CHAPITRE XX

l.t \E1U<E .SOl.CBLE. — l.E SILICATE DE POTASSE; SUN EMPLOI DANS l'iNDUSTRIE. — L'iNCOUBL'STiniLlTÉ UES TISSUS. — FUCHSETKUHLSIANN. — LE DURCISSEMENT DES PIERRES, nu ILATBE ET DES MATÉRIAUX DE (ONSTRUC- TION AU MOYEN DU SILICATE DE POTASSE. — LA PKIN- TI.RK AU SILICATE DE POTASSE APPLIQUÉE SUR BOIS, SUR VERRE ET SUR ÉTOFFES. — AUTRES EMPLOIS 1)1! VERRE SOLUULE DANS 1,'liNDUSTRIE.

Nous lermiiicroiis la revue des applications industrielles du verre, en [>arlant du verre iolufile, ou silicate de potasse, qui a reçu de nos jours, dans l'industrie, des emplois assez variés. Ctle question soulève des questions très-délicates et très-intéressantes de chimie industrielle.

Le verre est, comme nous l'avons dit |)lusicurs fois, dans le cours de cette iXotice, un silicate de potasse ou de soude, mélangé de

o silicates de chaux et d'alumine. Les anciens

verres bleus ou verts sont nuisibles, maigri' verriers et les chimistes savaient que, si l'on le préjugé contraire. prend du sable pur et du carbonate de polisse

(lu lunettes.

verre légèrement noir, enfumé comme l'ap- |.ellcnt les opticiens, et qui affaiblit seulement l'éclat du jour, est seul avantageux. Les

ou de soude, et que l'on fonde le tout, en employant un grand excès d'alcali (par exemple parties égales en poids de sable et de carbonate de potasse), on obtient un verre qui est presque entièrement soluble dans leau chaude.

Les anciens chimistes appelaient liqueur des cailloux la dissolution dans l'eau de ce silicate de potasse, parce qu'on l'obtenait en fondant, avec du carbonate de potasse, des cailloux, c'est-à-dire du sable siliceux. On appelait le même produit verre soluble, en raison de son caractère de solubilité exceptionnelle.

Les chimistes adonnés à l'analyse savaient également que tous les minéraux siliceux peuvent être privés de leur silice, lorsqu'après les avoir réduits eu poudre, on les mélange avec leur poids de carbonate de potasse, et qu'on calcine le tout dans un creuset, à la chaleur rouge. Dans ce cas, la silice du minerai est rendue soluble , en se combinant a la potasse et formant du silicate de potasse. La liqueur alcaline que l'on obtient ainsi, quand on la traite par un acide, laisse déposer la silice à l'état gélatineux.

Le silicate de potasse était donc bien connu des anciens chimistes; mais on n'avait pas songé à tirer un parti industriel de ce composé, lorsque, en 1820, un chimiste de Munich, Fuchs, eut l'idée de s'en servir pour prévenir la combustion des tissus et des bois avec flamme. Expliquons-nous.

Toutes les matières végétales, le bois, les étoffes, le papier, ont besoin, pour brûler de l'accès de l'air, en même temps que de la chaleur rouge. Si on les calcine simplement dans un vase à l'abri de l'air, ces matières se détruisent, elles se transforment en produits divers, qui laissent un résidu de charbon ; mais, dans ce cas, elles ne brûlent pas avec flamme. Pour qu'elles brûlent avec flamme, il faut que l'air leur fournisse l'oxygène nécessaire à leur transformation en acide carbonique et en vapeur d'eau. Si donc on parvient à recouvrir une substance combustible

d'une enveloppe minérale non volatile, par exemple d'un sel fixe, qui en fondant par l'excès de la chaleur, enveloppe toutes ses parties extérieures, la substance organique pourra se détruire, se carboniser par l'action du feu, mais elle ne s'enflammera pas. Ne pouvant émettre de flamme, elle ne pourra communiquer l'incendie à distance.

Cet enduit fusible et imperméable à l'air, Fuchs le trouva dans la liqueur des cailloux, ou verre soluble. 11 prépara industriellement cette liqueur, y trempa des matières combustibles, telles que du bois, des étoffes, et il constata que ces matières brûlaient toujours sans flamme, et ne pourraient, dès lors, que difficilement propager l'incendie.

Dans un mémoire qui parut en 1821, et dont la traduction se trouve en grande partie dans le tome deuxième du Traité de chimie appliquée aux arts de M. Dumas (1), Fuchs proposa de revêtir les décors de théâtre de cette dissolution, pour les préserver de la combustion avec flamme.

\ une époque plus récente, c'est-à-dire vers 1830, on a voulu appliquer le verre soluble à prévenir l'inflammation des étoffes. On se proposait particulièrement d'empêcher la flamme du gaz de la rampe des théâtres de se communiquer aux robes légères des danseuses ou des actrices en scène. On aurait désiré également que ce moyen se généralisât, et que le verre soluble pût être mêlé à l'apprêt des étoffes, des tissus, etc., pour s'opposer à leur combustion avec flamme.

