DE L'ESSAI, *DES MINERAIS

L'essai par la voie humide ne paroi t pas devoir être recommandé par aucune considération particulière' relativement aux minérais d'étain ; mais il est indispensable pour connoître ce que retiennent de<ce métal les scories et autres produits de fourneau que Ton abandonne souvent au hasaH.

^ Essai des minérais de iinc.

§. 11. L'essai desminéraisde zinc, par la voie sèche , consiste à les distiller, après un grillage très-exact s'il s'agit d'an sulfure, avec du charbon dans une cornue de terre qui puisse supporter un fort degré de feu; on recueille le métal jdgns un récipient que l'on maintient constamment refroidi. Toutefois, comme il se perd toujours beaucoup de zinc, on ne peut regarder ce procédé comme un bon moyen d'essai.

L'essai par la voie humide est préférable sous' le rapport de l'exactitude.

Essai des minérais de mercure.

§. 12. L'essai par la voie sèche peut avoir deux objets diflTe* rens, ou bien de constater la quantité de cinabre qu'ils renferment, ou bien d'obtenir le mercure à l'état métallique. Pans le premier cas il suffit de séparer exactement et d'abord par le lavage, la gangue qui se trouve mêlée dans le minerai; ensuite, après avoir pulvérisé le tout, on sublime aisément Je cinabre en nature , en distillant à une chaleur eonve« nable.

Lorsque le minérai contientdu mercure liquide, la distillation le sépare aisément; mais quand il y a en même temps du sulfure de mercure et que Ton veut décomposer celui-ci,

on mêle le minérai pulvérisé avec partie égale de limaille de fer : lorsqu'il y a beaucoup de sulfure, il convient même de mettre le double en poids de cette même limaille ; on distille ensuite le mélange dans une cornue dont le col est maintenu presque vertical, afin d'obtenir du mercure plus pur.

Essai des minérais d'antimoine.

§. 10. L'essai par la voie sèche des minérais .d'antimoine exige beaucoup de précautions, et consiste dans une distillation à la chaleur rouge et dans des vases exactement fermés ; mais, lorsqu'il s'agit seulement de connottre la quantité de sulfure d'antimoine qui est contenue dans le minérai, il vaut mieux, ainsi que nous avons eu occasion de le dire, se borner à exécuter avec soin un lavage convenable. Du sulfure supposé pur il est facile de conclure la quantité d'antimoine métallique , puisque le premier contient toujours 72,77 de métal. ,

Un autre moyen d'essai consiste à traiter le minérai sulfuré avec moitié de son poids de limaille de fer bien pure; en fondant dans un creuset, on obtient l'antimoine sans soufre, ou ce qu?on appelle le régule. Si le minérai contenoit, outre d 11 sulfure, de l'antimoine oxidé, il faudroit griller le tout et fondre avec du flux noir en vaisseaux fermés. Ce dernier moyen ne donne jamais un résultat bien exact, en raison de la facilité avec laquelle ce métal se volatilise, ainsi qu'un de

ses oxides*

Essai relatif à l'arsenic.

§. 14. L'essai, par la voie sèche des schlichs arsenicaux se fait par une simple sublimation daii» des vases exactement lu tés.

Essai pour le cobalt.

§. i5. Les minérais de cobalt oe sont jamais essayés pour connoître leur contenu en métal, mais seulement pour savoir quelle est leur puissance colorante à l'égard des verres terreux qu'on est dans l'usage de former avec eux. Après les avoir grillés avec soin, on les fond avec trois parties de quarz et une.' dç potasse ; on obtient un Verre dont on compare ensuite la couleur aveè d'autres verres également colorés par du cobalt, et Ton juge ainsi combien de parties

J)K l'eSSÀI DES MINÉRAIS.

rie sable ce mfnérai pourra colorer avec une certaine intensité.

. Essais de divers métaux.

§. iG, s Les essais relatifs à divers métaux que l'on n'emploie pas fréquemment, ne peuvent être faits que par la voie humide et à l'aide de procédés plus ou moins compliqués, tels sont le chrArae, le manganèse . le cobalt, le nickel, l'urane, etc. Nous ne nous y arrêterons pas, parce que cela rentre dans les applications de La chimie au règne minéral.

Z)e\y agens chimiques.

