II

Platine . . .

Iridium.

Rhodium . . ,

Palladium . .

Ruthénium . .

Cuivre . . .

Fer ....

Ces analyses ont été exécutées en se servant de plusieurs méthodes, afin de mieux assurer l'exactitude des résultats obtenus; elles prouvent que l'alliage renferme environ trois p. c. de métaux étrangers, dont deux et demi p. c. sont volatils et oxydables. Ce résultat se confond entièrement avec celui auquel M. Sainte-Claire Deville est arrivé au mois de novembre 1874 et qui a été contesté, évidemment à tort.

Nous avons constaté, à l'aide de nombreuses pesées hydrostatiques fort concordantes, que les poids spécifiques des deux règles et des quatre bouts de règles, qui nous ont été remis, sont, en moyenne, à zéro, de 21.08. Toutefois, parmi les quatre échantillons, l'un d'eux, provenant du métal refondu, ne possède, à zéro, qu'un poids spécifique de 21.01.

L'existence de cet échantillon démontre incontestablement que l'alliage manque d'homogénéité physique.

Du reste, voici les densités réduites à zéro pour l'alliage et à 4" pour l'eau, fournies par nos nombreuses pesées exécutées sur les échantillons et les règles présentés :

(1) Attaque parle plomb.

(2) Attaque directe par l'eau régale; extraction du ruthénium i)ar l'action du chlore sur la solution évaporée jusqu'à siccité, résidu repris par l'eau et rendu alcalin par la soude.

1° Soie de la règle n° I 21.080

2" Règle u" I 21 .078

3° Bout de règle n" II 21.082

— — après première fusion . . 21,212

— — après deuxième fusion . . 21.303

— — après quatrième fusion . . 21.368

— — après cinquième fusion . . 21 .382 — après fi*appé au balancier . 21.375

4" Bout de la règle n" III 21 .083

5" Règle n" IV 21 .088

— (avec M. Morin) 21.090

6" Bout de règle n°V 21.0755

7" Bout ck3 i-ùglo n" VI 21.010

(avec M. Fizeau) 21.020

21.012 Id. poli et après avoir enlevé 1/31 du poids. . . . 21.010

Par contre, nous donnons ici la série des déterminations que nous avons faites pour le poids spécifique du platine iridié pur au litre droit :

Première fusion (bulles) 21.4005

Deuxième fusion — 21.450

Troisième fusion — 21.528

Première frappe 21.5515

Deuxième fi'appe - 21.5.39

Recuit une fois et frappé (bulles) 21.546

Recuit une deuxième fois et frappé (bulles . . . . 21.543

Fondu de nouveau 21.534

Frappé 21.545

Recuit et frappé 21.546

Laminé 21.540

Voici encore les densités du platine irridié pur préparé par MM. Deville et Debray en 1875 :

Fondu et frai)pé 20.528

Frappé de nouveau 21.540

Recuit et frappé 21.528

Enfin, pour la règle géodésique de M. Matlliey :

Par conséquent, le plaline iridié pwr au titre droit de 10 p. c. d'iridium, tel que MM. Sainte-Claire Deville et Stas sont parvenus à le produire, possède un poids spécifique de 21.55, valeur qu'il faut envisager comme un minimum, attendu que tous les échantillons, sans exception, montraient la présence de bulles; en d'autres termes, 1 décimètre cube de platine iridié pur pèse 21^55, tandis que le même volume de l'alliage du mètre ne pèse que 2^08; un litre de l'alliage employé à la confection des règles pèse donc cinq cents grammes de moins que l'alliage type. Ce défaut de poids prouve à la fois que les analyses chimiques sont exactes et que la diminution observée est sensiblement en rapport avec le poids des métaux étrangers légers que l'analyse y constate. En effet, d'après l'analyse, on trouve, sur 100 centimètres de longueur, de cinq à six centimètres de métaux étrangers dans l'alliage du mètre.

Les résultats de l'analyse permettent de prévoir quel doit être le degré d'altérabilité ou d'inaltérabilité de l'alliage placé dans des conditions données.

Voici, à ce sujet, ce que nos observations répétées nous ont appris : après avoir été lavé à l'alcool et traité par de l'acide chlorhydrique dilué bouillant, pour enlever le fer superficiel, et lavé à l'eau, l'alliage du grand lingot et l'alliage refondu, chauffés au rouge sombre, noircissent.

