CHAPITRE V

PROPRIÉTÉS ET COMPOSITION DE LA POUDRE A CÀNOr* ACTUELLE. — SES EFFETS BALISTIQUES. — PROPRIÉTÉS ET PRÉPARATION DES INGRÉDIENTS DE LA POUDRE : LS SALPÊTRE, LE CHARBON ET LE SOUFRE.

Après cette histoire de l'invention et des perfectionnements successifs des poudres de guerre, depuis leur première origine dans l'antiquité jusqu'à nos jours, nous avons à décrire les procédés qui servent à la fabrication de la | poudre actuelle, et à faire connaître ses propriétés physiques, chimiques et balistiques.

Telle qu'on remploie aujourd'hui dans les armes, la poudre de tir est un corps, ou une réunion de petits corps, identiques de composition, ayant la propriété de se transformer, dans un temps très-court, en un volume considérable de gaz, sous l'influence d'une température d'environ 300 degrés, provoquée en un point quelconque de sa masse.

Chez tous les peuples qui en ont fait usage, la poudre a été constamment formée d'à peu près trois quarts en poids de salpêtre, d'un demi-quart en poids de charbon, et d'un demi-quart en poids de soufre. Le salpêtre contient en quantité suffisante, l'oxygène , l'élément destiné à brûler le soufre et le charbon, et à les transformer en gaz acide sulfureux et acide carbonique. En se décomposant sous l'influence de la chaleur, le salpêtre cède son oxygène au charbon et au soufre, et change ces corps simples en gaz acides sulfureux et carbonique. L'azotate de potasse aiiîsi décomposé, laisse comme résidu, l'azote, qui s'ajoute au mélange gazeux résultant de la combustion, et forme presque la moitié de la totalité de ce mélange gazeux.

Outre ces produits gazeux, il se forme des produits solides : tels sont le sulfure de potassium et le sulfure de potasse, ce dernier sel provenant de la combinaison du soufre avec les produits de la décomposition du salpêtre. Mais ces corps se trouvant dans un milieu à température très-élevée, se volatilisent, par Faction de cette chaleur excessive, et s'ajoutent, à l'état de vapeurs, au mélange gazeux. Une partie des produits solides sublimés se dépose le long des parois de l'arme, qui sont relativement froides. 11 s'en dépose d'autant plus que la température produite dans Farine, par la combustion de la poudre, est moins élevée, et que la force de projection qui arracherait ces particules des parois, est moins énergique.

Les effets explosifs de la poudre tiennent ionc à ce que cette substance a la propriété de se transformer rapidement en une masse considérable de gaz. C'est une matière solide qui, en un1 instant, se change en gaz, dont le volume surpasse cinq à six cents fois le volume de la substance solide employée. On peut comparer son effet sur le projectile, à Faction d'un ressort d'acier, d'une puissance considérable , qui serait placé der-

rière le projectile, et qui, se détendant toul d'un coup, produirait son effet dans un espace de temps excessivement court.

Pour conserver cette comparaison, disons que, étant donnés dans l'intérieur d'une arme quelconque , le ressort tendu, et devant ce ressort le projectile, si l'on veut obtenir le plus grand effet balistique, il ne faudra pas détendre subitement le ressort, de telle façon que le projectile ne subisse qu'un choc brusque et soit ensuite abandonné par le ressort après ce choc. Il vaudra mieux évidemment faire agir le ressort, progressivement, et pendant tout le temps que le projectile parcourt Fintérieur de Farme. Le maximum de force sera communiqué au projectile, à la condition que le ressort, touchant toujours ce projectile jusqu'à sa sortie de l'arme, ait à ce moment , c'est-à-dire quand il est parvenu à l'extrémité du canon, épuisé toute sa puissance. Il conviendra donc que la charge de poudre brûle tout entière avant que le projectile soit sorti de Farme à feu.

La comparaison de l'effet explosif de la poudre à Faction d'un ressort est très-juste et très-commode ; mais il ne faut abuser de rien, ni des comparaisons, ni des ressorts, si Fon veut rester dans la logique et dans la pratique. Laissant donc de côté tout parallèle, nous dirons^ en revenant à notre véritable objet, qu'il résulte des considérations qui précèdent, que Fon doit calculer la longueur des armes, ainsi que la force et la quantité de poudre, de manière que la charge tout entière de poudre ait brûlé avant que le projectile soit sorti de Farme.

Si nous supposons la vitesse moyenne du projectile dans Farme, de trois cents mètres par seconde, et la longueur du canon d'un mètre, il faudra que la charge de poudre, pour produire sok maximum d'effet, brûle en un peu moins de ™ de seconde. Il est facile de comprendre que si la poudre brûle plus lentement, une portion des grains non brûlés sera lancée , comme un projectile ,

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par les gaz , et ne brûlera qu'à l'extérieur du canon, c'est-à-dire sans aucun effet utile. C'est ce qui arrive, par exemple , quand la poudre est humide. Quand, au contraire, la poudre brûle trop vite, les gaz n'exercent pas leur action graduellement, le parcours d'une partie de l'arme est inutile, le projectile perd de sa force par le frottement contre les parois, et pour l'effet qu'elle produit, l'arme est trop longue.

