CHAPITRE II

ÉTAT NATUREL DU PHOSPHORE. — MATIÈRES PHOSPHATIQUES LIVRÉES AU COMMERCE. — LES NODULES DE PHOSPHATE DE CHAUX ET LEUR EMPLOI DANS L'AGRICULTURE.

Avant de donner la description des procédés à l'aide desquels on se procure le phosphore, il importe de dire à quel état ce corps simple existe dans la nature.

Plusieurs minéraux renferment le phosphore combiné à d'autres corps. Tels sont Yapatite, la phosphorite, la staffélite, la sombrérite, etc.

Un grand nombre de matières organiques contiennent des quantités plus ou moins grandes de phosphore : tels sont les os, puis les nerfs, la matière cérébrale, la laitance des poissons, l'urine, etc. Dans les végétaux, on rencontre le phosphore uni à des matières azotées.

C'est l'acide phosphorique, composé d'oxygène et de phosphore, qui se trouve le plus souvent dans la nature. On le rencontre dans les animaux, dans les végétaux et dans le soi. L'acide phosphorique, pas plus que le phosphore, ne se trouve jamais dans la nature à l'état de liberté.

Mais c'est dans la charpente osseuse des animaux que le phosphore est le plus abondant : il s'y trouve à l'état d'acide phosphorique.

Le phosphate de chaux se rencontre surtout mêlé à la chaux et à la magnésie. C'est sous cette dernière forme que ce corps passe dans l'organisme, par l'acte de la nutrition des plantes et des animaux. La partie dure des os est constituée, en grande partie, par le phosphate de chaux.

Il ne sera pas inutile de donner quelques détails sur certaines matières qui contiennent du phosphore et qui servent aujourd'hui d'engrais à l'agriculture.

Nous venons de dire que le phosphore, combiné à l'oxygène, à la chaux, etc., se trouve abondamment dans la nature. Indépendamment des minéraux que nous avons déjà cités comme renfermant du phosphore, les marnes contiennent des phosphates de' chaux en quantité variable.

Les débris des animaux, les os, les coprolithes peuvent servir comme engrais phosphatés.

Dans les terrains stratifiés de l'Angleterre,Berthier découvrit en 1 8 1 9 des rognons, ou ?iodules, de phosphate de chaux. De nos jours, ces nodules de phosphate de chaux jouent un grand rôle dans le commerce et l'industrie ; ils remplacent les os, comme amendement agricole.

La question des engrais phosphatés ayant pris depuis quelques années une grande importance, il ne sera pas hors de propos de la traiter ici avec quelques détails»

Personne n'ignore que le sol éprouve, par le fait de la culture, des pertes locales, partielles, qu'il faut réparer au moyen des engrais, si l'on veut conserver à la terre ses propriétés productives.

Le phosphate de chaux est nécessaire à la vie des plantes, car le squelette des animaux en contient beaucoup. 11 importe donc d'empêcher l'épuisement des phosphates du sol.

Dans 1,000 kilogrammes de blé, il y a 24 kilogrammes de phosphate de chaux :

« La somme totale des productions agricoles qu'un pays peut fournir, a dit Élie de Beaumont, la somme totale de viande, de grains, de légumes qu'il peut livrer à la consommation, dépend surtout de la quantité de phosphate de chaux qui se trouve engagée dans la masse de la matière agricole. >:

Il faut ajouter, avec M. Dumas, que le « sol cultivé eu France a besoin, chaque année, d'une restitution de phosphate de chaux qui atteint près de deux millions de tonnes, abstraction faite des contrées qui en sont naturellement pourvues. »

Telle est, en effet, l'importance du phosphate de chaux. Aujourd'hui l'efficacité de cet agent de fertilisation n'est plus nulle part l'objet du moindre doute. Partout où le terrain n'en contient pas naturellement, et c'est le cas du sol d'une grande partie de la France, c'est-à-dire de l'Ouest et du Centre, de l'Auvergne et des landes de Gascogne, etc., il suffit d'en apporter pour obtenir des effets extraordinaires.

Voici l'origine de la découverte de Faction du phosphate de chaux sur les cultures.

lusqu'en 1822, le noir animal des raffineries avait été jeté aux décharges publiques. A cette époque, un raffineur de Nantes, M. Favre, maire de cette ville, s'aperçut que la végétation était toujours très-vigoureuse dans les terrains qui environnaient les dépôts de noir. 11 eut alors l'idée de répandre ces résidus sur ses propres terres, et il obtint de brillantes récoltes.

Telle fut l'origine de l'emploi du noir animal comme engrais.