Portes à la température de la fusion de l'argent, ils s'entourent d'une très légère fumée noire, qui se fixe sur la chaux pure en la colorant en noir lorsqu'on se sert de celle-ci comme support. Dans ce cas, l'alliage prend une légère teinte d'hématite, perd son poli et devient plus ou moins rugueux.

L'acide chlorhydrique, en dissolvant ce léger enduit rouge brunâtre, se charge de fer et rend à l'alliage son brillant primitif. En répétant à des températures croissantes l'action de la chaleur seule, on constate qu'après un quatrième traitement la surface de l'alliage se couvre encore d'une très légère teinte d'oxyde de fer.

En soumettant 1 échantillon (cote n" 5) à une température supérieure a celle à laquelle l'oxyde de fer rouge se transforme en oxyde noir bleuâtre, nous avons reconnu, par la production et la distribution de cet oxyde, que le fer contenu dans cet échantillon s'y trouve à la fois à l'état combiné et à l'état libre, simplement incorporé à l'alliage par les actions mécaniques auxquelles les règles ont été soumises lors de leur étirage. Cet échantillon, qui est conservé intact, démontre incontestablement que l'alliage n'est pas homogène de composition dans toute sa masse, et qu'une partie du fer existant dans l'alliage y a été introduite mécaniquement.

Fondu dans un creuset de chaux blanche et pure, en ayant soin de maintenir constamment l'atmosphère oxydante, l'alliage des règles dégage abondamment des fumées à odeur d'ozone, caractéristiques de l'oxydation du ruthénium. Ces fumées, en s'échappant, noircissent les bords des CI eusets et, même de loin, la porcelaine blanche qu'on y expose. Elles se composent presque exclusivement d'oxyde de ruthénium, entraînant avec lui des traces d'oxyde noir de fer.

En même temps que les bords extérieurs du creuset de chaux se couvrent d'un dépôt noir, ses parois sont noircies et corrodées par l'oxyde de fer résultant de l'oxydation de ce métal contenu dans l'alliage du mètre et par la production du ferrite de chaux qui en est la conséquence. En opérant sur 200 grammes environ d'alliage, la corrosion des parois en contact avec le métal s'eifectue à une profondeur d'un demi à trois quarts de centimètre à la première fonte et va en diminuant au fur et à mesure qu'on les répète, pour disparaître complètement après la cinquième fonte. Les parties du creuset de chaux corrodées renferment une quantité considérable de fer, une petite quantité de cuivre et du platine, de l'iridium et des traces de rhodium.

Du platine iridié piir ne présente rien de pareil. Il reste inaltéré aux températures les plus élevées qu'on peut produire sans se fondre, et il fond dans une atmosphère oxydante, sans produire des fumées odorantes et T. n. 46

susceptibles de colorer la porcelaine en noir. Les parois du creuset ne sont nullement corrodées; on constate seulement, au point de contact de l'alliage avec la chaux, quelques points bleuâtres, dus sans doute à la condensation de la vapeur d'iridium et peut-être même du platine qui se produit à ces températures excessives.

C'est à M. Deville qu'appartient la première constatation de la destruclion partielle de l'alliage des règles, lorsqu'on le maintient en fusion dans une atmosphère oxydante. Ce fait ayant été mis en doute, je dirai même nié, nous avons pris toutes les mesures nécessaires pour nous assurer de sa réalité; c'était indispensable; en effet, à lui seul, il prouve, sans contestation possible, que l'alliage, résultat du hasard, ne peut pas être reproduit à volonté dans sa composition actuelle, puisqu'il se détruit partiellement pendant sa préparation. Pour ce motif, nous avons répété successivement l'expérience, en présence de M. Peligot et de M. Fremy, l'un des savants français les plus compétents dans celte matière. Nous en avons .également rendu témoin M. Dumoustier de Frédilly, qui en a reconnu la parfaite exactitude. Afin de nous convaincre de l'influence des refontes successives ur les déperditions du métal et sur son poids spécifique, nous avons institué une expérience en employant à cet effet le bout de règle n° 2 provenant directement du grand lingot de 250 kilogrammes, et nous avons constaté qu'en soumettant l'alliage à cinq refontes successives, le poids spécifique s'est élevé de 21.082 à 21.582.