Le nombre des agens chimiques dont on peut faire usage en fabrique, est extrêmement limité par la condition d'opérer de la manière la moins dispendieuse : on' ne doit donc

songer à employer que ceux qui sont abondans dans la na-

ture et à bon marché, soit par la facilité de leur extraction , soit à raison des transports jusqu'à rétablissement, et eu égard à l'effet qu'ils produisent.

Les agens chimiques dont on fait usage sont, ou généraux, eomme la chaleur produite par des combustibles brûlés par l'air atmosphérique, ou bien particuliers à chaque opération : telles sont certaines substances employées pour faciliter la fusion de quelques autres, ou leur séparation, en raison des affinités respectives ; on en verra bientôt des exemples.

La plupart des opérations métallurgiques se font à l'aide du feu , et souvent à des températures extrêmement élevées, qu'il faut maintenir pendant long-temps : c'est pour cela que la connoissance et le bon emploi des combustibles, ainsi que la bonne disposition des appareils de combustion , sont de la dernière importance dans cet art. Les moyens d'employer le plus utilement les combustibles et d'appliquer la chaleur qui en provient, sont très-varfés, et en général susceptibles de beaucoup de perfectionnement et d'une économie très-notable.- On devra donc étudier avec soin cette partie de l'art et s'appliquer à bien connoitre tout ce qu'on a fait de mieux à cet égard.

Nous allons commencer par indiquer les principaux agens chimiques qui sont employés en métallurgie , et nous nous arrêterons ensuite sur quelques-uns d'entre eux.

La chaleur, ordinairement employée pour faciliter l'action chimique, et assez souvent aussi pour op'érer.des chan-

gemens d'état dans les corps , c'est-à-dire , pour les faire passer de l'état solide à celui de liquide ou même de gaz.

Le charbon, et les matières combustibles minérales,

végétales et animales , qui contiennent principalement du charbon et de l'hydrogène : ces substances présentent non-seulement un moyen de se procurer de la chaleur, mais encore un agent de décomposition à l'égard d'un grand nombre d'oxides métalliques; elles en opèrent, à l'aide d'une haute température et par un contact intime et prolongé, ce qu'on appelle la réduction à l'état métallique.

Le charbon se combine aussi avec quelques métaux:, et particulièrement avec le fer, pour former l'acier et la fonte de fer. Son action , dans le traitement des minérais de fer au haut-fourneau, est extrêmement remarquable.

5.° L'air atmosphérique , qui est employé dans presque toutes les opérations comme un agent indispensable de la combustion, exerce souvent en même temps une action d'oxir dation sur les substances métalliques pures que- l'on ne peut préserver de son contact: ainsi, dans un fourneau où se trouvent ensemble du charbon et de l'air atmosphérique, l'action de ce dernier est contraire et opposée à celle de l'autre. Au reste, cette propriété d'oxider les métaux , qui est quelquefois nuisible, est employée dans d'autres opérations pour atteindre un but utile, et comme moyen de séparation à l'égard du soufre , du charbon, du phosphore, etc. On tire aussi parti de la différence qui existe entre les divers degrés d'oxidabilité des métaux par l'air atmosphérique, pour les séparer les uns des autres : c'est sur ce principe qu'est fondé l'affinage du plomb, ou mieux, la séparation du plomb d'avec l'argent; le rallinage du cuivre, etc.

4. 0 Le soufre, que l'on n'emploie guère comme agent à l'état de pureté, mais que l'on introduit dans certaines opérations, en ajoutant delà pyrite (sulfure de fer), qui en contient beaucoup , et dont une partie n'est que faiblement retenue en combinaison.

5. ° Certains métaux sont employés comme fondant, les uns à l'égard des autres , comme dans Ce qu'on appelle les soudures ; quelquefois comme dissolvant : tels sont le plomb , à .laide de la chaleur , et à froid le mercure, à l'égard de l'argent et de J'or. Le fer sert à précipiter le cuivre de ses dissolutions acides. En 6n, les métaux peuvent se désôxider les uns par les autres dans certaines circonstances * c'est ainsi que le fer décompose la potasse et la soude, et qu'il précipite le cuivre à l'état métallique. Lès métaux peuvent aussi exercer une action chimique très -puissante sur le soufre combiné, et plusieurs opérations ou procédés métallurgiques sont fondés sur la supériorité d'affinité du fer pour le soufre: ainsi Ton décompose très- bien en grand, par ce métal, la galène ou sulfure de plomb et l'antimoine sulfuré.

