CHAPITRE II

APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE l'aLUMINJCM. — LE BRONZE D'ALUMINIUM.

Quand on a parlé pour la première fois de l'aluminium, une certaine exagération, d'ailleurs inévitable, s'était mêlée aux appréciations concernant l'avenir de ce curieux produit. Mais depuis cette époque, cette question a été examinée à loisir, et l'on a pu la juger avec maturité. L'auteur de la découverte du nouvel aluminium, M. H. Sainte-Claire-Deville, a publié un mémoire où toutes les questions qui se rattachent à cet objet sont exposées avec beaucoup de soin et de réserve. Nous ne saurions mieux faire, pour exposer l'état réel de cette question au moment où nous écrivons ces lignes, que de mettre sous les yeux du lecteur le passage du mémoire de M. Deville concernant les applications futures de l'aluminium :

« Je ne doute pas aujourd'hui, dit M* Deville, que l'aluminium ne devienne tôt ou tard un métal

L'ALUMINIUM

usuel. Depuis que j'en ai manié des quantités considérables, j'ai pu vérifier l'exactitude de toutes les assertions rapportées dans le premier Mémoire que j'ai publié sur ce sujet. Bien plus, son inaltérabilité et son innocuité parfaites ont pu être expérimentées, et l'aluminium a subi ces épreuves mieux encore que je ne pouvais le prévoir. Ainsi, on peut fondre ce métal dans le nilre, chauffer les deux matières au contact jusqu'au rouge vif, température à laquelle le sel est en pleine décomposition, et, au milieu de ce dégagement d'oxygène, l'aluminium ne s'altère pas ; il peut être également fondu dans le soufre, dans le sulfure de potassium, sans s'attaquer sensiblement (1). Résistant parfaitement bien à l'action de l'acide nitrique, de l'acide sulfhydrique, et en cela supérieur môme à l'argent, il se rapproche de l'étain, quand on le met au contact de l'acide chlorhydrique et des chlorures. Mais son innocuité absolue en permettra l'emploi dans une foule de cas où l'étain présente des inconvénients, à cause de la facilité avec laquelle ce métal est dissous par les acides organiques. Du reste, on a peu étudié le de- j gré de résistance qu'opposait à nos agents les plus j communs les métaux que nous employons le plus fréquemment. Ainsi, lorsque Ton fait bouillir pendant quelques instants une solution de sel marin dans un creuset d'argent, on dissout de ce métal des j quantités assez fortes pour que l'eau salée devienne j alcaline e* bleuisse fortement la teinture rouge de tournesol. Si l'on prend de l'étain laminé, du -paillon d'étaîn, qu'on le fasse chauffer pendant quelques minutes dans une dissolution de sel marin acidulée avec de l'acide acétique, on pourra constater, en décantant la liqueur claire et en la traitant par l'hydrogène sulfuré, qu'il s'est dissous des quantités considérables d'étain. Tel sera l'effet constant d'un mélange de sel et de vinaigre sur les Vases de cuisine. Mais l'étain n'a;ant pas, il paraît, d'action notable sur l'économie et la saveur de ses sels étant très-peu prononcée, quoique désagréable, la présence de l'étain dans nos aliments passe inaperçue.

« Toutes les propriétés chimiques que j'ai attribuées à l'aluminium se trouvent en outre confirmées par les expériences que M. Wheatstone, à Londres, et M. Hulot, à Paris, ont tentées pour déterminer le rang électrique de ce métal.

« J'ai pu étudier, sur des échantillons volumineux, les propriétés physiques de l'aluminium, et j'ai constaté qu'on pouvait le laminer comme l'argent ou l'étain, et le tirer aussi fin que l'argent et le cuivre. Enfin, une propriété curieuse, qu'il manifeste avec d'autant plus d'intensité qu'il est plus pur, c'est une sonorité excessive, qui fait qu'un lingot d'aluminium suspendu à un fil et frappé d'un coup sec, produit le son d'une cloche de cristal. M. Lissajous, qui a constaté avec moi celte sonorité,

(J) L'or ne résiste pas à ces deux agents d'oxydation et de sulfuration.

en a profité pour construire en aluminium des diapasons qui vibrent très-bien. Beaucoup d'usages spéciaux lui sont, en outre, réservés à coup sûr, à cause de son excessive légèreté ; et depuis que l'aluminium est dans le commerce, plusieurs essais d'application ont été déjà tentés avec succès.