En théorie, cette vue était séduisante ; mais dans la pratique on n'a jamais pu la réaliser. Assurément, il serait possible de préserver les étoffes légères et inflammables des danseuses de théâtre, en les imprégnant de verre soluble. Mais c'est là une sphère d'application bien bornée. Un treillage métallique placé devant les becs de gaz de la rampe, est d'un effet tout aussi sûr, et n'entraîne ni dépense

Cl/ Pages S77-SS:, Paris, in-8°, 1830.

LE VERRE ET LE CRISTAL

ni ontrclicn. O»''*"! à l'emploi général de ce sel dans rapprèt des robes et tissus, on doit son^'er au prix élevé du silicate de potasse, qu'il faut renouveler à chaque blanchissage — à la roideur qu'il communique à l'étoffe — à la solubilité du silicate de potasse dans l'eau, ce qui fait qu'on ne peut exposer à la pluie les tissus qui en sont imprégnés — aux altérations de la couleur des tissus qui résultent de l'action de l'excès d'alcali du verre soluble — à la propriété déliquescente de ce sel, qui rend les étoffes silicatisées toujours humides, etc. On ne sera donc pas surpris d'apprendre qu'après quelques essais, entrepris avec le plus sincère désir de réussite, on ait été forcé de renoncer entièrement à ce moyen préservateur.

Quant aux décors de théâtre, le système de Fuchs n'a jamais été mis en pratique. On lit, il est vrai, dans tous les ouvrages de chimie, et on répète dans tous les cours publics, que ce système fut mis en pratique, en 1 821 , pour les décors du grand théâtre de Munich; mais M. Péligot, dans ses Douze Leçons xiir la verrerie, dit qu'il tient de M. Fuchs lui-même u (ju'on a eu, en effet, le projet de faire cette application, mais qu'on y renonça à cause de la dépense qu'elle eût entraînée (1). »

Il faut bien savoir, d'ailleurs, que les toiles de décor ne servent souvent que deux on trois fois, et que le même châssis de toile ou le même montant de bois sont très-souvent repeints, un décornouveau reniplaçantl'ancien sur la même toile. Par conséquent la dépense, déjà considérable, de la silicalisation du décor serait à renouveler à chaque nouvelle application de peinture. La peinture d'un décor de théâtre se paye, en général, 2'',o0 le mètre, et le prix de la silicalisation est de près de 2 francs pour la même surface. Les frais de peinture du décor seraient donc presque doublés par l'emploi du verre soluble.

En résumé, la silicatisalion des étoffes,

(I) Annules ilu Conservatoire, p. 448.

des tissus et des bois est une opération qui a complètement échoué dans la pratique, et qui ne méritait pas les éloges unanimes qu'elle a fait naître dans le public, dans les journaux, dans les livres et dans les cours de chimie.

Ce système, d'ailleurs, n'avait rien de nouveau, car les anciens l'avaient mis en pratique. Les architectes grecs et romains connaissaient la propriété, dont jouissent les sels d'alumine et les sels alcalins, de rendre les bois incombustibles. Anlu-Gelle nous apprend que Sylla, assiégeant le Pirée, ne put jamais parvenir à incendier une tour de bois construite par Archélaiis : cette tour avait été enduite d'une dissolution d'alun.

En 1740, un chimiste suédois, J. Faggot, communiqua à l'Académie des sciences de Stockholm, des Observations sur la manière de garantir le bois de l'action du feu et de la pourriture, en l'aspergeant d'une dissolution de sulfate de fer et d'alun. En i774, le chimiste Salberg entra dans de grands développements à ce sujet.

Gay-Lussac a essayé, dans le même but, le phosphate d'ammoniaque; — M. de Brézn, en 1841, a proposé un mélange de sulfate d'ammoniaque et d'alun; — M. Morin, de Genève, a conseillé l'oxyde de zinc; — iM. Henri Masson,de Bruxelles, a proposé, en 18.dG, le chlorure de calcium, etc. Mais, dans la pratique, ces divers sels échoueraient certainement, comme a échoué le verre soluble.

Un emploi pins rationnel du silicate <ie poiasse a été réalisé, vers 1853, par M. Kulilmann, chimiste et célèbre fabricant de Lille. L'auteur a été conduit, par les applications de ce sel, à des résultats vraiment importanl< pour l'industrie et l'art des constructions. Nous voulons parler de l'application, qui a été faite par M. Kuhlmann, du verre soluble au durcissement des pierres tendres et des divers matériaux de construction, ainsi que de l'emploi du même verre soluble dans la

peinture en délrempe et dans la peinture sur verre.

