les fagots de broussailleSjl'eau dépose toujours du sulfate de chaux. Sur les premiers fagots, ce sulfate de chaux est mélangé de carbonate de chaux et d'oxyde de fer. On est obligé de débarrasser de temps en temps les fagots de ces dépôts terreux, qui finiraient par les obstruer. Mais comme il n'est pas toujours possible de les nettoyer, il est plus simple de les remplacer au bout d'un certain temps.

Les fagots doivent être composés d'un bois

dont la surface soit irrégulière, pour que les gouttes d'eau ne se réunissent pas, ce qui nuirait à l'évaporation. C'est le prunier noir que l'on choisit de préférence, en Allemagne, pour cet usage. Les fagots sont placés sur des claies horizontales, supportées par des montants verticaux. Sans ces supports, les fagots inférieurs auraient à soutenir une trop grande pression ; ils se tasseraient et ne seraient plus assez perméables au liquide. Ces claies horizontales donnent, en même temps, la facilité de remplacer les fagots chargés d'incrustation.

La figure 3S3 représente un bâtiment de graduation, tel que nous venons de le décrire, et qui existe dans la saline de Salzbourg, dans le duché de Hesse. E, E, E, E, sont les claies horizontales, portées sur les montants verticaux. L'eau arrive dans la rigole supérieure. A, et se déverse sur l'autre côté des fagots. B, est le bassin qui reçoit l'eau après sa chute ; C, C, C, les filets d'écoulement de l'eau ; D, la masse de fagots. Parle mécanisme fort simple que nous avons expliqué, une planche de la rigole A, que l'on peut faire mouvoir d'en bas, donne à volonté l'écoulement à l'eau sur l'un ou l'autre des côtés du fagot. Une pompe sert à élever l'eau du bassin, B, après sa première chute, et à la ramener dans la rigole inférieure, pour la faire retomber sur une autre série de fagots.

11 est bon de faire remarquer que les bâtiments de graduation n'ont pas seulement pour but de concentrer les eaux salines. Par cette extrême division au milieu de l'air, l'eau salée perd le gaz acide carbonique libre qu'elle contenait, ce qui détermine la précipitation des carbonates de chaux, de fer et de magnésie. On sait que les carbonates de chaux, de magnésie, ainsi que l'oxyde de fer, sont maintenus en dissolution dans les eaux naturelles, potables ou non, par le gaz acide carbonique. Ce gaz acide carbonique est dissous dans l'eau par la pression qu'il subit à

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l'intérieur du sol. Mais quand il est amené à l'air libre, la pression cessant, le gaz acide carbonique, qui dissolvait les carbonates de chaux, de magnésie, de fer, se dégage et les sels se précipitent.

Le sulfate de chaux se sépare également des eaux salées pendant leur concentration dans les bâtiments de graduation ; de sorte qu'en définitive, l'eau arrive dans les chaudières privée de la plus grande partie des éléments étrangers au sel marin et presque réduite à la substance utile.

Les inconvénients des bâtiments de graduation pour l'évaporation des eaux salées sont aujourd'hui bien connus. 11 y a d'abord une perte notable de l'eau, perte qui augmente avec la hauteur de la chute et la force du vent. Cette perte n'est jamais moindre de 10 p. 0/0 du volume de l'eau, et elle peut aller jusqu'à 20 p. 0/0. En outre, la lenteur de ce procédé, l'espace énorme qu'il exige, ainsi que l'entretien des bâtiments, sont des inconvénients immenses inhérents à ce système.

On a fait, de nos jours, cette découverte, fondamentale dans la question, que la minéralisation des eaux salées augmente avec la profondeur des terrains à laquelle on les capte. Une eau ou une fontaine salée coulant à la surface du sol, est toujours peu chargée de sel. Mais si, sur le même point, on perce un trou de sonde, qui aille atteindre une nappe profonde de la même eau, cette eau aura une salure huit à dix fois plus considérable que celle qui coule librement à la surface du sol. De là, cette conséquence qu'il faut substituer le forage au système d'évaporation ' des sources coulant à la surface du sol. Les progrès immenses qu'a faits l'art du sondeur, et la précision qu'ont acquise les connaissances géologiques, ont amené, de nos jours, les propriétaires de salines à abandonner le procédé long et pénible que nous venons de décrire, et à lui substituer la méthode

du forage, qui donne, du premier coup, une eau aussi chargée de sel que l'eau de la mer, et que l'on peut, par conséquent, diriger immédiatement dans les chaudières, pour la concentrer par la chaleur et l'amener à cristallisation.

Nous ne terminerons pas ce sujet sans signaler une légère modification de ce procédé, modification qui a été réalisée, depuis plus de deux siècles, dans les salines de Moustiers, en Savoie. Dans cette usine, on remplace les bâtiments de graduation par de simples cordes tendues verticalement. Cet artifice active singulièrement la vaporisation de l'eau. On fait couler continuellement les eaux salées le long de ces cordes. En raison du sulfate de chaux qui s'y dépose bientôt, la corde grossit, ce qui augmente peu à peu la surface d'évaporation. On enlève, avec un racloir, le sulfate de chaux, à mesure qu'il se dépose, et on fait couler de nouvelle eau sur la même surface.

Le bâtiment qui sert à évaporer l'eau salée, à Moustiers, est long de 90 mètres. Au sommet du bâtiment sont placés des canaux de 13 centimètres de large, espacés entre eux de 13 centimètres. Des cordes sans fin de 7 à 8 millimètres de diamètre, passent dans des trous percés dans ces canaux, et sont maintenues par des solives au bas du bâtiment. 11 y a dans la toiture 24 fermes, dans l'intervalle desquelles se trouvent douze canaux, portant 23 cordes chacun, ce que fait 46 longueurs de cordes pour chaque canal. Comme chaque corde a 8 mètres 1/4 de longueur^ il a fallu plus de 100,000 mètres de corde pour construire tout ce réseau évaporatoire.

Une 7ioria élève l'eau, au moyen de seaux, et la fait arriver dans un canal qui règne dans toute la longueur du bâtiment. Ce canal la distribue dans d'autres plus petits, qui se trouvent entre chaque ferme. De là, l'eau passe dans les canaux qui supportent

les cordes, et qui sont munis d'échancrures, par lesquelles l'eau coule sur les cordes.

Les cordes verticales ont l'avantage d'éviter la perte d'eau déjà concentrée qui se fait dans les bâtiments de graduation, au moment des dernières chutes, par suite de révaporation et de l'éparpillement des gouttelettes entraînées par le vent. Aussi, à Moustiers, pousse-t-on le degré de concentration beaucoup plus loin que dans les bâtiments de graduation de l'Allemagne. On avait même essayé, à Moustiers, de terminer révaporation le long de ces mêmes cordes : on voulait y faire cristalliser le sel luimême. Mais on a dû renoncer à cette innovation; et aujourd'hui révaporation se termine dans les chaudières, comme dans les autres salines.