6. " L'eau sert aussi quelquefois comme dissolvant /plus rarement comme moyen d'oxidation , à l'égard de certaines substances métalliques. • / <■

7. 0 Divers vxides métalliques peuvent être «employés comme agens d'oxidation à l'égard des métaux et des combustibles, et plus soùvent ils servent comme fondans des terres : tels sont les.oxides de manganèse, de fer, de plomb, etc.-

8.° Les terres ou substances terreuses , soit seules , soit mélangées, exercent , à la température des fourneaux, une action très-énergique les unes sur l'es autres, et sur les oxide* înélalliques. Dans toutes ces circonstances il se forme des composés qu'on appelle laitiers ou scories, suivant qu'ils sont plus «m moins bien fondus où vitrifiés. Les matières terreuses sont fréquemment employées comme fondans les unes à l'fegard des autres. L'action de la silice, pour former avec l'oxide de fer des silicates très-permanens, est surtout digne d'attention dans les fourneaux où l'on traite les divers minérais.

La chaux, à Tétat^caustique, est quelquefois employée^, 4 raison de Son action sur le soufre , principalement dans quelques opérations pratiquées sur le plomb sulfuré ; mais , comme

le sulfure de chaux est à peu près infusible à la température ordinaire des fourneaux, les décompositions par la chaux sont difficiles, et la séparation des substaqces est toujours assez pénible. .

Certaines terres, particulièrement la silice, et, à ce que Von croit, la magnésie et l'alumine, son^ décomposées dans les hauts-fourneaux à fer, et lermétal qui en forme la base paroît 6e combiner avec le fer dans quelques circonstances.

g.° Les alcalis, la potasse surtout qui se trouve dans les cendres du charbon de bois, peuvent avoir quelque influence, comme fondans, sur les opérations métallurgiques. On a* remarqué que les parois des hauts-fourneaux chauffés au charbon de bois résistoient moins long- temps au travail que ceux des fourneaux 4 chauffés avec le charbon de houille. Cela pourroit tenir à la présence de la potasse, qui manque dans ce dernier combustible.

Enfin , l'influence et pour ainsi dire la nécessité de la présence de la potasse et sa décomposition dans la préparation de l'antimoine pur ou régule d'antimoine, sont encore une preuve de l'action des alcalis dans certains procédés.

Nous allons revenir, avec les détails convenables, sur ceux, des agens métallurgiques qui sont le plus en usage, et exposer ainsi toutes les généralités de la métallurgie.

De la chaleur et de son emploi* >

La chaleur sert , en métallurgie comme dans les opérations de chimie, à faciliter l'action chimique des substances les unes sur l.es autres ; quelquefois à détruire un résultat d'affinité, ou bien à séparer les unes des autres, des substances dont la volatilité ou la fusibilité sont différentes. Enfin, elle sert à augmenter la malléabilité des métaux, et à amener à l'état liquide ou à fondre quantité de substances; caria dissolution par la voie humide ou dans les liquides qui couser-

48 chafitAe.ii>

vent cet étal à la température moyenne de l'atmosphère, est beaucoup moins employée qu'en chimie, surtout à l'égard des substances métalliques. 11 y en a cependant quelques exemples, comme dans le procédé d'amalgamation et dans celui par lequel on obtient du enivre de son sulfate au moyen du fer, et eu formant le cuivre de cément; enfin, c'est par la dissolution dans l'eau que Ton purifie les sels.

La chaleur est employée comme moyen de séparer les substances volatiles de celles qui sont fixes, dans l'opération que l'on appelle grillage, et dont nous parlerons dans le chapitre IV. C'est le principe de toutes les distillations et des évaporations relatives aux matières salines, opérations qui ne diffèrent que par rapport aux résultats.