Les pierres tendres sont bien plus communes que les pierres dures, et elles se jirèlent à toutes les formes que l'artiste veut leur donner; aussi lesemploie-t-on plus fréquemment que les pierres dures, dans les constructions et les œuvres d'art. Malheureusement ces pierres si faciles à travailler, sont trèssensibles à l'action du temps et de l'humidité. Un grand progrès serait donc réalisé si on pouvait durcir les pierres tendres une fois ([u'elles ont servià construire un monument, et si l'on pouvait également durcir les pierres ([ue le ciseau du sculpteur a transformées en œuvres d'art, pourvu, toutefois, que le procédé de durcissement n'en altérât pas les surfaces. C'est ce problème que M. Kuhlmann a résolu, grâce à l'emploi bien dirigé du verre solublc.

M. Kuhlmann a découvert ce fait capital, (jue si l'on fait pénétrer, plus ou moins profondément, dans les pierres calcaires, du silicate de potasse, il y a une réaction cbimique entre le silicate et le carbonate de chaux : il se forme un silicate, avec léger dépôt de silice, et il établit une union profonde entre le carbonate de chaux non altéré, le silicate de chaux et la silice. Alors, de tendre et poreuse qu'elle était, la pierre devient dure et compacte; elle prend un aspect lisse, et peut recevoir un poli analogue à celui du stuc. Ces pierres sont alors silicatisées.

Ainsi, une construction, une œuvre d'art en pierre tendre, étant données, il suffît, pour les durcir, de les badigeonner avec une dissolution au degré convenable (15 degrés du pèse-sels environ) de silicale de potasse le plus neutre que l'on j)uisse préparer, c'est-àdire contenant le moins de potasse libre.

La décomposition qui s'opère entre le silicate de potasse et le carbonate de chaux, produit, avons-nous dit, du carbonate de potasse. Comme la présence de ce sel pourrait, dans les temps humides, doimer lieu à des exsu-

dations, M. Kuhlmann a cherché des moyens pratiques et peu dispendieux de fixer la potasse et de la rendre insoluble. Ce qui lui a le mieux réussi, c'est l'acide hydroduosilicique. M. Kuhlmann est parvenu, d'ailleurs, à rendre les procédés de fabrication de l'acide hydrofluosilicique, manufacturiers et économiques.

Lorsque les calcaires tendres ont étr- silicatisés, que le durcissement a été obtenu et que le lavage a eu lieu, on les imprègne d'une dissolution très-affaiblie d'abord, eusuite plus forte, d'acide hydrofluosilicique. Cet acide pénètre dans la pierre, et forme avec la potasse un composé insoluble qui contribue également au durcissement de la pierre.

M. Kuhlmann a reconnu que les mêmes effets de durcissement se produisent si on opère sur le plaire (sulfate do chaux).

La théorie chimique de ces a()plications du verre soluble et de l'acide hydrofluosilicique au durcissement des pierres, exige quelques développements et explications, dans lesquels nous croyons utile d'entrer.

Nous rappellerons d'abord la théorie de la formation des chaux hydrauliques et des ciments, et la découverte de M. Vicat sur la production artificielle des chaux hydrauliques.

Tout le monde sait que la chaux dite grasse est de la chaux caustique provenant de la calcination du carbonate de chaux pur, c'est-àdire exempt de silice, d'argile et tie magnésie. Quand on délaye cette chaux dans l'eau, elle s'hydrate, et constitue une pâte, qui, appliquée comme ciment, durcit à l'air, en se transformant de nouveau en carbonate de chaux hydraté. La chaux hydraulique provient, au contraire, de la calcination d'un calcaire siliceux et argileux. Cette chaux étant placée dans l'eau, il se forme, dans un espace de temps variable, un silicate de chaux et un aluminate de chaux hydratés, solides et insolubles.

C'est donc à la présence de l'argile dans

LE VERRE ET LE CRISTAL

la chaux qu'il faut attribuer la propriété hydraulique de celte chaux. La connaissance de ces faits, due à l'ingénieur français Vicat, a amené la création de la belle industrie des chaux hydrauliques artificielles.

Si, en même temps qu'il est argileux, le calcaire est magnésien, c'est-à-dire dolomitiçite, comme l'appellent les minéralogistes, la solidification du ciment que fournira ce calcaire n'en sera que plus complète. C'est qu'il se forme alors des silicates et des aluminales doubles, de chaux et de magnésie, hydratés.

Telles sont, réduites à leur plus simple expression, les découvertes de Vicat concernant les mortiers.

M. Kuhlmann, en poursuivant les travaux de son illustre devancier, Vicat, découvrit que, si l'on introduit dans la chaux grasse, et dans les chaux hydrauliques argileuses ou magnésifères, du silicate de potasse ou de soude, la prise, c'est-à-dire le durcissement des ciments, est plus énergique. Comment expliquer ce fait? Par les raisons suivantes, que nous avons énoncées plus haut en termes généraux.

1° Dans le cas de la chaux grasse mise en présence du verre soluble, il se forme un carbonate et un silicate de chaux, moins hydratés, en raison de ce que la silice s'est substituée à l'eau d'hydratation.

