Théorie de la fformatioii de Taelde boriqve

Partant d'abord d'une hypothèse présentée par M. Dumas, on admettra que vers l'origine des sources profondes, d'où les gaz ou vapeurs émanent, il existe un dépôt de sulfure de bore (BS") . Si l'on suppose que l'eau de la mer puisse pénétrer continuellement, et en quantités limitées, jusqu'à ce dépôt, on comprendra que Tcau décomposée par le sulfure de bore produise une combinaison entre le soufre de celui-ci et l'hydrogène de l'eau, et dégage aussitôt de l'acide sulfhydrique, tandis que l'oxygène de l'eau, s'unissant au bore, engendrera de l'acide borique. Ce n'est pas tout : la température élevée donne lieu à la décomposition de plusieurs substances contenues dans l'eau de la mer : 1^ du chlorure de magnésium : delà formation d'acide chlorhydrique et de magnésie; 2^ des matières organiques azotées, qui produisent du carbonate d'ammoniaque, transformé lui-même en chlorhydrate et acide carbonique.

L'acide borique, entraîné par l'eau et le courant de gaz, doit se déposer à une certaine distance. Nous verrons comment ce dépôt peut être repris plus tard.

Sous l'influence de l'air et des terrains poreux, dans les parties rapprochées de la superficie du sol, l'air réagissant sur l'acide sulfhydrique en brûle généralemen\ une partie, donnant ainsi de l'acide sulfurique et de l'eau ; une oxydation moindre forme de l'acide sulfureux qui, en

(*) Dans toutes ces montagnes, on rencontre une série d'accidents ayant donné naissance soit 811X serpentines, soit aux marbres-jaspes ou agates, soit enfin aux filons métallifères. (Lettre de MM. Ch. Sainte-Claire Devilie et Leblanc à M, Éliede DeaumatU, S novembre 1857.)

(**) Cette température reconnue par Payen a été retrouvée par MM. Cli. Sainte-Claire Devilie et Leblanc : ces savants observateurs ont en effet constfilé que, malgré -une forte pression, la vapeur des euffioni n'atteint pas 1(M)* : elle varie de 92 à 99.

présence de Tacide sulfhydrique, produit de Feaa et dégage le soufre. Dans les deux cas, la proportion de l'azote augmente dans les gai. Enfin ces produits attaquant la masse calcaire, ainsi que les argiles parfois pyriteuses qu'ils traversent, introduisent dans les eaux des lagm (les solutions troubles contenant, en proportions très-variables, les produits suivants : acide borique, sulfate de chaux, sulfate de magnésie, sulfate d'ammoniaque et sulfate double d'ammoniaque et de magnésie, chlorure de fer ; acide chlorhydrique, matières organiques, huile essentielle (à odeur de marée), argile, sable.

Pàyen ayant recueilli dans un appareil particulier les gaz qui s*échappent avec la vapeur d'eau d^un des suffioni en Toscane, les a trouvés composés de : acide carbonique 0,573, azote 0,348 et acide sulfliydrique 0,0133. Quant à Toxygène qui s'y trouvait, il devait dépendre du mélange d'une petite quantité d'air, car depuis lors M. le professeur Schmidt a constaté l'absence de ce gaz. Plus récemment encore, MM. Ch. Sainte-Claire Deville et Leblanc ont signalé, outre l'absence de l'oxygène, la présence d'un gaz hydrocarbure dans toutes ces émanilions {*) et d'hydrogène. Cet appareil est indiqué par la figure 7, planche XII ; il se composait d'une sorte de cloche A en plomb trèsépais, pesant environ 120 kilogr. (qui fut cependant renversée une fois par la pression du gaz). Cette cloche, posée sur un des «K/)Î07it assujetti avec un talus de glaise et un madrier chargé de roches, communiquait, par la douille a et un tube en plomb coudé, avec un tonneau cerdé eo fer B. Lors(|ue la vapeur et les gaz des suffioni eurent chassé tout l'air contenu dans ce tonneau, on ouvrit le robinet c qui mit en communication les gaz non condensés avec 1^ un vase intermédiaire devant re* tenir la vapeur d'eau condensée, 2® deux tubes à boules DE contenant : l'un de la potasse en solution, l'autre du sous-acétatc de plomb. Un tube G dirigeait ensuite les gaz non absorbés dans un baril II plein d'eau. En ouvrant plus ou moins le robinet I, on fit écouler l'eau et ré-

[*) Cet hydrocarbure a sans doute des relations d'origine iTee Thuile essentieUe ^oe Hj» a rencontrée dans les acides bruts, et pourrait provenir, comme elle, de la décompositioB et volatilisation des matières organiques de Teau de mer, auxquelles il ara itéfTcctiTem^otattiilMiJ un rôle dans la production des matières étrangères qui accompagnent l'acide borique (fojei p. 311 et 517 de la 3* édiûon).