La différence de fusibilité dans les corps, et particulièrement dans les métaux et les substances qui les accompagnent, fournit aussi des moyens simples de séparation, dont on fait un fréquent usage en grand; c'est le fondement de ce qu'on appelle la liquation , quand il s'agit de métaux alliés ensemble, ✓ opération qui est particulièrement pratiquée sur l'alliage de plomb et cuivre. Ce qu'on appelle la fonte crue des minérais sulfureux est encore fondé sur le même principe , et c'est ainsi que l'on sépare ordinairement l'antimoine sulfuré , qui est très-fusible , de sa gangue, qui ne l'est pas du tout, air degré de feu que l'on emploie. Dans la liquation , on se propose d'obtenir le métal le plus fusible, en le faisant couler, et laissant sur la sole du fourneau le métal ou la substance la moins fusible. Mais on peut aussi opérer d'une manière inverse , et ayant porté toute la combinaison à * l'état liquide, procéder par un refroidissement lent de toute la masse ; alors les substances les moins fusibles se solidifieront les premières et pourront être enlevées à la superficie du bain : c'est uinsi que , dans les bassins de réception des fourneaux à manche, on sépare assez exactement les scories, les malles, et ensuite le métal pur. Lorsqu'il n'y

a pas d'affinités très-fortes, la différence des pesanteurs spécifiques concourt aussi à effectuer des séparations dans une masse hétérogène bien fluide. *'

C'est dans la pratique des arts métallurgiques, et surtout dans le travail des métaux, que Ton a besoin des plus hautes températures, ainsi que du développement simultané des plus grandes quantités de chaleur dont on fasse usage. C'est aussi dans ces mêmes arts qu'il faut apporter la plus grande attention à l'économie du combustible; car on en consomme annuellement des masses énormes, et la quantité va réellement et doit continuer d'aller en croissant de plus en plus. Pour obtenir de grands effets de la chaleur, il faut la développer dans des appareils particuliers propres à la concentrer et à la retenir ; il faut en outre avoir des moyens d'exciter la combustion, de la produire sur de grandes masses et avec rapidité : tels sont les objets qui doivent nous occuper en ce moment.

§. i," M. de Buffon avoit aperçu, il y a déjà long-temps (eu égard aux progrès, qu'ont faits depuis quarante ans les applications des sciences physiques aux arts), qu'il ne falloit pas se borner à considérer, dans un appareil de combustion, seulement le degré de chaleur ou la température plus ou moins considérable que l'on y produit', surtout lorsqu'il s'agit des opérations en grand. «J'ai pensé, dit-il, qu'on devoit « considérer le feu' dans trois états différens : le premier, « relativement à sa vitesse ; le second, à son volume, et le « troisième , à sa masse. On augmente la vitesse du feu , sans c augmenter son volume apparent, toutes les fois que, dans « un espace donné rempli de matières combustibles, on presse « l'action çt ^développement du feu, en augmentant la « vitesse de l'air par des soufflets, des tuyaux d'aspiration, c etc. On augmente l'action du feu par son volume , toutes

i. On voit aisément qu'il «'agit ici d'un brasier ou foyer de chaleur,

ÔO CHAPITRE II.

« les foïs que Ton accumule une quantité de matières com- « bustibles, et qu'on recueille la chaleur et la flamme dans « un fourneau à réverbère. Enfin, lorsqu'on reçoit un plus « ou moins grand nombre d'images du soleil SUT un corps « à l'aide d'un miroir ardent, on augmente la masse d'autant « plus qu'on réduit davantage la surface du foyer. »

En donnant à cet aperçu plus de précision, et employant à son énoncé les termes consacrés et qui sont maintenant entendus de tout le monde, nous dirons que l'objet que l'on, se propose ordinairement dans les arts, c'est de produire un certain effet calorifique; que par effet calorifique il faut entendre la production d'un phénomène ou d'un résultat qui suppose l'absorption ou la consommation, au moins momentanée, d'une certaine quantité de chaleur, et par suite d'une quantité déterminée de combustible. Parmi ces résultats, pour lesquels on consomme de la chaleur, on peut compter: 1.* réchauffement, à une température donnée, d'une certaine masse, ou d'un certain volume d'un corps déterminé,

qui sera solide comme est le fer, ou liquide comme l'eau ou le mercure, ou enfin gazeux comme l'air atmosphérique (on sait qu'il faut des quantités différentes de chaleur pour augmenter d'un même nombre de degrés la température d'un même poids ou volume.de corps de différentes natures, et que c'est là ce qui constitue la différence des chaleurs spécifiques ou capacités pour la chaleur dans les corps); 2. 0 le changement d'état, phénomène qui a lieu à des températures déterminées pour chaque' espèce de corps dans les mêmes circonstances : telle est la fusion de la glace pu celle d'un métal , comme le plomb, l'étain, le cuivre, le fer; enfin, la vaporisation de plusieurs substances et leur transformation en fluides élastiques.