2° Dans le cas de la chaux hydraidique, une réaction analogue a lieu ; la silice se substitue à l'eau d'hydratation, et l'on obtient pour la chaux simplement argileuse, un silicate et un aluminate de chaux, moins hydratés que celui fourni par la réaction analogue citée plus haut.

3' Pour le cas des chaux argileuses et magnésiennes, on a, de même, un silicate et un aluminate de chaux et de magnésie moins hydratés. Ce dernier, comme le précédent, est solide et insoluble même dans l'eau de mer.

Il résulte de ces faits, découverts par M. Kuhlmann, que les mortiers ordinaires

ou hydrauliques se solidifient par l'hydratation à la manière du plâtre, et que la présence d'un silicate alcalin amène leur durcissement plus complet ; ce qu'il était permis de prévoir, puisciu'en raison de la réaction analysée plus haut, les mortiers siliceux se rapprochent des feldspaths, des schistes, et de toutes les roches solides, insolubles, à base de potasse ou de soude, que l'on rencontre dans les terrains de transition.

Pour obtenir, sans aucun secours de la chaleur, un mortier ayant les caractères hydrauliques, M. Kuhlmann recommande les proportions suivantes : 30 parties de chaux grasse ; — .^0 de sable ; — 13 d'argile non calcinée ; — 5 de silicate de potasse. L'affinité de la silice pour la chaux est telle, que lorsqu'on trempe un calcaire dans une dissolution de silicate de potasse, et qu'on l'expose ensuite à l'air, on voit la matière durcir, une croûte dure se former à la surface, et cette croûte augmenter d'épaisseur en raison de la concentration de la liqueur, de la fréquence des immersions et du temps qu'a duré l'opération.

La composition de la matière durcie nous apprend que les affinités chimiques se sont satisfaites par une double décomposition : le silicate de potasse en présence du carbonate de chaux, forme lentement du silicate de chaux gélatineux et du carbonate de potasse. Eu présence de l'acide carbonique libre de l'air, le silicate de potasse en excès se déeomi)ose rapidement, et forme du carbonate de potasse solide et de la silice gélatineuse, qui se contracte et durcit à l'air. Comme cette réaction a lieu à l'intérieur, il en résulte que tous les pores de la pierre sont comblés par le carbonate de potasse et par la silice.

Disons tout de suite, que cette réaction, lente à froid, se produit beaucoup plus rapidement si l'on opère à chaud, surtout sous une certaine pression. Disons également que les carbonates de baryte, de magnésie et de

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strontiane donneraient des réactions identiques.

Ces faits étant observés et connus, les applications s'en déduisaient naturellement.

Il était possible de durcir des calcaires tendres et poreux, pour en faire des monuments, des statues, des ornements de toutes sortes, qui résisteraient aux intempéries des climats les plus destructifs. 11 était possible de faire des pierres artificielles capables de recevoir un beau poli, des marbres siliceux et même des calcaires lithographiques. Bien plus, si les réactions se font sur des matières pulvérulentes, on obtient un mastic qui se solidifie, durcit à l'air, et donne le meilleur ciment pour la maçonnerie.

La théorie chimique explique donc parfaitement les faits relatifs à l'action du verre soluble sur les pierres tendres, c'est-à-dire le durcissement de ces pierres ainsi que son rôle dans la formation des chaux hydrauliques.

Si maintenant nous examinons l'action du silicate de potasse sur le plâtre, nous verrons que le durcissement que cette substance éprouve par son contact avec le silicate de potasse, provient de la formation du sulfate de potasse et du silicate de chaux. Seulement, dans ce cas, pour éviter les effets de la cristallisation du sulfate de potasse à l'intérieur de la pierre, l'action doit être lente, et les dissolutions de verre soluble peu concentrées.

rs'ous venons de dire que les pores de la pierre étaient bouchés par de la silice gélatineuse et par du carbonate de potasse. Ce dernier sel , qui est déliquescent, pouvant suinter au dehors, et maintenir de l'humidité sur ce monument, il est bon de le faire disparaître. Après avoir employé le silicate de potasse, on doit donc, comme nous l'avons dit, traiter les mêmes surfaces par l'acide hydrofluosilicique, lequel, pénétrant dans l'intérieur de la pierre, s'unit au car-

bonate de potasse , forme de l'hydrofluosilicate de potasse solide, et de l'acide carbonique qui se dégage.

Les questions théoriques étant vidées, disons un mot de la question pratique. Pour appliquer industriellement le verre soluble au durcissement des matériaux constituant nos habitations et nos monuments, on prend une dissolution de silicate de potasse marquant environ 35° à l'aréomètre de Baume, et on rétend de 2 fois son poids d'eau, on peint, on enduit, à plusieurs reprises, les façades en pierres, neuves ou grattées avec cette dissolution. Avec une brosse, on peut aussi injecter la liqueur à l'aide d'une pompe munie d'un ajutage en pomme d'arrosoir. Dans ce dernier cas, on établit au pied du mur des rigoles d'argile, qui reçoivent l'excès de liqueur.

