CHAPITRE VIII
EXTRACTION UU CaLORCnE DE SODIUM DES EAUX DE U MER. — rROPRlÉTÉS PHYSIODES ET CHIMIQUES DE l'eAU DE LA MER. — SA COMPOSITION CHIMIQUE AUX DIFFÉ- HEXTES LATITUDES.
Les bancs de sel gemme, les argiles salifères, les fontaines salées, sont les sources de chlorure de sodium propres aux continents. Mais la grande source, l'inépuisable approvisionnement de chlorure de sodium, tout le monde le sait, c'est l'eau de la mer. Ce réservoir de chlorure de sodium est tellement colossal ({u'auprès de sa masse incommensurable, les quantités de sel disséminées sous le sol des continents, ne sont que d'insignifiantes fractions. Lorsque le prix des transports sera suffisamment abaissé, lorsque les voies de communication rapide et économique se seront multipliées, il est
certain que le chlorure de sodium cessera d'être retiré des mines ou des fontaines salées, et que le produit extrait de la mer suffira à. la consommation du monde entier, quelle que soit la situation du consommateur au point de \ue géographique. En France, du reste, cet efl'et commence à se produire ; les sels recueillis sur nos côtes vont se mettre en concurrence avec les produits ignifères de l'Est, aux lieux mêmes de leurproduction, et ce qui existe déjà en France sur une petite échelle est l'indice certain de ce qui arrivera partout dans les siècles prochains.
Puisque c'est l'eau de mer qui est la grande source industrielle du chlorure de sodium, nous devons étudier avec un soin particulier cette eau, tant sous le rapport physique qu'au point de vue chimique.
Et d'abord quelle est la cause de la minéralisation de l'eau de la mer"? D'où proviennent les substances salines qu'elle renferme en quantité si considérable ? Voilà une question qui embarrasse singulièrement les gens du monde, et à laquelle tous les savants ne seraient pas en état de répondre.
Pour expliquer l'abondance des sels dans l'eau de la mer, il faut remonter à la formation même de notre globe : la cause de la salure de l'eau de la nier est une cause géologique.
A son origine première, notre globe était liquide et entouré de vapeurs de toutes sortes.* En se refroidissant dans sa course à travers l'espace, il passa à l'état solide, et les vapeurs d'eau qui l'entouraient et lui faisaient une sorte d'atmosphère, se condensèrent et retombèrent en pluies brûlantes à sa su rface . Ces eaux ruisselèrent sur toute l'étendue de la sphère terrestre, depuis les plus hautes montagnes jusqu'aux plus profondes anfractuosités du globe. Les pentes, les déclivités du sol, eurent ensuite pour résultat de réunir la masse de ces eaux dans les grandes vallées et dans toutes les parties
bassesdu globe. Ainsi se formèrent les mers.
Mais les eaux qui avaient lavé toute la surface terrestre, avaient dissous tous les éléments solubles de cette surface. Par conséquent, les eaux accumulées dans ces cavités et bas-fonds que nous nommons les mers, se trouvèrent chargées de toutes les matières solubles qui existaient sur le sol du globe primitif.
Le même phénomène qui s'est produit aux temps les plus reculés de l'exislence de notre planète, continue de nos jours. Les pluies tombant sur le sol, se chargent de tous les principes solubles qui s'y trouvent, puis les rivières et les fleuves les conduisent à la mer.
Ainsi l'eau de la mer est la grande eau minérale, c'est l'eau minérale par excellence ; elle renferme tout ce qui est susceptible d'être dissous par l'eau à la surface du globe. Étudions cette eau, sous le rapport de ses différentes propriétés.
L'eau de la mer a une odeur particulière, qu'on appelle odeur de marée et qui est sensible surtout près des côtes. Cette odeur rappelle celle des substances organiques en voie de décomposition. Elle est aussi incolore que l'eau pure quand on la regarde en petites quantités ; mais vue en grandes masses, elle présente une couleur bleue-verdàtre.
La couleur de la mer n'est pas identique partout, et les différences tiennent à diverses causes, telles que les substances organiques ou minérales qui tapissent le fond et dont la couleur est variable^ ou les matières étrangères qui se trouvent mélangées dans la masse même de l'eau. La coloration de la mer Rouge s'explique, selon Ehrenberg, par la présence à'oscillaires, que l'on a rangés tantôt dans le règne végétal, tantôt dans le règne animal. La couleur légèrement rougeàtre qu'on remarque dans l'eau de la mer qui baigne les côtes de la Californie, est également attribuée à des animalcules micro-
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Fig. 3C3. — PUiji el profil d'un marais salant du Brouage (Charente-Inférieure).