Relativement à ces effets, il y a deux observations importantes à faire : la première est relative au degré o"e chaleur ou mieux à la température à laquelle! ces phénomènes

DES AGENS CHIMIQUES. 5l

sont produits; c'étoit tout ce qu'on y rcmarquoit autrefois.

§.2. La seconde observation , c'est qu'il y a absorption ou consommation de chaleur dans la production de ces effets : ainsi, quand on fait évaporer de l'eau, il y a nécessairement une certaine quantité de chaleur absorbée pour constituer cette vapeur et qui est indépendante de sa température actuelle ; mais il s'en consomme aussi pour donner à cette vapeur d'eau la température avec laquelle elle s'élève dans l'atmosphère ; enfin , une quantité de chaleur très-considérable se dissipe à travers les parois des appareils pendant l'opération, et est ainsi perdue pour l'effet utile. C'est de celte manière et par les mêmes causes qu'on ne peut éviter de consommer beaucoup de combustible pour entretenir dans un appareil une certaine température élevée, quoiqu'il ne s'y produise d'ailleurs aucun phénomène qui donne lieu à une absorption réelle de chaleur thermométrique.

Examinons maintenant les rapports qui existent entre la chaleur produite et le combustible que l'on brûle à cet effet.

Des expériences concluantes et répétées ont établi comme principe ce résultat important, savoir, qu'wne certaine masse de combustible produit toujours , en brûlant, la même quantité de chaleur, de quelque manière qu 'il soit brûlé , pourvu que la combustion soit complète.

Ainsi, soit que l'on brûle un combustible lentement, comme on le fait quand on veut entretenir une douce chaleur, soit qu'on le fasse brûler rapidement, comme quand on veut obtenir une température fort élevée dans un foyer, on dégage toujours la même quantité de chaleur, 11 suit de la, que, pour produire un certain effet calorifique , on peut brûler promptement ou moins vite le combustible nécessaire pour le produire: il en résulte encore que l'on pourra employer un poids donné de combustible, ou bien en très-peu de temps, et alors on en obtiendra une température très-élevée dans un foyer; ou bien se borner à une température beaucoup plus

5a CHAPITRE II.

basse, maïs que Ton maintiendra bien plus long-temps sans en Consommer davantage, en le brûlant lentement.

En ajoutant à ces considérations celles relatives à la- conservation et aux moyens d'app{iquer 4a chaleur, on embrassera tout ce qu'il est donné à l'art de produire; car il ne crée ni nedétruitla chaleur, pas plus que le mouvement, avec lequel elle a de si grandes analogies : il ne lui est donné que de la développer, de la diriger, de rappliquer et de la conserver. .

Une autre conséquence non moins importante à déduire du principe énoncé ci-dessus, c'est que, dans des circonstances semblables , les quantités de combustibles consommées sont proportionnelles aux quantités de chaleur dégagées et peuvent leur servir de mesure. Enfin, c'est en choisissant les circonstances de la combustion de manière à la rendre complète, en diminuant autant que possible les pertes dues à la diffusion de la chaleur, et surtout en appliquant celleci convenablement et en entier à la production des effets désirés, que l'on arrivera au plus haut point de perfection dans l'art d'employer les combustibles.

Les principes sur lesquels repose la disposition et la construction des appareils ou fourneaux dont nous devons exposer les propriétés générales, sont les suivans.

i.° On élève la température dans un foyer, en y augmentant la. rapidité de la combustion, ce qui s'opère ordinairement par l'accroissement de la vitesse du courant d'air et sa condensation : il en résulte évidemment une combustion beaucoup plus active et par suite un dégagement de chaleur beaucoup plus considérable dans le même temps, ce qui est la condition essentielle, dans la pratique, pour se procurer uae hauie température. 2. 0 On concentre la combustion » et par conséquent La chaleur, dans un très-petit espace; ce qui signifie qu'on y augmente la température relativement à un espace plus étendu où s'opèreroit la même combustion ,

DES ACEN'S CHIMIQUES. "53

en rétrécissant autant que possible' le foyer dans lequefqn met le combustible, en quantité d'ailleurs suffisante pour produire l'effet désiré 1 . Mais un autre mojen très-ellicace consiste à choisir le combustible le plus compacte , celui qui contient le plus de matière combustible sous le même volume, et à l'accumuler dans le foyer, de manière , toutefois, à ne pas former obstacle au contact de ses surfaces avec les molécules de l'oxigène atmosphérique. 3.° Entiu , il faut s'opposer de tous ses moyens à la dissipation de la chaleur qui est produite dans l'appareil : on s'attache d'abord à fermer toutes les ouvertures inutiles ; de plus, on forme les parois des fourneaux de matériaux peu conducteurs, et on leur donne une épaisseur assez considérable pour qu'ils soient peu pénétrables à la chaleur.