L'expérience a démontré que trois couches, appliquées à un jour d'intervalle chacune, suffisent pour former une croûte indéfiniment conservatrice, et qui revient à environ 7o centimes le mètre carré.

Postérieurement aux essais dont nous venons de parler, M. Kuhlmann a fait usage à'aluminate dépotasse, après la silicatisation. 11 se forme ainsi, dans le corps même de la pierre ou du plâtre, un véritable feldspath artificiel, qui fixe en grande partie la potasse, et permet d'éviter l'emploi de l'acide hydrofluosilicique.

La silicatisation a été appliquée, sous la direction de M. Kuhlmann :

1° Aux divers groupes, statues et frontons, de l'Ecole militai e. Ces statues et frontons, qui avaient été faits en pierres très-tendres s'étaient entièrement désagrégés, ils ont acquis par la silicatisation une dureté extrême ;

2° Au Louvre, sur les groupes qui se trouvent sur la façade du Palais-Royal et la rue de Rivoli; ensuite sur plus de laû groupes, destinés à la cour du Carrousel, et qui

LU VERIU- KT Li: CUISTAL.

ir.i

sont en pierre de Conflans ; ainsi que sur les vases du jardin, du même palais du Louvre, qui sont en pierre tendre de Vergelès;

3° A la grande caserne de Saint-Denis, sur le couronnement d'un mur d'enceinte que le maréchal Vaillant fit exécuter exprès en pierre excessivement tendre et poreuse.

4° A Lille, les sculptures intérieures de la Bourse ont été silicatisées par M. Kulilmann, il y a bien des années.

5* En Angleterre, en Allemagne surtout, diverses applications ont été faites du procédé de M. Kuhlmann.

Nos meilleurs architectes, MM. Lassus Lefuel, Viollet-Leduc, etc., ont été les premiersappréciateursde celte utile application.

Un mot sur la teinture des pierres par des procédés semblables.

M. Kuhlmann observa que le silicate de potasse, employé seul, laissait au calcaire blanc et tendre un ton trop incolore. 11 fit alors ses silicatisations avec un silicate double de potasse contenant du manganate de potasse. Ce mélange donne à la pierre le ton bistre-brun, si recherché, qu'elle n'acquiert que par l'effet du temps, après une exposition prolongée à l'air, au soleil et à la pluie. De même, si le ton du calcaire est trop sombre, on mélangera au silicate de potasse du sulfate de barjte, qui ramènera au gris le ton noirâtre.

Nous ajouterons, pour rester dans le même ordre d'idées, que M. Kuhlmann a fait des essais de coloration artificielle des coquillages et coraux par les silicates. En plongeante chaud ces coquillages silicatisés dans des dissolutions de sels de chrome, de nickel, de cobalt ou de cuivre, on obtient des teintures de ces calcaires en jaune, en vert, en bleu, etc.. Il y a là tout un champ nouveau d'études et de résultats que M. Kuhlmann n'a fait qu'indiquer.

En 1871, un naturaliste du Muséum de

Paris a tiré un excellent parti du verre soluble pour durcir les ossements fossiles, objets fragiles et précieux (1).

Une dernière et très-importante application du verre soluble a été faite par M. Kuhlmann : nous voulons parler de l'emploi de ce même sel alcalin dans la peinture en détrempe et dans la peinture sur verre.

En 1847,Fuchsavaitfaitconnaîtreau peintre Kaulbach le moyen de conserver des fresques en les vernissant avec une dissolution de silicate de potasse. M. Kuhlmann est allé plus loin, car il a composé des couleurs silicatées avec des ocres, avec de l'outremer, avec l'oxyde de chrome, l'oxyde de cadmium, le minium, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de zinc, les sels colorés à base de zinc, le sulfate de baryte, et en général avec tous les sels non attaquables par les alcalis.

M. Kuhlmann a composé, disons-nous, des couleurs qui, employées soit directement délayées dans la dissolution siliceuse, soit après leur application à la colle, en les recouvrant d'un vernis siliceux, sont tout à fait fixes et indestructibles quand on s'en sert dans les peintures à fresque ou da| parlement. Pour l'application de ces nouvelles couleurs indestructibles, M. Kuhlmann pense qu'il est convenable de silicaliser préalablement les surfaces calcaires, sur lesquelles elles doivent s"a|)i)li(iuer. Le silicate remplit les pores de la surface sur laquelle on l'applique, et donne une peinture, plus nette et plus fraîche que la céruse ou l'oxyde de zinc.

Les peintures siliceuses s'appliquent également bien sî/rAoK; mais il faut choisir des bois non résineux. Le frêne, le charme, conviennent très-bien. Le bois ainsi préparé est indeslruclible et non innammable.