« Pourtant ces qualités ne sont pas suffisantes pour faire préférer, dans la plupart des cas, l'aluminium aux métaux précieux à égalité de prix. La condition pour que ce métal devienne d'un emploi général est donc sa production à un prix notable-

tig. 439. —"H. Sainte-Claire Deville.

ment inférieur à celui de l'argent. Il est vrai qu'à cause de la différence de leurs densités, l'aluminium et l'argent ayant la même valeur, le premier serait, en réalité, quatre fois moins cher que le second à volume égal ; et à volume égal l'aluminium possède une rigidité plus grande que l'argent.

« Le problème de la fabrication économique de l'aluminium me paraît de nature à être résolu, d'un jour à l'autre, par l'industrie, d'une manière satisfaisante, parce que les matériaux avec lesquels on peut le produire, même avec les procédés actuels, sont tous à bas prix. Ainsi, théoriquement, pour obtenir 2 équivalents ou 28 kilogrammes d'aluminium, il faut :

3 éq. de chlore, 108 kilog., à 60 fr. les 100 kilog. 64 80 1 éq. d'alumine, 52 kilog-, à, 30 fr. les 100 kilog. 15 80 3 éq. de carb. de soude, 153 kil., à 36 fr. les 100 kil. 63 60

a éq. d'aluminium, 28 kilogr 144 20

«Ce qui porte à 5fr,i5 centimes le prix des matières rigoureusement nécessaires à la production de I kilogramme d'aluminium. »

Les lignes qui précèdent exposent nettement l'état actuel de la question qui vient de nous occuper. M. Deville ne présente point l'aluminium comme destiné à remplacer l'or et l'argent dans leurs précieux usages. A ses yeux, il tient un rang intermédiaire entre les métaux précieux et les métaux oxydables, tels que le cuivre et rétain. Mais il est certain que, même réduit à ce rôle intermédiaire, l'aluminium, s'il était à bas prix, serait encore une acquisition des plus précieuses pour l'industrie et l'économie domestique, et qu'il nous rendrait, dans une foule de cas, de très-importants services.

Arrivons aux applications industrielles de l'aluminium. L'Angleterre parut un moment vouloir s'en accommoder. Le peu de dureté de l'aluminium, la facilité avec laquelle on le travaille, la possibilité de mélanger sa nuance propre avec celle de l'or, parurent devoir assurer son introduction dans l'orfèvrerie, chez nos voisins. Cependant cette faveur fut de courte durée ; l'orfèvrerie anglaise ne tarda pas à abandonner le nouveau métal. L'orfèvrerie française ne l'avait jamais sérieusement adopté. Aujourd'hui l'aluminium ne sert plus que pour certains cas très-limités, par exemple pour former les corps de lorgnettes, qu'il faut légers et solides, ou des instruments de précision, et surtout pour les divisions du gramme. Sa légèreté permet de fabriquer un centigramme sous la forme d'un cylindre surmonté d'un bouton.

L'activité des chercheurs ne fut point lassée par l'échec qu'avaient éprouvé les applications de l'aluminium. Elle se tourna vers les alliages de ce métal.

Ce fut l'alliage d'aluminium et de cuivre qui prévalut. Cependant les premiers essais furent infructueux, l'alliage était trop dur et paraissait trop difficile à travailler. C'est à

M. Paul Morin que revient l'honneur d'avoir résolu les problèmes qu'offraient la fabrication industrielle du bronze d'aluminium et ses applications à l'industrie, j On a pu voir, à l'Exposition universelle de , 1807, dans deux magnifiques vitrines de | M. Paul Morin, les plus beaux spécimens de : bijouterie, d'orfèvrerie religieuse et de table, d'objets de fantaisie et de création d'art.

C'est à l'usine d'Aîais que s'effectue la préparation du bronze d'aluminium. L'opé- | ration est fort simple ; elle se réduit à mélani ger par la fusion, dans un creuset, les deux métaux purs. Dans le cuivre fondu, on jette des lingots d'aluminium ; on agite la masse avec un ringard^ et on la coule dans des lingotières.