C'est d'après ces principes que , dans la pratique, on fait varier la longueur des différentes armes suivant la distance à laquelle on veut tirer, et que l'on augmente ou diminue le poids du projectile et la quantité de poudre, selon la résistance de l'arme,

A part les considérations qui précèdent, la combustion trop lente ou trop rapide de la poudre, présente d'autres inconvénients. La poudre qui brûle lentement encrasse les armes ; celle qui brûle trop vite est brisante , fulminante^ esUk-àire peut les faire éclater, ou tout au moins les détériorer en un temps très-court.

La poudre qui brûle avec trop de lenteur ne développe qu'une température peu élevée, parce qu'elle brûle en masse moindre à la fois, et que les causes de refroidissement peuvent agir d'une manière plus efficace; en second lieu son action, n'étant pas subite, surmonte plus difficilement l'inertie du projectile, ainsi que l'adhérence aux parois de l'arme des particules solides résultant de la combustion de la poudre.

Les poudres fulminantes , c'est-à-dire à déflagration instantanée, brisent les armes, parce qu'avant que les gaz provenant de la combustion, aient eu le temps de détruire l'inertie du projectile et de le mettre en mouvement, ils ont acquis une tension énorme, qui peut surpasser le degré de résistance des parois du canon, et les briser.

11 est donc essentiel de fabriquer des poudres bien homogènes de composition, c'està-dire semblables entre elles, dont les propriétés explosives soient toujours les mêmes,

et s' accommodent à des armes qui ne soient ni trop longues^ ni trop lourdes; en d'autres termes dont la combustion ne soit pas trop rapide, ce qui exigerait des armes épaisses et courtes, par conséquent impropres à un tir exact, ni trop lente, ce qui nécessiterait des armes trop longues pour l'usage.

Si, d'après l'étymologie du mot, on laissait à la poudre la forme de poussier, comme on l'a fait longtemps, d'ailleurs, elle ne s'allumerait que lentement. On lui donne aujourd'hui la forme, non d'une substance pulvérulente, mais de grains d'un certain volume. Et voici pour quelles raisons.

Le mécanisme de l'explosion de la poudre, et même de toute explosion, est le suivant. Un point quelconque de la masse est porté à une température suffisante pour qu'il y ait combustion, c'est-à-dire combinaison avec l'oxygène ; cette première combustion provoque un nouveau dégagement de chaleur, en général très-vive. La couche qui entoure le premier point, déflagre ; puis cette première couche enflamme la seconde, et ainsi de suite. La chaleur va donc toujours en augmentant depuis le premier moment, et la marche de l'inflammation est d'autant plus rapide que la masse à allumer est plus rapidement pénétrée par le calorique.

Si l'on fait usage de poussier de poudre, la chaleur ne se propage qu'avec une difficulté extrême à travers ce corps , qui est très-mauvais conducteur du calorique , et qui ne laisse entre ses particules que des espaces microscopiques bientôt bouchés par de nouvelles particules, qui absorbent la chaleur émise. Si, au contraire, on fait usage de poudre à laquelle on ait donné la forme granuleuse, Fair qui sépare les grains, les enflamme plus vite, et la chaleur provenant de la combustion de chaque grain se transmet plus rapidement d'un point à l'autre de la masse.

C'est ainsi que l'on a été conduit à faire subir à la poudre, l'opération du grenage^qne nous aurons à décrire.

On a également jugé indispensable de lisser la poudre. Le lissage consiste à durcir et à polir la surface du grain, pour qu'il ne se réduise pas de nouveau en poussier, pendant les transports ou les manipulations.

Plus les grains sont gros, et plus est lente la combustion de la poudre. Le diamètre des grains de la poudre à canon, fabriquée en France,varie entre 2mm,5etro,,4 ; et celui des grains de la poudre à mousquet entre lmm,4 et 0mm,6. Les grains des différentes poudres de chasse sont encore plus petits.

En résumé, la poudre est composée de salpêtre, de charbon et de soufre, parfaitement broyés et intimement mêlés , divisés en grains de grosseur déterminée , puis lissés, enfin séchés et époussetés. Nous décrirons ces différentes opérations telles qu'elles se pratiquent dans nos grandes poudreries; mais il sera bon auparavant, de faire bien connaître les propriétés des trois ingrédients de la poudre, c'est-à-dire le salpêtre, le soufre et le charbon.

Salpêtre. — Le salpêtre a tiré son nom de son origine naturelle. Au vine siècle, les savants qui n'écrivaient qu'en latin , l'appelèrent, pour rappeler qu'il est extrait des pierres, du nom de sal petrœ, c'est-à-dire sel de pierre. On l'extrait, en effet, de certaines pierres, à la surface desquelles il se produit naturellement.

A l'époque de la création de la nomenclature chimique, on plaça, avec raison, le salpêtre parmi les sels, et on le nomma nitrate de potasse, et plus tard azotate de potasse, parce qu'il résulte de la combinaison de V acide nitrique, ou azotique, avec la potasse. Les mots salpêtre, nitre, nitrate de potasse et azotate de potasse, sont donc synonymes.

Le salpêtre, se trouve sur les murs humides, à la surface desquels il forme de petites aiguilles blanchâtres, d'une saveur froide et piquante. Comment se produit-il spontanément dans la nature ? L'acide azotique prend naissance aux dépens des éléments de l'air,

| dans les orages, par suite de la combinaison de l'oxygène avec l'azote. Sous l'influence dé la décharge électrique, l'oxygène et l'azote qui existent dans l'air, se combinent et forment de l'acide azotique. Cet acide azotique tombe, dissous par l'eau de la pluie,sur la terre, et se combinant avec la chaux, la magnésie ou la potasse du sol, forme de l'azotate de chaux, de magnésie ou de potasse.