On peut tirer un autre parti très-utile des couleurs silicatées de M. Knlilniann, en les

(1) Voir notre Année scientifique et industrielle, quinzième année, 1872, p. 434.

appliquant sur les vitros. Le sulfate de baryte, l'outrc-mer, l'oxyde de chrome, etc., mêlés au silicate de potasse, donnent des couleurs fixes, semblables aux couleurs demitransparentes des vitraux peints. On peut obtenir ainsi, à très-bon marché, une peinture sur verre, de sorte que cette application spéciale serait une ressource très-utile pour les églises qui n'ont que peu de ressources. Ajoutons que si Ton passe au feu les vitres ainsi recouvertes d'enduits silicates, on obtient de très-belles surfaces émaillées. La peinture sur verre pourrait se faire ainsi à peu de frais.

Les dissolutions siliceuses ont encore servi à M. Kuhlmann pour remplacer l'albumine que l'on emploie aujourd'hui pour fixer les couleurs dans l'impression des étoffes. Pour se servir, dans ce cas, de la dissolution de silicate de potasse, on la mélange à la couleur au moment de l'impression. Quelques jours après, le dessin prend une consistance telle que le savonnage aux alcalis ne l'altère pas.

M. Kuhlmann a fait encore l'application des silicates alcalins à l'apprètage des fils et des tissus de toute nature. Cet apprêt, en même temps qu il fournit de la rigidité aux étoffes, leur donne un caractère d'incombustibilité.

On voit combien sont grandes et précieuses les propriétés du silicate de potasse. Il nous reste à dire comment l'inventeur fabrique industriellement ce composé.

M. Kuhlmann prépare le verre soluble par deux moyens :

i° Par voie ignée, en chauffaut dans un creuset, au four à réverbère, du carbonate de potasse ou de soude et de la silice réduite en poudre et lavée. Après un certain temps de chauffage, le silicate ou verre soluble se produit ; on coule la matière et on la conserve dans des vases bouchés ;

2" Par voie aqueuse, en chaufl'ant, à la

pression de 5 ou 6 atmosphères, dans une chaudière, la potasse ou la soude caustique avec des rognons de silice.

Nous venons de donner un exposé aussi exact que nous' avons pu le faire des travaux de M. Kuhlmann sur les emplois industriels du verre soluble. Cette nouvelle branche de l'industrie étant marquée au coin du caractère scientifique le plus accentué et étant encore peu connue, nous croyons utile, en terminant ce chapitre, et pour compléter l'exposition analytique qui précède, de reproduire une partie d'un rapport qui fut adressé, en 1859, au Ministre de l'agriculture et du commerce, par une commission qui avait M. Dumas pour rapporteur. Les nouvelles applications du verre soluble sont exposées dans ce travail avec lucidité. Voici les principaux passages de ce rapport.

« La commission chargée par le Ministre de l'agriculture et du commerce, de lui rendre compte des résultats obtenus par M. Kuhlmann, professeur de chimie à Lille, dans l'application des silicates alcalins solubles au durcissement des pierres poreuses, à la peinture, etc., s'est mise en rapport avec l'inventeur de cet ingénieux procédé. M. Kuhlmann s'est mis lui-m(?me obligeamment à la disposition de la commission, pour exposer devant elle les principes théoriques qui l'ont successivement amené à la création d'une nouvelle induslrie. 11 lui a ouvert son laboratoire, dans lequel la commission a trouvé la réalisation de tous les faits pratiques annoncés par l'inventeur, et a pu suivre, pas à pas pour ainsi dire, les progrès de son idée. M. Kuhlmann lui a ouvert également les portes de ses usines de la Madeleine et de Saint-.\ndré, près Lille, dans lesquelles la fabrication des silicates alcalins et du sulfate de baryte a prisdéjà une extcn-sion considérable, qui s'accroit de jour en jour; il lui a fait visiter enfin les divers monuments et les habitations situés à Lille, auxquelsla

j silicatisation a été appliquée.

u Les faits signalés à la commission, les expériences exécutées de>ant elle, sont de la plus haute im-

; portance pour les sciences, les arts et l'industrie. Les considérations géologiques de l'ordre le plus élevé sur la formation des roches, sur la possibilité de reproduire artificiellement et par des moyens fort simples la plupart des matières minérales cristallisées; sur les transformations qui se sont accomplies dans les organes des végétaux et des animaux dont nou?