Voici les résultats de plusieurs analyses des émanations de Larderello :

SOPPIOM. LB PLUS BAS. LB PLOS tlElt, BXM RO.I AWSMUMJS-

Acide sulfliydrique 4,1 3,7 » .. „

Acide carbonique 01,6 90,7 J '**'* ^ '

Oxygrne 0 0 «,7 B M.K

Azolo et gu combustible. ... 4,3 5,6 1),) (.^* «rg

En prenant toutes les précautions pour recueillir Tacide tulfhydriqae, HV. LeMaoc et De- Tille en ont obtenu 6,4 pour 05,0 d*acîde carbonique.

kGOm BORIQUE. 655

gulariser le passage du gaz en même temps qu'on le mesurait. Lorsque le baril fut vide, on ferma le robinet a'; on prit un litre du gaz non condensé à Taide d'un flacon plein d'eau (fig. 8, dessin amplifié) et muni de deux tubes ; l'un A:, pénétrant jusqu'au fond, fut mis en communication avec l'intérieur du baril en déplaçant un bouchon. Laissant alors écouler l'eau par le deuxième tube L, le gaz prit sa place, et on put fermer le flacon sous l'eau et l'emporter pour analyser ce gaz, et compléter l'analyse des gaz absorbés par les solutions de potasse et de sous-acétate de plomb.

L'acide borique, avons-nous dit, manque dans les vapeurs des suffionij tandis que celles-ci l'apportent dans les eaux qu'elles traversent directement. On pourrait expliquer ce fait qui, lui-même, dirige l'exploitation que nous allons décrire : il suffit d'admettre que l'acide borique s'est déposé dans le parcours des vapeurs ; que là il ne saurait plus être entraîné sans une cause accidentelle; qu'enfin, c'est précisément une pareille cause que l'on provoque en entourant une ou plusieurs embouchures des suffioni avec une maçonnerie cimentée d'argile, puis remplissant d'eau ces cavités. Tout en admettant Futilité de celte pratique, MM. Sainte-Claire Deville et Leblanc considèrent l'effet utile de l'eau comme étant d'arrêter l'acide borique existant dans la vapeur (et qu'ils y ont rencontré en traces sensibles en recevant dans une solution de potasse le mélange de vapeurs et de gaz).

L'eau glisse sur les parois des canaux souterrains; parfois absorbée, elle est vomie de nouveau avec les gaz. Dans ces mouvements divers, il est probable qu'elle peut atteindre les dépôts d'acide borique, et qu'elle leur apporte le véhicule capable d'entraîner cet acide {*).

s. Exlmctlon manafacfnrlére.

Dans les dix fabriques {**) établies actuellement sur les points accessibles des coteaux des Maremmes, non loin dePomerancc, où les suffiord se montrent plus nombreux. Tes dispositions sont semblables.

Les suffioni par groupes de deux, trois, jusqu'à quatorze sont entourés de bassins en maçonnerie, ÂB, CD, EF, GII (pi. XII, fig. 1). A la partie inférieure de ces bassins, appelés lagoni^ des tuyaux en bois, a, 6, o, d

(') En se fondant sur cette hypothèse, on a enfoncé un tuhc dans un des suffioni de la fabrique de Larderello; puis, à Taidc de la pression produite par la colonne d'eau introduite dans le tube, le liquide se trouva, au bout d'un temps plus ou moins long, rejeté au dehors : il étnil alors plus chargé d'acide borique que dans les (agoni à bnrbolage (voyez page suivante). La pratique paraît donc avoir justifié ce complément de la théorie en question.