Cependant cette source de salpêtre n'est pas d'une grande importance. C'est dans d'autres conditions naturelles que ce sel se produit abondamment.

Toutes les fois que de l'oxygène et de l'azote se trouvent en présence, dégagés d'une combinaison quelconque, ils s'unissent, et forment de l'acide azotique. S'il existe, à proximité, une base alcaline ou terreuse, comme de la potasse, de la chaux, de la magnésie, cette base se combine à l'acide azotique, et forme des azotates de potasse, de soude, de chaux, de magnésie ou d'ammoniaque. La présence de ces bases hâte, et provoque, pour ainsi dire, la formation de l'acide azotique.

Le salpêtre se forme naturellement dans tous les lieux humides où existent des matières animales riches en azote, c'est-à-dire dans les caves, les étables, les fosses à fumier, ainsi que sur les murs des habitations. I! n'apparaît que jusqu'à une certaine hauteur sur ces murs, parce que l'humidité est une condition nécessaire à sa formation, en vertu du vieil adage chimique, corpora non agunt nisisohtta; on n'en trouve guère, en effet, au-dessus du premier étage. La formation du nitre est une cause incessante de destruction des murailles. Ce sel ronge et carie les plus fortes assises; rien ne peut arrêter, cette cause d'altération, sans cesse agissante. Il faut extraire les pierres qui en sont atteintes, et les remplacer.

Partout où la végétation a existé, les couches superficielles du sol renferment du salpêtre ; car l'acide azotique et la potasse ont

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été fournis par la décomposition dès végétaux* Certains terrains sont même assez riches en salpêtre pour qu'il suffise de lessiver les terresavecdereauchaude,pourenextraire ce sel, et en faire une exploitation régulière. On trouve des masses considérables de salpêtre accumulées dans le sol de certaines parties de l'Espagne, de l'Égypte, de l'Inde et de rAmérique méridionale.

Le salpêtre est si abondant dans le sol de certaines' contrées de l'Inde, qu'il suffit, pour le recueillir, de balayer la terre avec de longs balais, ou houssmes : d'où le nom de salpêtre de houssaye. Ce salpêtre arrive en Européen petits cristaux aiguillés, d'un blanc grisâtre ; mais il est très-impur.

Au milieu des déserts de l'Afrique, le major Gardon Laing a observé qu'au moment le plus froid de la journée , c'est-à-dire au lever du soleil, la terre se couvre d'une couche denitre.La présence du salpêtre dans ces déserts semble prouver qu'à une époque distante d'un nombre de milliers d'années qu'on n'ose calculer, toute la partie de l'Afrique, aujourd'hui occupée par des sables, aurait été couverte d'une végétation luxuriante.

En réalisant artificiellement les conditions les plus favorables à la production du salpêtre, et en les exagérant, on est arrivé à créer les nitrières artificielles. On nomme ainsi des fosses remplies d'un mélange grossier de plâtre ou de terres calcaires, avec des débris de substances animales et végétales en putréfaction. Cette industrie existe en Normandie, en Suisse et en Suède. Dans les bergeries de l'Appenzell , les détritus organiques sont rassemblés, et par une disposition spéciale qui assure au mélange de ces matières, un accès abondant d'air atmosphérique, on arrive à fabriquer, avec bénéfice, du salpêtre artificiel. ; i Cependant cette industrie est assez peu rémunératrice. C'est que le salpêtre se forme naturellement avec tant d'abondance et de facilité, qu'il est superflu de recourir à Finterventioade l'art. Les vieux plâtras de démo-

lition, — et Dieu sait si de nos jours^ les matériaux de démolition, font défaut ! — sont chargés de sels nitreux. Il çuffit de se procurer ces matériaux, de les lessiver comme il sera dit plus loin, pour se procurer une abondante récolte de ces sels.

Nous allons exposer, avec quelque attention, les procédés qui sont suivis en France, pour retirer le salpêtre des plâtras ou des vieux matériaux de démolition. Il faut seulement savoir, pour comprendre les opérations que nous allons décrire, que le salpêtre, c'est-àdire l'azotate de potasse, n'existe pas seul dans ces plâtras ; il n'en forme même que la plus minime partie. L'acide azotique se trouve combiné surtout à la chaux et à la magnésie. De là résulte la nécessité d'une opération chimique, consistant à transformer en azotate de potasse, c'est-à-dire en salpêtre proprement dit, les azotates de chaux et de magnésie qui existent dans les vieux plâtras. Cette transformation s'opère avec une dissolution de carbonate de potasse, qui, agissant sur les azotates de chaux et de magnésie, préalablement enlevés aux plâtras par l'eau bouillante, produit des carbonates de chaux et de magnésie insolubles, et de l'azotate de potasse, qui reste dissous, et qu'il n'y a plus qu'à recueillir par Tévaporation du liquide et par la cristallisation.