LE VERRE ET LE CRISTAL

retrouvons les débris pétrifiés dans le sein de la terre, ont, dans les exposés de M. Kiililmann, une liaison intime et heureuse avec les considérations plus pratiques concernant la formation de nouveauv cimcnis, le durcissement des calcaires poreux utilisés pour la conspr\ation des monuments, l'application et la fixation, par le moyen des silicates alcalins, des couleurs minérales sur les pierres, le bois, le verre, les métaux, le papier, les étoffes, etc., la substitution d'une nouvelle base blanche (le sulfate de baryle) A la céruse et au blanc de zinc. L'on ne sait ce qui doit être le plus loué dans W. Kuhlmann, de l'esprit ingénieux et scrutateur ou de l'esprit persévérant et tenace :\ poursuivra la réalisation de ses idées et la vulgaiisalidii de ses méthodes pour lesquelles il n'a pas reculé devant des dépenses considérables.

« Théorie des cliaux liydrauligues . — I.a liqueur des cailloux, silicate de pot.isse ou silicate de soude, est la base des nouveaux procédés. Dès l'année I8'»(i, des recherches sur l'origine et la nature des efOorescences des murailles avaient donné à M. Kuhlmann l'occasion de constater la présence de la potasse et de la soude dans la plupart des calcaires de? diverses époques géologiques, en plus forte proportion dans les calcaires hydrauliques que dans les calcaires à chaux grasse. Quelle inlluenic pouvaient-ils avoir sur la propriété hydraulique ? M. Kuhlmann pensa que, sous l'inlkience de la potasse et de la soude, les calcaires siliceux pouvaient donner lieu, par la cakination, à des combinaisons doubles de chaux, de silice ou d'alumine et d'un alcali, analogues à celles que l'on obtiendrait par la cakination de quelques espaces minéraleshydratées, ii'lles que l'apophyllite, la slilbite, l'analcime ; que ces combinaisons mises ensuite en contact avec l'eau subissaient une action analogue à celle qui amène la consolidaiion du plâtre, une hydratation et, par suite un durcissement.

« L'elTet principal de la poiasse et de la soude rtait de transporter une certaine portion de silice sur la chaux et de donner naissance à des silicates a\ides de prendre l'eau pour ne conserver que l'eau nécessaire à leur composition d'hydrates et sesoliditier. De nombreux faits vinrent à l'appui de cette théorie. De la chaux grasse mise en contact avec une dissolution de silicate de potasse se transforme immédiatement en chaux hydraulique. De la chaux grasse et du silicate alcalin, pulvérisés très-fin et mélangés dans la proportion de 11 de silicate sur li"i de chaux, donnent également une excellente chaux hydraulique. Un mortier de chaux grasse arrosé à diverses reprises avec une dissolution de silicate ukaliii se transforme en mortier hydraulique. Knfin, avec le silicate vitreux et la chaux, l'on peut produire des ciments hydrauliques plus ou moins énergiques et qui peuvent être utilisés dans les pays où il n'existe que des calcaires à chaux grasse. T. I.

« SiHcatisation. — M. Kulilinann en observant la grande affinité de la chaux pour la silice, sortant ;. l'état naissant de sa combinaison avec la poiasse fui conduit k étudier également l'action des silicates de

FIg. toi. — Kiililmann, dn \Mc.

potasse et de soude sur les pierres calcaires, sur lu craie en particulier. II reconnut tout d'abord que si l'on met à froid de la craie en contact a\cc une dissolution de silicate de potasse, une portion de la craie se transforme en silicéo-carbonate d(! chaux, tandis qu'une portion correspondante de potasse est déplacée ; que la craie durcit peu ù peu à l'air, prend une durée plus grande que celle des meilleurs ciments hydrauliques, et que, mise en pAte avec le silicate, elle a la propriété d'adhérer fortement aux corps à la surface desquels elle est appliquée. Il avait donc découvert un mastic propre à la restauration des monuments publics, à la fabrication des objets de moulure. Poussant plus loin ses expériences, il constatait que la craie en pierre naturelle, plongée dans une dissolution de silicate de potasse, pouvait absorber une quantité de silice considérable, en exposant allernalivement et à plusieurs reprises la craie à l'action de la dissolution et à celle de l'air; que cette pierre prenait avec le temps une grande dureté à la surface; que le durcissement, d'abord superficiel, pénétrait ensuite peu à peu dans le centre, de telle sorte qu'un échantillon soumis à l'expérience, il y a quinze ans, et mis sous les yeux de la

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commission, avait subi ce durcissement à une profondeur de prcs d'un cenlimolre. Celte silicatisalion de la pii'rre, ainsi que M. Kuhlmann nomme cette transformation, est due à la décomposition du silicate de potasse par le carbonate de chaux d'une part, et par l'acide carbonique de l'air de l'autre. Une dissolution de silicate de potasse abandonnée à l'air donne lieu, en effet, à la longue, à un dépôt gélatineux et contractile de silice et à une couche de carbonate de potasse.