Le bronze d aluminium , tel est le titre que cet alliage a reçu dans l'industrie, peut être fabriqué à des titres divers, suivant les usages auxquels on le destine. Mais le meilleur, par Ferisemble de ses propriétés, est composé de 90 parties de cuivre et de 10 parties d'a-

j luminium. Les vases sacrés, l'orfèvrerie de table et la bijouterie sont aujourd'hui exclusivement fabriqués avec cet alliage, qui est le plus dur, le plus rigide, le plus tenace

| et le moins altérable.

| Cet alliage offre un grain extrêmement fin, qui se prête à un poli remarquable et aussi agréable que la dorure.

Le bronze d'aluminium présente une grande homogénéité, qualité assez rare dans les alliages. On sait que le bronze des canons, par exemple, laisse écouler une partie de son étain longtemps avant que la masse entière entre en fusion : c'est ce qu'on nomme liguation. Le bronze d'aluminium ne présente pas ce phénomène fâcheux ; ses éléments constituants ne se séparent jamais par la fusion.

La malléabilité et la ductilité du bronze d'aluminium sont considérables. Il se forge à froid, en se récrouissant fortement sous l'action du marteau, ce qui lui donne la dureté et l'élasticité. A chaud il se forge

L'ALUMINIUM

Fîg* hkO. — Modèles d'objets d'église en aluminium^ fabriqués par M. Paul Morin.

aussi bien, et peut-être mieux que le fer.

Cette malléabilité à chaud et à froid le rend propre au laminage. On le tire à la filière en fils de toute grosseur; il se tire également en tubes de toute dimension. On peut le façonner à froid, au marteau, comme font les orfèvres pour l'or et l'argent.

Sa résistance à la traction et au choc est des plus grandes. Simplement fondu, il ne rompt que sous Feffort d'un poids de 65 à 70 kilogrammes par millimètre de section. Réduit en fils, il supporte jusqu'à 90 kilo-

grammes par millimètre avant rupture, c'està-dire trois. fois plus que le fer.

Le tableau comparatif suivant fait connaître les résistances comparatives du bronze d'aluminium et d'autres alliages ou métaux ;

Bronze des canons ' 28

Fer 30

Acier fondu de Krupp 53

Bronze d'aluminium à 10 0/0. . 65

Sorî élasticité a été constatée par une seule expérience au Conservatoire des arts ecmé-

Fig. h't I. — Modèles d'objet» d'église en aluminium, fabriqués par M. Paul Morin.

tiers. Simplement fondu à l'état brut, son coefficient d'élasticité est égal à la moitié de celui du meilleur fer forgé; il est quadruple de celui du bronze des canons, également à Tétat brut ou simplement fondu.

A la fonte, le bronze d'aluminium se comporte comme le meilleur métal fusible ; il n'est pas de pièce, si petite ou si grosse qu'elle soit, qu'on ne puisse réussir. La fohte au sable réussit parfaitement.

Le bronze d'aluminium n'empâte pas la lime, il se prête avec la plus grande facilité au tranchant des outils.

11 se repousse au tour, s'emboutit au ba-

lancier, s'étampe au mouton, se prête, en un mot, docilement à toutes les manipulations.

Mais une propriété qui en fait par-dessus tout un métal précieux, c'est son inaltérabilité relative. Il résiste, sans s'oxyder, aux corps gras ; il se ternit beaucoup moins vite à l'air que l'argent, le laiton, le bronze d'étain et les autres alliages cuivreux, à plus forte raison que le fer et l'acier ; il n'a de supérieurs, sous ce rapport, que l'aluminium pur, l'or et le platine.

Du reste un simple frottement suffît à faire disparaître l'irisation très-superficielle que lui fait éprouver l'action de l'atmosphère. Los

L'ALUMINIUM

¥ig. û42. — Modèles d'objets d'église en aluminium, fabriqués par M. Paul Morin.

jus acides des fruits ne l'attaquent pas. Le vinaigre, surtout additionné de sel, a plus d'action, mais l'argent lui-même se laisse attaquer facilement dans le même cas.

Le bronze d'aluminium résiste plus que tout autre métal aux graves inconvénients de la sulfuration, ce qui le rend propre à la confection des armes à feu.

La densité du bronze d'aluminium contenant 10 pouf 100 d'aluminium est de 7,7, à peu près celle du fer et un peu moindre que celle du bronze à canon.

Un objet fait en bronze d'aluminium à 10 pour 100, pèserait donc 14 pour 100 de moins

T. IV

que le même objet fait en bronze à canon, condition très-importante à observer dans les évaluations de poids et de prix.