Après cette explication, les opérations relatives à l'extraction du salpêtre seront facilement comprises,

La première opération consiste à lessiver, par l'eau froide, les plâtras, pour leur enlever les azotates de chaux, de magnésie et de potasse, qu'ils contiennent. On place les matériaux salpêtrés, quelle qu'en soit la provenance, dans des cuv^s de bois, ou dans des tonneaux défoncés par un bout, et dont le fond conservé est percé d'un trou, que l'on tient bouché* Le tonneau est porté sur un trépied , pour faciliter l'écoulement du liquide. On laisse digérer l'eau pendant un ôu deux jours; puis, plaçant à l'orifice, un

bouchon de paille , on soutire le liquide. Ce liquide {eaux faibles) est versé sur de nouveaux matériaux. Lorsqu'il s'est ainsi chargé d'une plus grande quantité de sels, il porte le nom d'eaux fortes. Quand elles ont servi à opérer un troisième lessivage d'autres matériaux , ces eaux (eaux de cuite) sont assez riches pour être traitées chimiquement.

Ces eaux contiennent surtout des azotates de chaux, de magnésie, de potasse, de soude et d'ammoniaque, du chlorure de sodium et du sulfate de soude. On y ajoute du carbonate de potasse, ou plus simplement une lessive de cendres de bois, qui contient une forte proportion de carbonate de potasse. Par la réaction du carbonate de potasse sur les azotates dissous dans l'eau, il se forme des carbonates, insolubles, de chaux et de magnésie, et la liqueur retient les azotates de potasse, de soude et d'ammoniaque résultant de cette réaction.

du salpêtre.

Après cette opération ces eaux chargées d'azotates de potasse, de soude et d'ammoniaque, sont portées dans de grandes chaudières de fonte, et on Les chauffe jusqu'à

Fébullition. Pendant l'évaporation il se dépose des carbonates de chaux et de magnésie, ainsi que d'autres matières étrangères, ou des boues. Par les mouvements de l'ébullition ces boues sont amenées au centre de la chaudière. On les enlève continuellement à l'aide d'un chaudron suspendu à une chaîne, et que l'on manœuvre à l'intérieur du bain, au moyen d'un contre-poids, comme le montre la figure 144.

On active le feu, et, à mesure que le liquide diminue par l'évaporation, les sels qu'il renfermait encore se précipitent, dans leur ordre de moindre solubilité. Quand la concentration est arrivée à tel point que le salpêtre luimême commencerait à cristalliser (ce que les ouvriers reconnaissent eu mettant une goutte de la liqueur au contact d'un corps froid, et la goutte venant à se figer), on verse le liquide dans de grandes bassines de cuivre, nommées cristal lisoirs. On agite le liquide, pendant son refroidissement , . pour obtenir le nitre en petits cristaux.

Voilà comment s'obtient le salpêtre ordinaire du commerce. Ces opérations se pratiquent en France, dans les ateliers de l'industrie privée. Le sel ainsi extrait des matériaux nitrés, et qui renferme environ25 pourlOOde matières étrangères, est vendu, par les salpêtriers, aux ateliers du gouvernement, qui se chargent de le raffiner, c'est-à-dire de l'amener à un état de pureté absolue, indispensable, quand on veut consacrer ce sel à la fabrication de la poudre.

Voici comment on procède, dans les ateliers du gouvernement, au raffinage du salpêtre.

Se fondant sur ce fait que la dissolution aqueuse saturée d'un sel, est apte à dissoudre certains autres sels, on débarrasse le salpêtre brut des azotates de magnésie et de chaux qu'il renferme, ainsi que du sel marin, en lavant ces cristaux avec une dissolution saturée de salpêtre. On remplit du sel à raffiner, là capacité supérieure d'une boîte, AB, à double

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fendD {fig. 145),après avoir bouché avec de la paille les trous C, C, dont ce double fond est percé. On verse alors sur les cristaux une

Fi g. 145, — Caisse à laver les cristaux du salpêtre.

dissolution de salpêtre, qui ne peut plus disfoudre de salpêtre, mais qui peut se charger

de sels étrangers. Au bout de deux ou trois heures, on débouche les trous, et le liquide s'écoule, au moyen d'un robinet, dans la rigole E. On répète cette opération à plusieurs reprises. Le liquide ayant servi à ces lavages, est renvoyé dans la chaudière de concentration, pour en retirer le salpêtre qu'il renferme.

Après avoir débarrassé le salpêtre des matières solubles, il faut en séparer les substances insolubles qui s'y trouvent mélangées.

On le fait dissoudre dans l'eau bouillante, en le plaçant dans une chaudière de fonte A (/îg. \ 46), dans laquelle on introduit75 parties

Fig. 146. — Chaudière pour le raffinage du salpêtre.

d'eau et 2S parties du sel à raffiner. Quand la liqueur est bouillante, on y ajoute, pour la clarifier, un peu de sang de bœuf. Les matières terreuses en suspension sont emprisonnées dans l'albumine du sang de bœuf, qui se coagule dans le liquide bouillant, et la liqueur est ainsi clarifiée. On enlève ces dépôts avec des écumoires, au fur et à mesure qu'ils se produisent. La dissolution s'épure ainsi parfaitement. Quand elle est bien claire, on la fait écouler dans les cristal lisoirs.

Par le refroidissement, le salpêtre se prend en cristaux. Pour empêcher que ces cristaux ne soient trop volumineux, on trouble la cristallisation en agitant la liqueur pendant qu'elle se refroidit.