Il I.e dépôt de silice acquiert, avec le temps, assez de dureté pour rayer le verre. De deux boules de craie de môme diamètre, de même nature, silicalisées dans les mOmes conditions, l'une, abandonnée à l'air libre, acquiert plus de dureté que la seconde, exposée sous une cloche, dans une atmosphère débarrassée d'acide carbonique. Il se forme donc dans la silicatisalion, tant que la pierre est assez poreuse pour absorber une plus grande proportion de silicate de potasse, une sorte de silicéo-carbonate de chaux hydraté, qui durcit en perdant peu à peu son eau d hydratation, et en outre, un dépôt contractile de silice, qui ajoute au durcissement de la pierre. Le carbonate de potasse produit à la surface une exsudation presque insensible, qui diminue petit à petit pour disparaître enlii'rement, sans avoir en aucune façon altéré la surface. Au moyen de l'acide hydrofiuosilicique, M. Kuhlmann est parvenu à faire disparaître 1 inconvénient qui pourrait en résulter, et môme à ajouter au durcissement de la pierre. Les pierres calcaires ainsi préparées prennent un grain sciTé, un aspect lisse, et peuvent recevoir un beau poli. Le durcissement est singulièrement fa\ orisé par la chaleur, et des calcaires poreux, plongés dans une chaudière à haute pression, contenant un bain de silicate de potasse, présentaient déjà, au sortir de celte immersion, tous les caractères de calcaires siliceux compactes, sans que l'acide carbonique de l'air fût intervenu en aucune façon.

« Des calcaires, M. Kuhlmann a passé aux pierres poreuses, et a pu constater que l'action de l'acide carbonique de l'air sur le silicate de potasse suffisait pour opérer à la surface une consolidation des pierres, variable avec la porosité.

Il Sur le sulfate de chaux ou plâtre, l'action du silicate de potasse est êensiblement la même, mais elle est plus rapide, et elle a l'inconvénient de donner naissance à du sulfate de potasse, qui en cristallisant a la propriété de désagréger les surfaces. La dissolution, dans ce cas, doit être plus étendue, afin que l'action soit plus lente et la consolidation suffisante cependant pour éviter les effets de la cristallisa!ion du sulfate de potasse.

Il Mode d'application. — De quelle manière M. Kuhlmann procède-l-il à l'application du silicate de potasse sur les monuments et les constructions en général? 11 prend du silicate de potasse préparé dans SCS usines et ayant la composition du verre soluble,

le dissout dans deux fois son poids d'eau. Cette dissolution est celle qui est livrée au commerce, et marque 33 degrés à l'aréomètre de Baume. 11 suffit de l'étendre de deux fois son volume d'eau pour obtenir le degré déconcentration le plus convenable au durcissement.

« Dans les consiruclions récentes, l'application peut être faite immédiatement; dans les constructions anciennes, il faut commencer par un nettoyage, lavage à la brosse dure ou lavage à la lessive de potasse caustique, le plus souvent par un grattage à vif. Pour de grandes surfaces on procède à l'arrosement à l'aide de pompes ou de grandes seringues à jet divisé dont l'application a eu lieu en Allemagne, dès 18i7, en ayant soin de recueillir, au moyen de rigoles en terre glaise au pied des murs, le liquide en excès. Pour des sculptures et certaines portions des bâtiments, on emploie des brosses molles et, avec avantage, le pinceau. L'expérience a démontré que trois applications faites à trois jours consécutifs suffisent pour durcir convenablement la pierre. La quantiti' de dissolution absorbée varie avec la nature de la pierre et sa porosité; la dépense en silicate ne I dépasse pas 75 centimes par mètre carré pour les pierres les plus poreuses.

Il Ce procédé, appliqué aux nouvelles sculptures de la Bourse de Lille, aux travaux de restauration de l'église Saint-Maurice, à la construction d'une nouvelle église à Wazemmes, à l'hôpital de Seclin, dans quelques travaux du génie militaire et dans des constructions particulières à Lille, a complètement réussi.

0 Dès 1811, MM. Bcnvignat, .Marteau et Verly ont constaté l'efficacité de ce procédé. On l'a employé également sur d'autres points, k Versailles, à Fontainebleau, à la cathédrale de Chartres, à l'hôtel de ville de Lyon, au Louvre, à Notre-Dame de Paris. Les architectes les plus recommandables, MM. Lassus, Lefuel, Viollet-Leduc, etc., ont obtenu les résultais les plus satisfaisants.

Toutes ces recherches constituent un ensemble exirêmement remarquable qui a frappé la commission. Chacune des parties de l'iiabitalion de .M. Kuhlmann offre un spécimen de chacun des procédés qu'il indique, et l'examen qu'en a fait la commission lui a donné la conviction que la plupart de ces procédés sont destinés à entrer dans la pratique (les aris et de l'industrie, malgré les obslacles de la routine (1).

(1) Les Mémoires de M. Kulilmanii sur la Silicatisalion ont été réunis dans une broctiure publiée sous ce titre: Silicatisntion, ou Application des silicates alcalins solubles au durcissement des pierres poreuses, des ciments et ries plâtrages, à la peinture, etc., in-8», chez V. Masson, I8S8.

LE VERRE ET LE CRISTAL

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