V, viisière ou jas. — A, canal à écluse faisant arriver l'eau de la vasière dans le cohier. — B, cobier ou réservuii' d'oau. — C, gounnas ou canal faisant arriver l'eau du cobier dans les couches, — D, couches ou premier bassin de concentration (également appelé /iire). — E, faux gourmas, canal faisant arriver l'eau du fare dans le muant. — FGHP, canal de communication et muant ou uderne, deuxième bassin d'évaporation. — I, mort, troisième bassin. — I, Q, aires ou œillets, dans lesquels on recueille le sel cristallisé. — M, O, muloris, ou petits tas de sel. — T, S, grands las de sol, ou vaches.
sco[iit[ucs. La couleur bleue des eaux de la Médilenaiiée , s'explique par quelques ellets particuliers d'optique.
La saveur de leau de la uier est caractéristique. Ce liquide est toujours d'un goût sauinàtre et nauséabond.
La tcm|iérature de leau de la nier varie suivant les latitudes. Dans les régions équatoriales, le niaxiiuuiii de la température de
l'Océan est de 27° centigrades. Cette température s'abaisse graduellement à mesure qu'on se rapproche de l'un ou de l'autre pôle. Sous toutes les latitudes, la température s'abaisse avec la profondeur de la mer. A l'équateur, par exemple, lorscjue les vagues sont à la température de 27' centigrades, l'eau qui se trouve à la profondeur de 4,000 mètres, ne marque au tbermonièlre que
-\- 2 degrés. D'après le capitaine Sabine, l'eau de l'océan Atlantique, tandis qu'à sa surface le llierniomètre indiquait 28°, marquait 7° à la profondeur de 1 833 mètres.
Suivant de Huniboldt, la température de la surface de la mer est plus basse dans le voisinage des côtes qu'au large.
La densité de l'eau de la mer est variable l)arce que la quantité des sels qu'elle renferme varie légèrement selon les latitudes. La densité de l'eau de l'océan Atlantique est de 1,027; celle de la Méditerranée, entre Gibraltar et Malte, de 1 ,028, et entre Malte et Alexandrie de 1,029. Les eaux de la mer Rouge, au nord du golfe de Suez, ont pour densité, 1,039, celles de l'océan Pacifique, d'après l'amiral King, 1,026.
D'après Marcel, l'eau de la Méditerranée est la plus dense des eaux de mer, et celle de la mer Glaciale, la plus légère. La densité deseaux de toutes lesautresmers extérieures est intermédiaire entre ces deux extrêmes.
Un naturaliste voyageur, M. Roux, a déterminé, en 1804, la densité moyenne des eaux de la mer dans l'hémisphère Nord. Elle est de 1,028 dans l'extrême Nord; tandis que les eaux des mers australes, au delcà du tropique, ont fourni au même expérimentateur une densité moyenne de 1,027. Enfin, un grand nombre d'observations ont permis à M. Roux de représenter la densité moyenne des eaux de mer de rhémispbère Sud, par 1,027.
La compressibilité de l'eau doit accroître sa densité dans les profondeurs de la mer. H suit de là que les poissons, zoophytes et crustacés qui vivent dans ces bas-fonds, ne peuvent franchir ces limites sans qu'une réaction se fasse sentir sur les gaz de leur vessie natatoire, et paralyse le jeu de leurs divers organes, lorsqu'ils veulent s'élever à des niveaux supérieurs.
La densité de l'eau des différentes mers est donc légèrement variable. 11 en résulte que les vaisseaux calent plus ou moins sui-
vant les mers qu'ils traversent. IMus la mer est salée, moins un navire s'enfonce, parce que la densité est due à la quantité de sels que l'eau contient. La mer Noire, par exem- |)le, étant beaucoup moins salée que la Méditerranée, un vaisseau qui part de Marseille pour aller à Sébastopol, doit prendre une cargaison plus petite que s'il devait aller seulement à Constantinople. La Méditerranée est, comme on l'a vu, plus salée, c'està-dire plus dense que l'océan Atlantique.
La composition chimique de l'eau de mer. n'est pas constante ; elle varie un peu par l'inlluence de diverses causes. Cependant ces variations sont assez légères, par suite du mouvement continuel produit par les courants marins et des vents qui mélangent constamment toutes les eaux du globe. Les analyses chimiques montrent, en effet, que l'eau de mer varie peu dans sa composition, quelles que soient la latitude et la profondeur où elle est recueillie.
On a reconnu par des expériences spéciales que la salure des mers est plus considérable dans les parties profondes qu'à la surface. Pelouze et Reizet ont confirmé ce fait sur l'eau de la Manche. Ils ont constaté que l'eau, à la surface, contenait 18,039 parties de chlore sur 1000 parties d'eau, tandis qu'à 180 brasses de profondeur, la quantité de chlore s'élevait à 19,393 parties pour la même quantité d'eau. Suivant Brandes, l'eau puisée à la surface du golfe de Guinée, contenait 3,5 pour 0/0 de sels, tandis que prise à 4000 pieds de profondeur, dans le même golfe, elle en donnait 4,5 pour 0/0. L'eau de mer prise à 80° de latitude Nord, a donné 3,5 pour 0/0, et à 20° de latitude Sud, 3,9 pour 0/0 de substances salines.