Les petits cristaux de salpêtre raffiné sont recueillis et portés dans des caisses à double fond, semblables à celle qui a été représentée plus haut {fig. 145). Là on les lave, à trois ou quatre reprises, avec de Feau pure, pour les débarrasser des eaux mères qu'ils

retiennent, c'est-à-dire de la dissolution au sein de laquelle ils ont cristallisé, et qui les imprègne encore*

Il ne reste plus qu'à laisser égoutter les cristaux et à les sécher. On emploie, à cet effet, la chaleur perdue par les fourneaux dans lesquels se fait l'évaporation d'autres liqueurs* Sur la figure J46 qui représente le fourneau et la chaudière à évaporation, on voit la disposition qui permet de profiter de la chaleur du fourneau pour sécher les cristaux de salpêtre. Les cristaux du sel à dessécher sont placés dans une cavité en maçonnerie, B, et chauffés au moyen des carneaux C, C, par l'air chaud, qui se rend dans la cheminée, en sortant du foyer.

En terminant ce qui concerne le salpêtre, nous ajouterons qu'il existe un azotate naturel, qui pourrait servir, sans aucune purification, à préparer la poudre : c'est l'azotate de soude, que Ton trouve au Pérou en quantités considérables. On a plusieurs fois essayé de substituer cet azotate de soude à l'azotate de potasse , dans les manufactures de poudre ; mais on a reconnu que la poudre préparée avec ce produit naturel n'a pas une force explosive suffisante, et l'on a dû s'en tenir au salpêtre à base de potasse.

Charbon. — Le charbon est l'élément essentiel de la poudre ; on n'a jamais songé à le remplacer par un autre combustible. On ne trouverait pas, en effet, de corps plus maniable, à meilleur marché, et donnant, par sa combinaison avec l'oxygène, un aussi grand volume de gaz.

Le charbon dont on se sert pour la préparation de la poudre, provient du bois décomposé par la chaleur.

Le bois est un corps très-complexe, formé d'un grand nombre de combinaisons diverses entre les quatre éléments dont il se compose, et qui sont le carbone, l'hydrogène, l'oxygène et l'azote.

La carbonisation , c'est-à-dire l'extraction du charbon, du bois qui lerenferme,consiste à

placer le bois à l'abri de l'oxygène de l'air,! afin qu'il ne brûle pas ; puis à le porter à uiie température telle que les nombreux composés des quatre corps simples cités plus haut, ne pouvant résister à l'élévation de la température, se dissocient, et forment des combinaisons d'un ordre plus simple, en général gazeuses, en laissant comme résidu fixe et infusible, le charbon. Par l'action de la chaleur, l'oxygène du bois se dégage à l'état d'acide carbonique et d'oxyde de carbone, l'hydrogène à l'état de vapeur d'eau ou d'hydrogène carboné, l'azote à l'état de corps simple, ou bien associé à l'hydrogène, et formant de l'ammoniaque, ou plutôt du carbonate d'ammoniaque. Le charbon, matière fixe et infusible, constitue le résidu de cette décomposition.

Pendant longtemps, en France, on a préparé le charbon de bois destiné aux ménages, dans des meules bâties au milieu des forêts, avec les branches des arbres; et cette opération est encore en usage dans beaucoup de pays.

Les meules des charbonniers sont des assemblages de branches d'arbres, recouverts de terre à leur partie supérieure. Au centre, on plante une perche {fig. 147), et Ton appuie

Fig. 147. — Coupe verticale d'une meule à charbon de bois.

tout autour les premiers fagots du bois à carboniser ; de telle sorte qu'il reste un espace libre plein d'air, qu'on a soin de faire communiquer avec l'extérieur, par un canal ménagé entre les autres fagots. Ces fagots sont disposés par couches parallèles, et appliqués les uns contre les autres, sans vide intermédiaire. Quand la meule

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est achevée, on met le feu à des matières très-combustibles laissées au centre, et

Fig. 148. — Fabrication du charbon de bois dans les forêts.

qu'on remplace à mesure qu'elles se consument. Bientôt, la masse Réchauffant, les gaz

se dégagent par la partie supérieure, et une demi-combustion du tout se manifeste. La figure 148 représente une meule de bûcheron en plein travail. Au bout de quelques jours on étouffe le feu en le recouvrant d'une natte mouillée, et onlaisse refroidir la masse» On obtient ainsi environ \ 6 de charbon pour 100 de bois privé d'écorce.

A cette ancienne méthode de préparation du charbon de bois, on a substitué, de nos jours, un système plus savant, calculé de manière à éviter les pertes d'écorce.

La carbonisation en vases clos s'exécute dans des cylindres de fonte, AB (/?<?. 149) semblables à ceux qu'on emploie pour la fabrication du gaz de l'éclairage. Un des côtés du cylindre est fermé par une plaque mobile B. L'autre côté est percé d'un trou bouché avec des baguettes, C du même boisquecelui sur lequel on opère. Un tube recourbé AE donne passage aux produits volatils, qui se rendent dans une fosse F, et auxquels on ne fait d'ailleurs aucune attention, touslessoinsf étant portés sur la carbonisation du bois. De temps en temps, on retire la baguet-

Fig. 145. — Cylindres pour la carbonisation du bois en vases clos coupe verticale et horizontale)

te, qui bouche le tube C, afin de juger du progrès de l'opération. Quand on la croit suffisamment avancée, on éteint le feu. On ne décharge les cylindres que le lendemain,

t. nu

car l'exposition à l'air du charbon encore chaud, et prodigieusement poreux, pourrait amener son inflammation spontanée.

Par la carbonisation en vases clos, on ob-

tient 40 de charbon pour 100 de bois calciné.