En effet, l'alliage qui avait primitivement à zéro une

densité de 21.082

a présenté :

Après la première fusion, une densité do . . . . 21.212

Après la deuxième fusion, — . , . , 21.304

Après la quatrième fusion, — .... 21.368

Après la cinquième fusion, une densité de . . . . 21.382

Les résultats de cette longue et délicate expérience ne peuvent laisser aucun doute dans l'esprit : l'alliage se détruit partiellement par la fusion

dans une atmosphère oxydante; il ne saurait donc pas être reproduit à volonté par voie de synthèse. Les métaux légers, oxydables, que le hasard y a introduits, s'en séparent partiellement par l'oxydation, pour être entraînés, le ruthénium à l'état de vapeur d'oxyde, et le fer et le cuivre à l'état d'oxydes fixés par la chaux du creuset.

Enfin la présence du fer libre, plus ou moins superficiel, incorporé mécaniquement dans la masse, communique à certaines parties de l'alliage la propriété de se couvrir de rouille de fer, lorsqu'on le tient pendant une heure et demie dans l'eau bouillante et qu'on abandonne ensuite le tout à lui-même jus<{u'au lendemain. Ainsi la règle n° 1, provenant directement du grand lingot, après avoir été décapée à l'acide chlorhydrique et lavée à l'eau pure, s'est couverte d'une couche très légère, mais bien sensible de rouille, après un séjour d'une heure et demie dans l'eau en ébullilion et abandonnée ensuite pendant dix-huit heures à elle-même au sein de l'eau. Cette couche de rouille était à peine adhérente et répartie très uniformément; nous conservons comme pièce à l'appui le linge qui a servi à enlever la rouille et qui en est resté teint par places. Ce fait, observé fortuitement, est l'analogue de celui que nous avons indiqué ci-dessus relativement à l'oxydation directe du fer incorporé mécaniquement dans l'échantillon coté n° 5 et provenant de la règle n° 4. Sur six échantillons qui nous ont été remis, deux ont présenté le fait de l'oxydabilité du fer superficiel à un degré prononcé. C'est la règle n° 1 avec sa soie, et le bout de règle n" 5. Le bout de règle n° 5 l'a présenté très légèrement sur toute sa surface, et la règle polie n° 4 la ofl'crt à l'un de ses bouts seulement. Les échantillons n"' 2 ef 6 ne l'ont présenté à aucun degré, ce dernier avant ou après avoir été poli.

L'existence incontestable du fer libre dans certaines parties de l'alliage, et notamment dans celles qui ont été serrées directement contre l'acier lors de l'étinige, lui enlève une garantie absolue de conservation contre l'oxydation. En eflet, le doute est permis par le motif qu'en supposant enlevé le fer superficiel libre ou allié, par l'action d'une haute tempéra-

ture suivie d'un décapage parfait, il faut, pour pouvoir tracer les traits, polir la surface par enlèvement de substance. Or, rien ne garantit que dans ce cas on ne rencontre pas une partie renfermant du fer mécaniquement interposé et sur laquelle le tracé ne soit exposé à se détériorer.

Après avoir exposé la composition de l'alliage des règles et fait ressortir les défauts irrémédiables que les matières étrangères y contenues lui communiquent, nous devons dire ce que la commission internationale du mètre a voulu que fût la matière du mètre et du kilogramme types.

La sous-commission qui, en 187:2, a été chargée de faire un rapport sur la question 7, « matière en laquelle le mètre international sera construit », a été unanimement d'avis que : « pour assurer la durée en même temps que la précision de notre œuvre, il faut construire notre mètre avec une matière inaltérable à l'air, au feu et aux agents chimiques qui, par des circonstances môme improbables, peuvent entrer en contact avec elle ».

Pour satisfaire à cette condition, il faut :

« i° Une matière fnoxydable ; il faut qu'elle résiste à la température . rouge que les incendies peuvent produire; que, sous cette inlluence, elle ne puisse ni se recuire, ni se tremper; que, part conséquent, elle ne subisse aucune altération ni dans les dimensions, ni dans la composition. »

Après avoir émis ce principe, la sous-commission a proposé l'emploi du platine iridié qui remplit ces conditions et, parmi les considérations qui ont motivé son choix, se trouve la suivante :

« Le platine s'obtient avec la plus grande facilité à l'état de pureté. Il en est de même de l'iridium, pour lequel des procédés récemment indiqués ont donné les résultats les plus satisfaisants. Par ces procédés et avec les matières premières qui existent dans le commerce, il pourra être préparé des quantités plus considérables de ces deux métaux que la commission n'en pourrait utiliser... »

La sous-commission a donc voulu que le platine et l'iridium employés à la confection de l'alliage du mètre fussent puus.