Vers les pôles, l'eau de mer est moins salée que dans le voisinage de l'équateur, quoique la différence ne soit pas bien notable. Nous verrons tout à l'heure que l'eau de la Méditerranée est plus riche en sels
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que Vcixu de l'Océan et celle la Mauclie.
Le sel prédominaiil dans Teau de la mer, c'est-à-dire le chlorure de sodium, est celui ([ui subit le moins de variation dans sa composition. Il forme à lui seul près des trois (juarts des principes minéraux de l'eau de mer. La proportion des sulfates est, au contraire, assez variable.
Lesanalyses chimiques signalent très-peu (le carbonate de chaux dans l'eau de la mer, liienque la chaux y soit continuellementapporlée par les rivières. Cela tient à ce que la plus grande quantité de chaux existant dans l'eau de la mer, est absorbée par certains animaux marins, tels que des crustacés, des zoophytes et des mollusques, dont l'enveloppe solide est formée surtout de carbonate de chaux. Ces animaux extraient de l'eau de la mer dans laquelle ils naissent et se développent, la chaux nécessaire à la composition de leur enveloppe solide. Au contraire, les sels alcalins ne sont que très-peu assimilés par les animaux et les végétaux marins. C'est sans doute pour cela que le chlorure de sodium prédomine tant dansée liquide et varie si peu dans ses proportions. On peut même prévoir que la quantité de sel marin au2;mentera sans cesse, et deviendra beaucoup plus considérable au bout de quelques siècles. En effet, une partie de l'eau qui s'évapore de la surface des mers, Y retourne , après avoir traversé et lavé les terrains des continents, et dissous tous les sels solubles, qu'elle rencontre sur ces continents, et parmi ces sels solubles, le chlorure de sodium. La quantité considérable de sel marin que l'on extrait de l'eau de mer pour les usages de l'industrie et de l'alimentation ne peut pas, d'ailleurs, être considérée comme perdue, car elle y retourne toujours par la voie des fleuves.
D'après I-'orchammer, la nature du fond (les mets exercerait une grande influence sur la composition de leurs eaux. Ce chimiste a remarqué que, lors(jiie le fond est
argileux, l'eau de mer est plus riche en chaux et plus pauvre en magnésie. Si, au contraire, le fond est crayeux ou tapissé de coquilles et de sable, la proportion de magnésie ne change pas.
Le sulfate de magnésie se trouve dans l'eau de la mer en proportion notable, ainsi que les chlorures de magnésium et de potassium. C'est aux sels de magnésie que l'eau de mer doit son goût amer, saumâtre et ses propriétés purgatives.
L'iode et le brome y figurent en quantités infinitésimales. La preuve pourtant ([ue l'iode et le brome existent dans l'eau de la mer, c'est que l'industrie retire tous les jours de l'iode et du brome des plantes qui vivent et se développent au sein des mers. L'iode et le brome existent dans l'eau de la mer à l'état de bromures et d'iodures de sodium et de magnésium; les plantes qui vivent dans l'eau absorbent et fixent dans leur tissu l'iode et le brome, de sorte que ces corps simples, qui ne sont que très-difficilement appréciables dans une analyse chimique de l'eau de la mer, se montrent en proportion considérable dans les cendres des plantes marines, qui ont pour ainsi dire emmagasiné dans leur substance le brome et l'iode.
Au moyen de l'analyse spectrale, M. Bunsen a constaté la présence dans l'eau de la mer, du lithium et du strontium. Les nouveaux métaux découverts par les chimistes, le césium, le rubidium, etc., doivent également s'y rencontrer.
Nous n'avons pas encore épuisé la liste des substances qui se trouvent dans l'eau de la mer. Il fallait, d'ailleurs, s'attendre à cetic profusion de matières solubles. La mer étant le réceptacle commun de toutes les I eaux qui s'écoulent de la surface de la tern;, doit offrir une minéralisation cxcoplioiinelle. C'est ce que l'expérience a confirmé, puisque l'on a signalé dans celte eau presque toutes les substances minérales connues, (|ui [leuvcnl passer à l'état soluble avec
une faible quantité de matières organiques.