Ce procédé perfectionné , employé dans beaucoup de pays, pour la préparation du charbon, présente quelques inconvénients, qui l'ont fait rejeter de la pratique dans nos poudreries* Si la chaleur est trop forte ou brusque sur un point, le bois entre comme en fusion, et se transforme en une masse boursouflée semblable au coke qu'on retire des cornues à gaz de l'éclairage. En outre, les opérations les mieux conduites ne produisent que du charbon roux, qui est beaucoup trop combustible pour entrer dans la composition de la poudre. Les charbons obtenus avec l'appareil figuré plus haut, détérioraient si rapidement les armes à feu, que le conseil supérieur de l'artillerie, craignant pour la conservation de son matériel, avait décidé qu'on en reviendrait à l'ancien procédé, c'està-dire à la carbonisation en meules.

M. Violette, commissaire des poudres el salpêtres, fit adopter en 1848, pour la fabrication des charbons destinés aux poudres, un appareil dans lequel la carbonisation du bois est produite par la vapeur d'eau surchauffée. L'idée première de ce procédé appartient à MM. Thomas et Laurens. M. Castillon l'avait misen pratique danslespoudreries de Belgique mais sans en obtenir des résultats satisfaisants.

Dans l'appareil de M.Violette {ftg. ISO), le bois est placé dans un cylindre, D, renfermé lui-même dans un autre cylindre E, afin de répartir plus uniformément la chaleur dans la masse à carboniser. Le jet de vapeur arrive d'une chaudière avec la pression de deux atmosphères. Réglée par un robinet R, la vapeur venant de la chaudière passe au moyen d'un tube A, dans un serpentin de fer B, où elle s'échauffe à une température d'environ 300 degrés, par l'action du foyer G, Puis elle pénètre dans le cylindre par le tube

Fig. 150, — Appareil de M. Violette pour la carbonisation par la vapeur d'eau.

C, échauffe le bois contenu dans les cylindres, avec elle les produits delà distillation du bois, et sort finalement par le tube F, entraînant J L'intensité de la fumée qui s'exhale par

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Je tube F, fait connaître par sa couleur et par sa quantité les progrès de l'opération. La distillation marchant, comme à l'ordinaire, c'est-à-dire à une température de 300 à 340°, on voit d'abord apparaître de Teau, qui forme un jet de vapeur bleuâtre,, puis des acides carbonique et acétique, et de la suie, sous forme d'un nuage obscur, qui peut brûler avec une flamme rouge. Puis vient l'oxyde de carbone, qui donne une flamme bleue. Plus tard la fumée s'éclaircit ; et à la fin apparaissent les hydrogènes carbonés, composant le gaz à éclairage. La flamme passe au violet, puis successivement au jaune et au blanc éclatant. Enfin toute fumée cesse; la flamme diminue et finit par s'éteindre-

On a dit avec raison: tel charbon^ telle poudre* On comprend donc avec quel soin il faut procéder à la fabrication du charbon, pour obtenir les bons effets qu'on en attend.

D'après M. Violette, le bois chauffé à 130°, donne un charbon de couleur brune, qui brûle avec flamme et fumée, comme , le bois même. Obtenu à 270% le charbon est roux et cassant ; il donne toujours de la flamme. Préparé à la température de 280°, le charbon est friable et très-inflammable ; il est excellent pour la poudre de chasse. C'est à la température de 340° que l'on obtient le charbon noir, destiné à la préparation de la poudre à mousquet. Obtenu avec de la vapeur à 442°, le charbon est très-noir, et propre à la fabrication de la poudre à canon.

* La préparation du charbon par la vapeur d'eau surchauffée, fournit 42 parties de charbon pour 100 parties de bois privé d'écorce.

Pour fabriquer les charbons destinés à entrer dans la composition de la poudre, on prend des bois très-légers : la chènevotte, le fusain, le peuplier, le hêtre, la bourdaine. En Espagne,on emploie le bois de chènevotte, en France le bois de bourdaine. On cueille, au printemps, les branches de l'année précédente, on en ôte l'écorce, et on les met à sécher. Ces arbres donnent un charbon léger,

et facilement inflammable. Dans les feux d'artifice, où l'on recherche surtout les effets d'étincelles, les charbons brûlant vite seraient d'un mauvais usage : on emploie, dans ce cas, les charbons denses, ceux du chêne par exemple. On comprend sans peine que les bois trèslourds, fournissent les charbons denses; et les bois légers les charbons légers, parce que le charbon conserve à peu près la forme et la structure du bois d'où on l'a tiré.

Les propriétés du charbon sont extrêmement diverses suivant le bois d'où on l'a retiré et le mode de carbonisation qui a été mis en usage.

Un litre de charbon de chènevotte pèse 59 grammes, un litre de charbon de chêne 383 grammes; ce qui donne pour leur densité environ 0,06 et 0,4. C'est entre ces deux extrêmes que se rangent les densités des autres charbons de bois. On trouve dans la nature des charbons beaucoup plus lourds, la houille, le graphite, par exemple, et le diamant qui est du carbone pur , et dont la densité est 3, S, c'est-à-dire neuf fois plus considérable que celle du charbon de chêne. On arrive pourtant, au moyen de la compression, à donner au charbon de bois une densité remarquable. M. Vergnaud a obtenu des charbons dont la densité est représentée par 3, en les soumettant à une trituration prolongée sous les meules de la poudrerie d'Esquerdes, appareil dont le poids est évalué à 15,000 kilogrammes.