La géologie avait déjà indiqué cette source de phosphate. Dès 1820, Berthier avait fait connaître, dans les Annales des mines, la composition des nodules de phosphate de chaux trouvés dans la craie chloritée près du Havre; et plusieurs années après, Bukland et Couybeare avaient signalé la même substance minérale dans le sol de la Grande- Bretagne. Toutefois ce ne fut qu'en 1851 qu'on essaya, en Angleterre , de l'utiliser pour la première fois comme engrais.

Liebig s'occupait alors de donner à l'agriculture les bases solides qu'elle doit à la loi de restitution. Il lui sembla que le phosphate de chaux fossile serait trop lent à se désagréger, et que, par cela même,

il serait peu propre à être facilement assimilé par les plantes. 11 conseilla de le traiter par l'acide sulfurique. Cet acide jouit, en effet, de la propriété de rendre le phosphate de chaux immédiatement soluble.

Le résultat fut satisfaisant ; mais s'il était bon seulement pour l'Angleterre , il ne l'était pas pour la France, où le prix de revient est soumis à d'autres exigences et veut d'autres conditions.

A cette époque, M. de Molon cultivait des terres en Bretagne, d'après des idées analogues à celles de Liebig. 11 fertilisait à grands frais le sol avec le noir animal. Il se décida à substituer au noir le phosphate de chaux fossile ; mais, mal convaincu de la nécessité du système anglais, il essaya de se passer de l'acide, en traitant les nodules de phosphates par la simple pulvérisation.

Le succès répondit à son attente, si bien qu'il devint indispensable d'aller à la recherche de nouveaux gîtes minéraux. Ne fallait-il pas, en effet, se préoccuper de satisfaire dans l'avenir aux besoins agricoles ?

C'est ainsi que le phosphate de chaux, élément indispensable à la production du blé, est devenu en même temps, pour la France, un élément de richesse minérale qui doit compter parmi les plus considérables. Mais combien n'a-t-il pas fallu de temps, de fatigues et d'argent pour découvrir les gisements, trouver le meilleur moyen de traiter économiquement la matière, de l'approprier au sol pour rendre le minerai exploitable par la grande industrie, enfin pour en vulgariser l'emploi, c'est-à-dire pour effacer tout préjugé de l'esprit du paysan, pour lui faire admettre cette vérité surprenante qu'il y a des sols et des cultures dans lesquels de véritables cailloux peuvent se transformer en un puissant engrais?

Après avoir constaté l'insuffisance du guano et son épuisement prochain, après avoir fait remarquer que l'agriculture avait déjà été forcée d'en consommer pour près

LE PHOSPHORE

de six milliards, M. de Molon ajoutait, devant une Commission d'enquête :

«Dans toutes les contrées de l'Europe, de nombreux I établissements s'occupent sans relâche de transfor- I mer en engrais toutes les matières propres à la production végétale ; tout ce qui est susceptible de I féconder le sol est aujourd'hui recherché avec avidité, et cette recherche se fait non-seulement sur le continent, mais encore au delà des mers, dans l'Australie, le Pérou, l'Inde, sur lacôte d'Afrique, etc., el, malgré tant d'efforts, ces importations et ces productions sont encore insuffisantes. Il était donc urgent de trouver de nouvelles sources pour éloigner à jamais de notre agriculture le danger qui la menace. Cette nécessité apparaissait impérieuse, quand on pense que partout en Europe on a épuisé les ossements qu'on pouvait consacrer à l'agriculture ; que l'Angleterre est allée en chercher sur tous les points du globe, et que, malgré tant de recherches, l'élévation de leur prix et les fraudes dont ils sont l'objet nous disent assez qu'ils deviennent de jour en jour plus rares. »

C'est sous l'empire de ces considérations que M. de Molon entreprit de rechercher, dans la nature minérale, des matières susceptibles d'être utilisées par notre agriculture.

Il employa vingt années à fouiller le sol de la France. 11 fît pratiquer des sondages partout où les conditions géologiques lui faisaient soupçonner l'existence des nodules phosphatés. Le résultat de ses recherches, qui ne comprennent pas moins de quarante-cinq départements, est fixé sur une carte de France , qui est d'un grand prix pour l'agriculture.

Dans trente-neuf des départements signalés, un très-grand nombre de gisements ont été reconnus d'une manière précise ; et, parmi ces trente-neuf départements, onze ayant été l'objet d'une étude plus attentive et plus approfondie, M. de Molon a fait voir que les gisements ne constituent pas des amas épars et indépendants, mais qu'il existe entre eux des liens de continuité, et qu'ils doivent être considérés comme des affleurements d'un ou plusieurs

bancs continus, ce qui s'est trouvé démontré partout par les fouilles et les sondages. Ces gisements sont étendus et réguliers, au point que, dans six départements, ils constituent une zone d'environ 400 kilomètres de long sur 10 kilomètres de large. Dans de pareils gisements l'exploitation est tout à la fois fructueuse et facile.