Dans la séance du 28 septembre 1872, la commission internationale,

sanctionnant les propositions de sa deuxième sous-commission, a décidé :

« 1° D'employer, pour la fabrication des mètres, un alliage composé de :

Platino 00

Iridium 10

avec une tolérance de 2 p. c. en plus ou en moins. »

En ce qui concerne le kilogramme, la neuvième sous-connnission a pensé qu' « il faut que la matière de ce type soit inaltérable au même degré que la matière du mètre'», et sur sa proposition la commission internationale a décidé, par 52 voix contre 2 : « que la matière du kilogramme international soit la même que celle du mètre international, c'est-à-dire en platine iridié contenant iO p. c. d'iridium avec 2 p. c. de tolérance en plus ou en moins ».

Le texte de cette décision, dans la rédaction de laquelle l'un de nous est personnellement intervenu, implique nécessairement que la tolérance de 2 p. c. en plus ou en moins se rapporte exclusivement à l'iridium, le reste devant être simplement du platine. Ainsi la composition du |)laline iridié du mètre et du kilogramme doit rire comprise dans les limites extrêmes suivantes :

Indium ]•-? 8

Platino SS <)2

L'interprétation que nous venons de donner du dispositif des décisions de la commission internationale a été acceptée sans contestation. Les procès-verbaux de la section française démontrent, d'une manière irrécusable, qu'elle a partagé cette manière de voir. Quelques-uns de ses membres n'ont essayé d'interpréter autrement le sens de ces décisions que lorsque des doutes ont été soulevés au sujet de la composition de l'alliage du lingot de 250 kilogrammes; ce qui prouve, avec certitude,

que, dans l'opinion de la section française, l'alliage du mètre et du kilogramme types doit se composer exclusivement de platine et d'iridium : c'est le contrat qu'elle a conclu, avec l'approbation de M. le Ministre, avec M. Malthey.

L'article 1^' de cet article dispose :

« MM. Matlhey et C fourniront, au fur et à mesure des demandes de la commission, au besoin jusqu'à concurrence d'une quantité totale de 250 kilogrammes de platine pur, avec tolérance seulement d'une teneur en iridium qui ne pourra excéder 5 p. c. Ils fourniront également, suivant les besoins, jusqu'à concurrence de 20 kilogrammes d'iridium à l'état d'épongé contenant au moins 85 p. c. d'iridium. »

Point de doute, le platine à livrer doit être pur. La tolérance stipulée est seulement admise pour la contenance en iridium. C'est également de l'iridium pur que la section française entend acheter, payer et restituer au besoin. Le texte des articles 5, 4 et 7 est précis.

L'article 5 dit :

« Le platine sera analysé par les soins de la commission qui en prononcera la réception. L'éponge d'iridium sera de même analysée par la commission qui en déterminera la teneur en métal pur. »

L'article 4 dispose :

« Le prix du platine pur est fixé à 950 francs par kilogramme : celui de l'éponge d'iridium, à 1,000 francs par chaque kilogramme d'iridium pur y contenu. »

Enfin, l'article 7 stipule :

« Toutefois, M. le Ministre se réserve la faculté de restituer, jusqu'à concurrence du quart seulement des fournitures faites, soit le platine pur, soit l'iridium pur, soit enfin l'alliage de platine et d'iridium, aux prix fixés pour la fourniture des métaux eux-mêmes, prix diminués toutefois de 5 p. c, destinés à tenir compte de la moins- value résultant du mélange des métaux alliés. »

Ainsi l'exposé qui précède démontre que la commission internationale a voulu que la matière du mètre et du kilogramme fût la même et formée de platine et d'iridium, à l'exclusion de tous autres métaux étrangers, et de même les clauses du contrat, que nous venons de transcrire, établissent avec certitude que la section française, chargée de l'exécution de ces décisions, les a interprétées dans le même sens.