La couleur du charbon dépend de sa calcination plus ou moins complète. Il est tout à fait noir quand il a été soumis à une température suffisante, et assez longtemps prolongée. Moins bien carbonisé, il est roux: il participe alors encore des propriétés du bois, et brûle avec flamme. Les poudres faites avec | les charbons roux, brûlent trop vite, et sont brisantes. En outre, le charbon roux se pulvérise mal ; aussi sa fabrication a-t-elle été abandonnée dans les poudreries de l'Etat. Le charbon est hygrométrique, c'est-à-dire

qu'il attire l'humidité de l'air. Par cette absorption d'eau, il augmente de poids et devient moins combustible. Cette propriété n'est que trop souvent mise à profit par les marchands de charbon, qui le débitent contenant jusqu'à 35 et 40 pour 100 d'eau. C'est en raison du charbon qu'elle renferme, que la poudre est hygrométrique, c'est-à-dire absorbe l'humidité. Si on l'abandonne à l'air humide, elle est exposée à perdre de ses qualités.

Le charbon partage avec tous les corps poreux, la propriété, très-curieuse, d'accumuler, de condenser entre ses pores et d'emmagasiner d'énormes quantités de gaz : il peut en absorber jusqu'à 200 et 300 fois son volume. La mousse de platine, le corps le plus poreux que l'on connaisse, peut absorber 1200 fois son volume de gaz hydrogène, lequel se trouve soumis à l'intérieur du métal, à une pression de plus de 1200 atmosphères. Cette condensation se produisant d'une manière subite, développe une chaleur telle que, lorsqu'on introduit un fragment de mousse de platine dans le gaz hydrogène, en opérant en présence de l'air, l'hydrogène s'enflamme aussitôt, et l'on voit se produire ce curieux phénomène d'un gaz qui s'enflamme et détone par le simple contact d'un corps froid.

Le charbon condense les gaz avec moins de puissance que le platine ; mais il peut, lorsqu'il est récemment préparé, et réuni en grandes masses, absorber assez d'air pour s'échauffer et prendre feu spontanément.

Peut-être l'hydrogène qui reste engagé dans ses pores, après sa préparation, concourt-il à cette action en s'enflammant et communiquant le feu à la masse. Quoi qu'il en soit, de nombreux et redoutables incendies ont été dus à l'inflammation spontanée du charbon destiné à entrer dans la préparation de la poudre, et ont amené l'explosion de poudrières> en divers pays.

La condensation des gaz par le charbon a pourtant, quand il s'agit de la poudre, un

effet utile. Les gaz emmagasinés dans la poudre, se dégageant au moment de l'explosion, ajoutent leur effet à celui des autres gaz, et augmentent la puissance balistique de la charge.

Soufre. — Le soufre est un corps simple abondamment répandu dans la nature, surtout à l'état de combinaison. A l'état de corps simple, on le trouve mélangé à la terre autour des centres volcaniques. Il existe, à l'intérieur de différents terrains, combiné avec les métaux et formant des sulfures. Les plus importants de ces sulfures naturels, sont les pyrites, c'est-à-dire les sulfures de fer et de cuivre. •

La presque totalité du soufre consommé en Europe, a été fournie jusqu'àl'année 1830, par le royaume des Deux-Siciles : les environs de l'Etna et la solfatare de Pouzzoles suffisaient à l'approvisionnement des marchés européens. Mais depuis cette époque, on s'est adressé aux pyrites naturelles, et même au plâtre, pour en extraire le soufre destiné aux besoins de l'industrie.

Le mode d'extraction du soufre, que l'on suivait, était le suivant. On réunissait en petits monticules , les terres soufrées recueillies aux environs de l'Etna, ou à la sol fatare de Pouzzoles, et on y mettait le feu, parla partie supérieure, à l'aide d'une fascine préalablement trempée dans le soufre fondu et allumée. La combustion marchait lentement, échauffant les couches inférieures, lesquelles laissaient couler une partie de leur soufre ; ce soufre recueilli constituait le soufre brut. Ici, la matière à extraire servait elle-même de combustible, pour échauffer la masse et déterminer la liquéfaction du soufre.

A Girgenti (Sicile), fut imaginé et employé un procédé intermédiaire entre le précédent et le procédé par distillation, dont nous aurons à parler tout à l'heure. On bâtissait, avec de minces briques, une chambre, que l'on faisait communiquer, par une large conduite, avec un foyer. Dans cette chambre, on

entassait les terres soufrées. Les produits de la -combustion du foyer et la presque totalité de sa chaleur se répandaient dans la chambre et réchauffaient. Le soufre entrait en fusion et s'écoulait à l'extérieur. Mais une grande partie du soufre restait opiniâtrément mêlée à la terre, et n'en pouvait être séparée, ce qui occasionnait des pertes notables.

C'est à la solfatare de Pouzzoles, près de Naples, qu'on mit pour lapremiére. fois en usage le procédé d'extraction du soufre par distillation. Les appareils dont on se servait étaient de la plus grande simplicité. De grands pots de terre A, A' sont disposés en plusieurs rangées parallèles, dans un four chauffé au bois {figASl). Aux couvercles bien

fig. Ï5T . — Appareil pour l'extraction du soufre des environs des volcans.

lutés de ces vases, est adapté un tube c,c', qui se rend dans un récipient semblable B, B', placé au dehors du four. Quand la chaleur est suffisante, le soufre fond, puis distille. La vapeur passant par les tubes c,c', se condense, à l'état liquide, dans le vase du dehors, et coule delà, paruntuyau, dans lebaquet, où il se fige.