On a soin aussi de faire arriver à Pendroit où l'on veut avoir la plus haute température, du combustible déjà fort échauffé, et qui ne puisse y apporter de refroidissement -sensible. Du côté de l'air , il est impossible d'empêcher que celui qui traverse le foyer en cet endroit et qui en prend nécessairement la température, n'emporte avec lui beaucoup de chaleur; màis du moins on peut ne pas la perdre entièrement , et c'est ce qu'on fait en élevant ce qu'on appelle la cheminée ou le ' foyer supérieur dans les hauts- fourneaux à fer. On atténue un peu cette cause de refroidissement dans les fourneaux, en diminuant autant que possible la quantité des fluides élastiques dans leur intérieur, et surtout celle des substances susceptibles de se vaporiser ; c'est pour cela qu'on n'emploie, dans certains foyers, que des combustibles qui ont été dépouillés de leurs parties volatiles, ou, comme l'on dit, convertis en charbon.

i Ce» conditions remplies assca exactement par l'appareil et djns l'emploi du chalumeau des minéralogisUs , «piquent les effets qu'il produit et dont on est presque toujours ctouné.

54 chapitre n.

On trouve souvent avantageux, dans 1* arts métallurgiques ou dans les fabriques, de produire de certains effets d'une manière uniforme pendant un tertain temps : tels sont réchauffement constant d'un appartement, d'une étuve, ou d'un liquide, qu'il faut maintenir à une température invariable; l'évaporation continuelle de l'eau dans une chaudière de surface donnée , etc. ; le chauffage pendant plusieurs jours d'un fourneau à réverbère ou de tout autre, etc. Alors on'peut avoir égard au temps dans l'évaluation des effets produits par ces appareils; car l'effet, étant sensiblement uniforme, est par cela même proportionnel au temps, ainsi qu'à la quantité de combustible consommée.

§. 3. Dans tous les cas, si l'on compare l'effet utile produit par un poids déterminé d'un combustible avec la quantité totale de chaleur qui a été dégagée , ou ce qu'on peut appeler V effet théorique, on trouvera toujours une très- grande différence entre ces deux quantités : toutefois cette différence, bien appréciée, peut servir à faire juger de la perfection des appareils. v Ainsi , quoique beaucoup de fourneaux destinés à échauffer de Peau ou à en faire évaporer, n'emploient réellement à cet effet que le quart ou le cinquième de la chaleur totale que pourroit fournir le combustible qu'ils consomment, cependant quelques-uns en utilisent plus derla moitié et même les deux tiers, ce qui dépend alors de ce que toutes les conditions relatives à une parfaite combustion et à l'application bien entendue de la chaleur y sont mieux remplies que dans les autres.

§. 4. La mesure des effets de toute espèce est un objet de la plus grande importance dans les arts, tant pour leur faire faire de nouveaux progrès, que relativement à l'économie qui doit accompagner toutes les opérations. Par rapport aux phénomènes ou aux effets de la chaleur, on ne s'est guère occupé jusqu'ici que de la mesure des températures à l'aide de l'instrument appelé thermomètre, quand il s'agit de degrés de

chaleur peu élevés, et avec les pyromètres pour le feu des fourneaux. Mais voudroit-on mesurer les quantités de chaleur développées dans un foyer; c'est-à-dire cette espèce de courant de chaleur qui est produit et sort comme d'une source variable ou constante ? On n'a pas de moyen d'y parvenir : on se borne, comme nous l'avons dit, à apprécier la chaleur d'après la quantité de combustible consommée. On pourroit également se servir dans cette vue de la quantité d'air, ou mieux de l'oxigéne absorbé ; mais cela seroit beaucoup plus difficile : au reste, dans l'un et l'autre cas, il faut supposer la combustion complète , ce qui n'a jamais lieu bien rigoureusement.