(**) Désignées sous les noms da Monte Ccrboii, Larderello, ban Fedorigo, Gaslel Nuovo, Sasso, Monte Rotonde, Lustignano, Sorrazzano, Lag^o, San Eduardo. Chacune de ces fabriques contient 8, 15, 17, 50 et jusc|u*à 35 lagoni, ayant de 10 à SO mètres de diamètre, distants les uns des autres de 50 à 200 mètres et recevant chacun plusieurs suffioni.

permettent de faire écouler l'eau. Oa introduit dans le bassin supérieur AB de Teau d'une source voisine, en profitant en général d'one pente naturelle, quelquefois en Téleyant à l'aide de pompes. Les gaz el les vapeurs des suffioni traversent sans cesse le liquide en l'agitant et le projetant à 1 , 2 et 3 mètres de hauteur. Au bout de vingt-quatre heures, on vide toute cette eau bourbeuse dans un deuxième bassin CD; on remplit le premier bassin d'eau nouvelle, et l'on fait passer successivement ainsi, dans quatre ou cinq bassins étages, le liquide, qui est aussitôt remplacé.

Le bassin 611, situé le plus bas, verse le liquide dans de grands réseï^ voirs rectangulaires en maçonnerie I, J, K (fig. 2), appelés vasques^ où les matières terreuses se déposent. De la dernière vasque, la solution est décantée dans des chaudières évaporatoires L, M, N, 0, P, Q (fig. 2 et 3) disposées en gradins (*).

Dans l'origine de la fondation de ces fabriques, en 1812, Tévaporation se faisait entièrement à l'aide de la combustion du bois; mais le prix de ce combustible, devenant de plus en plus élevé, rendit bientôt Topération trop dispendieuse, et l'industrie succomba, ne pouvant soutenir la concurrence avec le borax de l'Inde. Un ingénieux manufacturier parvint à la relever presque aussitôt, grâce à une idée simple, mais importante, puisqu'elle changea la cause de perte en une source de profits. Larderel imagina de supprimer tout emploi de combustible, et d'emprunter aux vapeurs de quelques suffioni mal situés l'énorme quantité de chaleur nécessaire à l'évaporation des eaux et à la dessiccation des produits ; il en résulta une économie telle, qu'en peu d'années une fortune considérable récompensa l'auteur de cette idée, qu'il avait su réaliser en dépit d'une foule de difficultés locales.

Les dispositions en elles-mêmes sont peu compliquées : la vapeur, amenée par des conduits en bois ou en poterie, est introduite sous les deux dernières chaudières Q d'une batterie étagée. La vapeur parcourt, en se condensant, l'intervalle compris entre le fond des chaudières Q, P, 0, N, M, L et une maçonnerie en briques, chaux et ciment, qui laisse écouler l'eau condensée ; l'excès de vapeur et des gaz non condensables sorte vers l'extrémité supérieure de la batterie.

Les chaudières sont en piomb ; elles ont 2"',90 en carré et 33 centimètres de profondeur; elles sont soutenues par des chevrons en boii assez rapprochés.

Le liquide, décanté de la dernière vasque K, remplit d'abord les huit premières chaudières L, M, N, 0 ; il est échauffé et s'évapore pendant vingt-quatre heures; de 1^,3 il se concentre à 2^,5 environ; on le fait

(*) Ces chaudières sont au nombre de seize et disposées en deux rangées; on n*en a dessiné que douie dans la flgure 3, afin de ménager Tespace.

passer alors, à l'aide de siphons, dans les quatre chaudières suivantes, où il séjourne et s'évapore durant vingt-quatre heures : il marque environ 5^. On le décante de même dans les quatre dernières chaudières, où il reste vingt-quatre heures encore, et de 5^ il arrive à 10®. La température, comme la vapeur, suit une marche inverse : ainsi, le liquide des quatre chaudières inférieures marque 80° C'; dans les quatre précédentes, la température est de TS"", et elle s'abaisse de 71 à 60® dans les huit plus élevées. Dans toutes ces chaudières, il se forme des dépôts abondants et des incrustations de sulfate de chaux cristallin que l'on enlève pour les jeter.

La solution concentrée marquant 10® à l'aréomètre est versée par des entonnoirs R, R dans des cristallisoirs S, S (fig. 2, 3 et 4) : ce sont des cuves en bois doublées de plomb. Au bout de vingt-quatre heures, la cristallisation s'y est opérée ; on décante l'eau mère dans des réservoirs inférieurs, et l'on verse celle-ci dans les quatre chaudières Q, P, quelques heures avant la fin d'une concentration semblable à celle que nous venons de décrire.