La solfatare située près de la ville de Pouzzoles, à deux lieues de Naples, est un cra-

tère éteint, et aujourd'hui rempli de sable. Jusqu'au commencement de notre siècle on extrayait le sable de la solfatare, A on le distillait dans l'appareil figuré plus haut, pour en retirer le soufre, qui s'y trouve contenu dans la proportion de 20 à 30 pour 100. L'extraction du sable se faisait sur plusieurs points à la fois. On ne pouvait cependant creuser que jusqu'à une profondeur de dix mètres, à cause de la chaleur qui devenait alors insupportable pour les ouvriers.

L'extraction du soufre est complètement abandonnée aujourd'hui, à la solfatare de Pouzzoles. Le voyageur qui visite les curiosités sans nombre des environs de Pouzzoles, ne manque pas de se rendre à la célèbre solfatare. 11 n'y voit plus, comme autrefois, des centaines d'ouvriers occupés à extraire le soufre des sables. La vaste enceinte du cratère est entièrement recouverte de joncs et d'herbes sauvages ; et la terre soufrée n'est plus recueillie que par quelques ouvriers solitaires, qui en fabriquent une sorte de stuc. Ce cirque immense, qui fut autrefois le théâtre d'éruptions volcaniques , qui plus tard devint un champ de travail industriel n'est donc maintenant qu'un désert. Le touriste n'y trouve qu'une sorte de cheminée volcanique encore fumante, d'où s'exhalent, avec bruit, des gaz, tels que l'acide carbonique, l'azote, l'hydrogène sulfuré et un peu de soufre en vapeur. On fait remarquer aux curieux que le sol résonne sourdement quand on y projette une pierre avec force ; ce qui prouve que la croûte qui forme le sol, recouvre d'anciennes cavités volcaniques.

Le soufre brut obtenu en Sicile, aux environs de l'Etna, ou recueilli à Pouzzoles, contient beaucoup d'impuretés, et surtout de la terre. On peut employer immédiatement ce soufre à la fabrication de l'acide sulfurique, mais il serait tout à fait impropre à la fabrication de la poudre et aux autres usages industriels. On le purifie complètement en le soumettant à la distillation. Le soufre étant

Fîg. 152. — Appareil pour la distillation du soufre dans les raffineries de Marseille,

volatil, il suffît de le placer dans un appareil distillatoire convenablement construit, et de recueillir ses vapeurs, pour le séparer de toutes les impuretés.

Cette opération ne se fait pas en Sicile, Le soufre brut est transporté par des navires, dans le midi de la France, et c'est à Marseille que sont établies les grandes distilleries de soufre.

L'appareil pour la distillation du soufre (fîff. 152) se compose d'an récipient A, où Ton place le soufre grossièrement concassé. Liquéfié par la chaleur du foyer, le soufre

coule par un tube a, <z, dans une cornue de fonte B, fortement chauffée à la houille. Le soufre s'y réduit en vapeurs, qui passent dans une grande chambre C, en maçonnerie, dont le sol est légèrement incliné. Tant que la chambre est froide, Le soufre se dépose sur les murs, sous forme de poudre. On peut le recueillir à cet état : il porte alors le nom de fleur de soufre. Quand l'opération se prolonge, la chambre s'échauffe, les dépôts formés sur les murailles fondent, et le soufre liquide forme une nappe sur le sol de la chambre. Pour le recueillir, on retire une

LES POUDRES DE

plaque de fonte, qui ferme cette paroi, au moyen de la tige DD\ Le soufre vient tomber dans le bassin E. Ilestmaintenu enfusiondans' cette chaudière, qui est légèrement chauffée. Là, des ouvriers le puisent avec des cuillers, et le versent dans des moules en bois, L, entourés d'eau* Les canons de soufre ainsi moulés, sont emmagasinés dans une caisse M*

Remarquons qu'à la partie supérieure de la chambre, est une ouverture, H, fermée par Une soupape. Cette soupape s'ouvre quand la pression de la vapeur est trop forte. Alors l'air peut rentrer dans la chambre et ramener la pression à son état normal. Quand on n'usait pas de cette précaution, la vapeur intérieure faisait quelquefois éclater la chambre, et exposait les ouvriers à être brûlés ou asphyxiés.

Ainsi purifié, le soufre est d'une couleur jaune-serin; il est deux fois plus pesant que l'eau. Il est si mauvais conducteur de la chaleur, que, tenu dans la main, il fait entendre des craquements, par suite de la rupture intérieure de ses cristaux, déterminée par la difficulté du passage du calorique à l'intérieur de sa substance. Quelquefois même le bâton de soufre se casse en plusieurs fragments. Voici ce qui se passe alors. Les parties échauffées par le contact de la main, se dilatent avant que la chaleur se soit communiquée aux parties voisines ; et comme l'adhérence entre les diverses portions est trèsfaible, toute la masse se sépare brusquement en un ou deux monceaux.

Les poudreries n'emploient que le soufru en canon. En effet, le soufre en poudre des raffineries ou fleur de soufre^ n'est pas pur : il retient toujours de l'acide sulfureux, qu'on ne pourrait en séparer que par des lavages prolongés à l'eau froide.

Le soufre a été obtenu jusqu'à Tannée 1830, environ, par les procédés que nous venons de décrire, c'est-à-dire par son extraction des sables sulfurifères de Pouzzoles et de la Sicile, et la distillation du produit brut dans de nouvelles usines. Mais à partir de cette