L'exploitation des phosphates est devenue une industrie courante et considérable. Aujourd'hui, de nombreux ouvriers sont constamment occupés à l'extraction des nodules, et soixante-dix usines, établies tant à Paris que dans les départements, préparent ces nodules en vue des besoins agricoles.

Ainsi, l'agriculture est en possession d'un engrais indispensable à la production du blé, et la France a acquis une nouvelle et puissante industrie.

Les phosphates du Midi, qui sont les plus actifs, sont désignés sous le nom de phosphates du Qucrcy , phosphates du Lot, du Tarn-et-Garonne et de VAveyron; leur action sur les terres labourées est des plus remarquables. Les terrains vierges ou restés depuis longtemps en friche, sont fertilisés par ce phosphate naturel en poudre.

C'est que les terrains neufs contiennent des débris organiques, végétaux ou animaux, de l'humus, ainsi que de l'acide carbonique qui peut transformer le phosphate en produit soluble, assimilable par les plantes.

Quatre ou cinq usines exploitent les phosphates du Midi. Leur pulvérisation s'effectue sur une grande échelle. Ils se présentent alors sous forme de poudre fine, rougeâtre ou jaunâtre.

Ce n'est pas seulement dans le Midi de la France que les phosphates sont exploités. Cette même industrie existe dans les départements de la Meuse, des Ardennes et dû Pas-de-Calais.

Les gisements des nodules phosphatés qu'on exploite depuis 1857, dans ces trois départements, ont une étendue considérable,

et donnent déjà lieu à une importante industrie. Ces exploitations livrent à l'agriculture 70,000 tonnes de phosphates par an, et occupent déjà 30,000 ouvriers gagnant de honnes journées, dans une contrée sans industrie qui était visitée, tous les hivers, par la misère.

Ces nodules phosphatés, qui sont d'un gris vert se trouvent dans deux couches distinctes de terrain, les sables verts du gault et la gaize, sorte de roche siliceuse. La profondeur des premiers est de 1 mètre 50 à 2 mètres ; celle des seconds est quelquefois de 4 mètres. Ce sont de petits rognons assez durs, lourds, qui sont disséminés dans une couche de peu d'épaisseur, laquelle en fournit, en moyenne, 5 tonnes (de 3 à 8 mètres cubes) par are. L'exploitation se fait, en général, à ciel ouvert, par un travail méthodique qui, marchant pas à pas, laisse le terrain profondément défoncé, en conservant la couche de terre végétale à la surface. Les terrains ainsi travaillés ont, après l'exploitation, une fertilité bien supérieure à celle qu'ils avaient auparavant.

Les propriétaires traitent avec les exploitants, en leur vendant le droit d'extraction à un prix déterminé par hectare, à condition que le terrain sera remis ensuite dans l'état primitif. Ce prix n'était d'abord que de 500 francs par hectare, mais il s'est élevé successivement à 2,000 et 3,000 francs. La valeur des propriétés ainsi fouillées était primitivement de 1,000 francs environ par hectare ; la nouvelle industrie a donc triplé leur valeur.

On se rendra compte, plus exactement, de l'importance de cette transformation , quand on saura que ces couches de nodules s'étendent sur une superficie de 200,000 hectares. C'est donc une plus-value de 400 millions que la propriété de ces terrains a acquise tout à coup, prospérité inouïe dont il serait difficile de trouver un autre exemple en France.

On voit par là combien M. de Molon avait raison d'insister sur la richesse prodigieuse que le sol de la France possédait en phosphates calcaires, sur la plus-value que cette substance donnerait aux terrains dans lesquels on la rencontre, et sur celle, bien plus grande encore, qu'ils doivent donner aux terres sur lesquelles cette matière fertilisante peut être employée.

L'exploitation des nodules phosphatés de ces trois départements est faite, en majeure partie, par quinze maisons du pays ; d'autres personnes viennent aussi, de divers points de la France, se livrer à cette extraction ; car c'est une industrie de petite exploitation, qui peut être exercée par tout le monde. En général, on traite avec des tâcherons, au prix de 15 à i 8 francs la tonne, en leur fournissant les voitures et les attelages, et ils gagnent, à ce taux, des journées de 3 francs à 3 fr. 50.

Les nodules phosphatés sont triés avec soin après l'extraction , et lavés sur une grille, qui laisse passer la terre et le sable. Ils sont ensuite portés au moulin, où ils sont réduits en farine. Dans cet état, le phosphate des nodules est assimilable par les végétaux, et se trouve sous la forme la plus favorable pour l'agriculture.