Les cristaux sont retirés avec un puisoir, mis dans des mânes d'osier J, et, après vingt-quatre heures d'égouttage, on les verse sur la sole en briques CC d'une étuve D (fig. 5) chauffée par la vapeur des suffioni^ qui circule de A en B sous un carrelage. L'acide, étendu en couche de 5 à 8 centimètres, retourné plusieurs fois par jour, est sec au bout de vingt-quatre heures; on l'embarille alors pour l'expédier. Une opération, dans une pareille batterie, donne 90 kilogr. d'acide.

La figure 6 (pi. XII) indique une modification introduite dans l'appareil évaporatoire. Le liquide déposé successivement dans les vasques A, B est décanté de cette dernière dans une chaudière plate C, qui se déverse par un trop-plein dentée sur une nappe en plomb DE, inclinée, longue de 45 à 50 mètres et présentant des ondulations qui forment une série de petits caniveaux : le liquide en coulant sur cette nappe s'évapore graduellement et arrive dans le bassin F, au degré convenable pour la cristallisation; le chauffage a lieu au moyen de la vapeur d'un des suffioni, introduite sous le bassin E et montant jusqu'en C. Toutes ces manipulations se font comme nous l'avons dit ; elles sont plus faciles et la quantité de plomb, pour un égal effet d'évaporation, est moins considérable.

Accidents de Vextraction. — Quelques accidents remarquables semblaient menacer d'anéantir cette industrie ; nous indiquerons seulement ici les deux principaux :

L'un consiste dans la désagrégation du terrain par l'action incessante des vapeurs souterraines. Ce phénomène rend parfois très-dangereux le parcours entre les lagoni^ ainsi que les opérations manuelles indispen-

sables pour faire écouler les eaux des uns dans les autres et pour réparer les maçonneries et les conduits : il est souvent arrivé que des cavités, creusées par la vapeur sous les sentiers, ont occasionné la chute des ouvriers dans des creux pleins de vapeur ou de liquide brûlant, masqués par une croûte peu épaisse de terrain. Une observation attentive, et la précaution de frapper le sol en avant avec une perche lorsqu'on marche sur ces sentiers, diminuent les chances d'accidents, souvent graves, que nous venons de signaler. Parfois aussi la vapeur occasionne des bonleversements tels, que les lagoni sont démolis et les eaux dispersées, il arrive enfin que des orages répandent sur les lagoni^ toujours en plein air, des eaux torrentielles qui endommagent les travaux, et entraînent les eaux déjà chargées. En somme, ces pertes accidentelles n'augmentent que de quelques centièmes les frais généraux.

L'autre phénomène, en apparence plus menaçant encore, consiste dans l'énorme dégagement d'hydrogène sulfuré répandu sans cesse aTec les vapeurs des suffionL Ce gaz domine tellement dans l'air même des habitations distantes des usines, que Todeur forte de l'acide sulfhydrique y règne toujours, et que les pièces d'argenterie, les peintures à la céruse, et même les cartes de visite (glacées au carbonate de plomb) tenues dans la poche deviennent noires, en quelques jours, par sulfuration; qu'ainsi on a dû exclure des habitations situées auprès de ces fabriques les objets sulfurables de ce genre (voyez les chapitres Aluminium^ Céruse et Blanc de zinc).

Ces circonstances ont, dans l'origine, fait attribuer à l'air ambiant une insalubrité d'autant plus redoutable en apparence, que l'on avait cru pouvoir expliquer l'insalubrité bien réelle des vallées voisines par les émanations de l'hydrogène sulfuré.

Les faits mieux observés ont prouvé que ce gaz infect n'est pas la cause des maladies endémiques; qu'il n'entre mémo pour rien dans les effets pernicieux de la malaria des Maremmes. En effet, dans les vallées insalubres, le gaz sulfhydrique est à peine sensible, tandis que dans les usines où le gaz est toujours abondant, aucune affection spéciale ne s'est manifestée. La salubrité complète de l'air de ces usines est aujourd'hui reconnue, et le préjugé qui faisait croire au danger du séjour près des lagoni est entièrement dissipe.