D'après MM. Daniel! et Levvy, l'eau de la mer contient du gaz acide sulfhydriquc. M. Daniell attribue l'origine de ce gaz à la décomposition du sulfate de soude par les algues marines et d'autres substances organiques. Cependant la présence du gaz suifhydrique ne saurait être ici qu'accidentelle. L'oxygène qui existe constamment dans les eaux marines, doit détruire l'acide sulfhydrique, à mesure qu'il se produit. Près des côtes la présence du gaz sulfhydrique est plus sensible qu'au large.
MM. Malaguti et Durochcr ont trouvé de l'argent dans l'eau de la mer. L'argent y existait probablement à l'état de chlorure, combiné au chlorure de sodium, et formant, par conséquent, un composé soluble.
L'eau de la mer est donc bien réellement le liquide le plus complexe qui existe sur le globe.
L'influence exercée par les eaux dos fleuves et des rivières sur la composition de l'eau de la mer est très-appréciable. C'est surtout à l'embouchure des grands fleuves que la variation de composition devient sensible. Le mélange des eaux douces diminue sensiblement sa salure. Elle diminue même dans le voisinage des côtes ou des petites îles, par le mélange des eaux douces. L'eau de la mer Baltique contient peu de sels, et celle du golfe de Finlande est si peu chargée de principes salins, en raison des nombreux cours d'eau douce qui s'y déversent, qu'on peut l'utiliser comme eau de rivière.
Les eaux de la mer contiennent de l'air, comme les eaux douces, et même un peu plus que les eaux douces. En même temps cet air est plus oxygéné et plus chargé d'acide carbonique. En effet, tandis que l'air dissous dans l'eau douce renferme, pour 100 parties en volume, 32 parties d'oxygène et 4 d'acide carbonique, l'air dissous dans l'eau de mer contient, en moyenne.
33 pour 0/0 d'oxygène et de 9 à 10 pour O/O de gaz acide carbonique.
ÎMais, la quantité totale et la pro{)ortion relative des gaz dissous dans l'eau de la mer doivent varier beaucoup, de même que pour les eaux douces, suivant diverses causes, telles que la profondeur, la température, les végétaux et les animaux qui y vivent, etc. Il est probable aussi que, pendant le jour, la proportion de gaz oxygène dissoute dans l'eau de mer est plus forte que durant la nuit, et que le contraire a lieu pour l'acide carbonique.
Après ces généralités sur la composition des eaux de mer, il reste à faire connaître les résultats précis qu'a donnés l'analyse de ce liquide, entre les mains de différents chimistes.
En 1848, j'ai fait l'analyse chimique de l'eau de la mer prise au Havre, à quelques lieues de la côte. Voici le résultat de cette analyse, qui avait été entreprise pour comparer la composition de l'eau de la mer avec celle des différentes eaux minérales salines de la France et de l'Allemagne.
L'eau de la mer prise dans la Manche, à trois lieues de la côte du Havre, contenait, pour un litre :
Chlorure de sodium 2:i,704
Chlorure de magnésium 2,90l>
Sulfate de magnésie 2,4l)i
Sulfate de chaux 1,210
Sulfate de potasse 0,094
Carbonate de chaux 0,132
Silicate de soude 0,017
liromure de sodium 0, 1 03
liromure de magnésium 0,030
0\ydû de fer, carbonate et iihos-i
phate de magnésie 1 traces.
(3xyde de manganèse )
Un chiiuiste qui était attaché à l'exploita-
(I) Examen comparatif des principales eaux minéra/ei salines de Frntice et d'Allemagne, sous le rapport chimique et thérapeutique, par L. Figuier et L. Mlallie. Mémoire lu à rAcadémie de médecine, dans la séance du. 23 mai 1848.
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nm
tion «les marais salants de la Méditerranée, L'sigliu.a fait une analyse de l'eau do la Méditerranée qui a été reg:ardée comme un modèle d'exactitude.
D'après Usiglio, l'eau de la Méditerranée recueillie près de Marseille, contient, pour un litre :
Chlorure de sodium 29,424
Chlorure de potassium 0,505
Chlorure de magnésium 3,219
Sulfate de magnésie 2,477
Sulfate de chaux 1 ,357
Carbonate de chaux 0,1 14
(Chlorure de calcium (i,080
Bromure de sodium 0,556
Oxyde de fer 0,003
Ces deux analyses mettent bien en évidence la différence de salure de l'eau de l'océan Atlantique et de la Méditerranée. Tandis que l'eau de la Manche ne renferme que .32,6?) de substances solides, celle de la Méditerranée en renferme 43,73. L'eau de la Manche ne renferme que 2.^,70 de chlorure de sodium, celle de la Méditerranée en renferme 29,42.
Backs, Murray, Gobel, etc., ont fait l'analyse de l'eau de la mer en différents parages. Nous grouperons en un tableau les résultats de ces différentes analyses, en y joignant notre analyse des eaux de la Manche et celle des eaux de la Méditerranée, par Usiglio :