Les moulins à blé, qui étaient à peu près en ruine dans les trois départements dont nous parlons, se sont ranimés et ont servi à cette nouvelle industrie. Ils réduisent en farine 40,000 tonnes de phosphates par an. Us emploient, pour cela, leurs meules ordinaires; mais comme il faut environ deux fois plus de force pour les nodules que pour le blé, une seule meule marche, au lieu de deux. Le rhabillage se fait comme pour la mouture ordinaire; seulement l'usure des meules est beaucoup plus considérable. Dans quelques moulins on concasse préalablement les nodules à la grosseur d'une noisette ; d'autres sont pourvus d'un blutoir, pour rendre la farine plus fine et plus égale.

Les moulins ordinaires fournissent de 40

LE PHOSPHORE

à 50 sacs de farine par jour ; ceux qui reçoivent des nodules concassés donnent jusqu'à 83 sacs de 100 kilogrammes. Le prix de la mouture est de 60 centimes par sac, avec un titre de 20 à 25 pour 100.

Dans la Meuse et dans les Ardennes, il y a 26 moulins en activité pour la trituration des nodules. Dans le Pas-de-Calais, il n'y en a encore qu'un seul, et le reste des matières phosphatées extraites est expédié sans préparation. Ce commerce s'est depuis quelques années régularisé. On a remarqué que la richesse en phosphates est en raison de la densité des nodules. Cette richesse varie de 16 pour 100 à 31 pour 100; la densité oscille entre 1,6 et 2,44; de sorte qu'aujourd'hui les bonnes maisons font des mélanges systématiques fondés sur cette base, de manière à livrer au commerce une farine dont elles garantissent le titre.

Le prix de cette farine est de 45 francs la tonne.

Quelle est l'origine du phosphore dans les phosphates de chaux naturels dont nous parlons? Cette question a été abordée par M. Daubrée.

« Si le phosphate de chaux, contenu, dit M. Daubrée, dans les terrains stratifiés se rencontre fréquemment sous des formes rappelant qu'il a passé parmi les matériaux de la vie, il en est autrement de celui qui est associé aux roches éruplives et aux filons métallifères. Dans ces deux gisements, les phosphates paraissent indépendants de l'action des êtres organisés ; c'est donc dans les profondeurs du globe d'où viennent les roches éruplives que se trouvent les réservoirs primitifs du phosphore, et c'est de ces réservoirs internes que les terrains stratifiés ont tiré principalement, souvent d'une façon indirecte, le phosphore qu'ils contiennent. La constitution des météorites, qui renferment habituellele phosphore de fer intimement mélangé au fer métallique, confirme celte conclusion même en dehors de notre globe terrestre. »

En Angleterre et dans diverses parties de l'Allemagne, on traite les phosphates naturels destinés aux engrais, par l'acide sulfu-

rique, pour obtenir le biphospbate de chaux, soluble. L'acide est saturé par le carbonate de chaux que renferme le sol, ou par le noir des raffineries.

Le phosphate ainsi amené à un état de division extrême, peut se dissoudre, sous l'influence de l'acide carbonique, et, par conséquent, être absorbé par les racines.

Le mélange de biphosphate et de sulfate de chaux, provenant de l'action de l'acide sulfurique sur les phosphates, est vendu en Angleterre sous le nom de super-phosphate. Les matières premières employées sont les os frais ou desséchés, la chaux phosphatée | minérale, terreuse ou cristalline, les copro- ; lithes, les nodules ou rognons.

Les os frais sont coupés, pour être soumis à l'ébullition ; la matière grasse s'en sépare; on les concassse ensuite dans des moulins formés de deux paires de cylinj dres. Pour les ossements secs, on les plonge dans l'eau , où on les laisse vingt-quatre heures, et on opère de même. On les malaxe avec leur poids d'acide sulfurique, dans un cylindre en fonte tournant. Après une demiheure, le mélange est conduit dans un cellier en pierres siliceuses. On remplit ainsi le cellier ; l'acide en excès est en partie absorbé, et le produit n'en vaut que mieux.

Des meules servent à pulvériser les phosphates minéraux qui sont suffisamment tendres. La poudre qui en provient est également traitée par l'acide sulfurique.

Les coprolithes sont les excréments pétrifiés des animaux antédiluviens. Cette matière est très-riche en phosphate de chaux. Comme ces nodules phosphatés sont assez durs, on les lave d\ibord, pour enlever l'argile, et on les chauffe au rouge. Ensuite on les fait tomber, encore rouges, dans l'eau, ce qui produit des fentes, qui permettent de les broyer. La poudre est ensuite traitée par l'acide sulfurique, comme nous l'avons dit.

En résumé, le phosphate de chaux naturel est aujourd'hui exploité sur une échelle

considérable. C'est au moyen de cet engrais minéral que l'on rend aux terres arables le phosphate que l'on retire incessamment du sol, sous forme de blé et d'autres céréales. C'est à la chimie, aidée de la géologie, que l'agriculture doit cette belle conquête ; nous ne pouvions donc nous dispenser de la signaler dans cette Notice.