C'est en raison de ces différentes qualités, qui répondent toutes à des besoins pratiques de l'industrie, que le bronze d'aluminium a conquis rapidement la place que l'ore avait crue d'abord réservée au métal pur. Pour donner la nomenclature de toutes les applications de cet alliage qui ont été réalisées, ou qui sont possibles, il faudrait passer en revue tous les objets d'orfèvrerie, de bijouterie, de quincaillerie, de service de table, d'horlogerie, d'optique, d'harnachement, d'orne-

Fig. 443. — Modèles d'objets d'église en aluminium, fabriqués par M. Paul Morin.

ments, de musique, de mécanique, grosse et petite, de matériel de chemin de fer, de guerre, de marine, etc.

Il est une application particulière du bronze d'aluminium, qui prend depuis quelques années une extension considérable. C'est la fabrication des boîtes de montres. Tout le monde a vu ces montres nouvelles, dans lesquelles la boîte d'or ou d'argent est remplacée par une boîte d'une teinte rappelant assez celle de For : elles sont en bronze d'aluminium. Dans ces montres, que la nouvelle matière formant la boîte, réduit à un prix minime, le cadran est très-petit. Le métal enveloppe presque totalement les rouages,

ce qui assure une meilleure résistance et une plus longue conservation aux organes mécaniques.

Mais où l'alliage d'aluminium a pris une extension vraiment remarquable, c'est dans l'orfèvrerie religieuse. À l'Exposition universelle de 1867, dans les vitrines de M. Paul Morin, une grande quantité de vases et objets d'orfèvrerie religieuse,caIices,ciboires, ostensoirs, flambeaux d'autel, candélabres, lampes de chœur, bénitiers et burettes, en bronze d'aluminium, attiraient les regards par l'éclat, le brillant du métal et le volume des pièces. Le nouvel alliage a trouvé là un débouché considérable. La confection des vases d'église

L'ALUMINIUM

absorbe aujourd'hui une bonne partie de l'aluminium qui se fabrique en France.

Il y avait toutefois une difficulté à l'introduction de la nouvelle matière dans les usages religieux, les rites catholiques ne permettant que l'argent et For pour les cérémonies du culte. Il était donc nécessaire de décider l'Eglise catholique à accepter l'adjonction du nouveau métal aux deux seuls qui soient tolérés depuis des siècles.

Un digne prélat français comprit de quelle importance pouvait être pour le clergé pauvre, pour les petites paroisses, l'emploi d'un métal solide, brillant, inaltérable, économique, réunissant toutes les qualités de l'or et de l'argent, sans en avoir la valeur élevée. Il fit plaider auprès du Saint-Père, à Rome, la cause de la nouvelle métallurgie, et obtint pour M. Paul Morin une audience du Souverain Pontife.

Le Saint-Père, après s'être fait rendre compte par MSI Regnani, savant professeur de chimie romain, des qualités exceptionnelles du bronze d'aluminium, des avantages qu'il présentait par sa solidité, son éclat et son prix modeste, autorisa, par un rescrit en date du 6 décembre 1866, l'emploi du

bronze d'aluminium pour la fabrication des coupes de calice et des patènes.

Cependant la Congrégation des rites, conservatrice née des usages traditionnels, ne se rendit pas entièrement Elle voulut que l'on conservât au moins l'apparence, l'extérieur. Expliquons-nous. Elle exigea que tout en fabriquant en bronze d'aluminium les vases sacrés, on dorât leur surface intérieure. Ainsi, pour tout vase sacré, la dorure est obligatoire : l'intérieur des coupes et leurs bords extérieurs, ainsi que l'intérieur des patènes doivent être dorés.

L'Eglise, on le voit, a tenu bon pour le principe. Elle s'est, toutefois, montrée accommodante ; elle n'a pas exigé le fond des choses : une pellicule l'a contentée. C'est peu de chose qu'une pellicule d'or; mais ici elle a maintenu le principe et sauvegardé les apparences.

Grâce à ce mezzo termine qui a tout arrangé, il n'est si modeste paroisse qui ne puisse avoir ses vases sacrés et son orfèvrerie, en matière solide et belle ; pas d'humble vicaire qui ne puisse posséder en propre son calice, à l'abri des atteintes du temps, de la profanation et de la cupidité.