Lorsqu'on a voulu comparer entre elles , ce qu'on peut appeler les puissances calorifiques des combustibles ou la quantité totale de chaleur qu'ils dégagent en brûlant, on s'est servi, pour les expériences, de la fusion de la glace, et l'appareil appelé calorimètre par MM. Lavoisier et Laplace donne très-exactement des nombres proportipnnels aux quantités de chaleur produites par les mêmes poids de différent corps combustibles; mais l'usage n'en est pas sans difficultés, même en petit, et il est impossible de l'employer en grand. On a fait usage plus ordinairement de l'évaporation de l'eau pour comparer les effets des combustibles, en se servant du même fourneau, de la même chaudière et opérant d'ailleurs dans des circonstances atmosphériques sensiblement les mêmes : ce moyen, beaucoup moins exact que le précédent, a cependant donné des résultats utiles, et il a d'ailleurs l'avantage d'être beaucoup plus rapproché de la pratique.

dit que l'on poùvoit considérer un foyer de

combustion comme le lieu d'où sortoit un courant de chaleur qu'il s'agissoit d'employer ensuite de la manière la plus utile. On aura donc à examiner, i." comment on se procure de la chaleur dans les arts ; quels sont les matériaux qu'on y emploie, c'est-à-dire, les combustibles et l'air atmosphé-

56 CHAPITRE ir.

ri que : 2.* l'espèce et la disposition des appareils ou des fourneaux et machines dont on $e sert : 3.° les moyens d'appliquer la chaleur, aux diverses espèces de corps, solides, liquides, ou aériformes, que la nature nous présente; enfin, comment on peut conserver la chaleur , faire varier les températures et opérer des refroidissemens.

Des combustibles.

Parmi les corps que la chimie classe au nombre des combustibles, on n'emploie dans les arts que ceux qui sont trèsahondans, à bon marché, et qui donnent une chaleur considérable en brûlant. Les substances naturelles qui réunissent ces conditions économiques, sont toutes composées de carbone et d'hydrogène d'ans des proportions variables ; il ne s'y joint quelques autres élémens qu'en très- petite quantité.

§. i/ r Les combustibles végétaux sont lcfLois et le charbon de bois qui en provient. Parmi les combustibles minéraux se trouvent la houille, le bois bitumineux «t ia tourbe, qui peut être considérée comme un assemblage de végétaux enfouis dans la terre ou sous l'eau : nous n'y comprenons point les huiles, les graisses, la résine, les bitumes, qui ne sont employés que pour l'éclairage. Le soufre n'a point d'usage pour chauffer des corps en grand , quoiqu'on établisse assez souvent des' grillages de pyrites, dans lesquels le feu, une fois allumé, s'entretient ensuite par la combustion du soufre.

Tous les combustibles végétaux ou minéraux, dans l'état où la nature nous les offre (en les supposant toutefois suffisamment purs, et privés de l'eau qu'ils peuvent contenir par mélange et qu'on en sépare par la dessiccation), donnent, en brûlant, une Jlamme plus ou moins vive, plus ou moins durable. La flamme est le spectacle de la combustion des substances susceptibles- d'être brûlées à l'état -de vapeur ou de gaz ; il y a ordinairement production d'une lumière plus ou

DES A CENS CHIMIQUES. Bj

moins brillante. Dans les combustibles naturels, la première

chaleur en dégage les gaz. et les substances volatiles qui sont foiblement combinées, et ce sont elles qui s'embrasent le plus aisément dans l'état de division où elles se trouvent alors et donnent ainsi naissance à la flamme; mais ordinairement la combustion ne se termine point avec la flamme î et à celleci succède la combustion des parties non volatiles ; il se forme un brasier, qui donne une chaleur plus intense et plus concentrée. Ces deux combustions sont souvent employées simultanément pour produire un même effet; mais aussi quelquefois on ne se sert que de Tune d'entre elles. Certains fourneaux sont construits et disposés pour employer la flamme des combustibles; dans quelques autres elle seroit inutile et même nuisible, et le combustible est alors préparé de manière à brûler sans flamme. Pour apprécier ces deux moyens d'action des combustibles, il faut s'arrêter un moment sur les propriétés différentes de la flamme et du feu de charbon.

La flamme supposant, comme nous l'avons dit. un dégagement de substances volatiles qui brûlent en se mêlant avec l'air atmosphérique , il y a mouvement et transport des molécules combustibles embrasées : o'est par là que la flamme est particulièrement propre à transporter la chaleur, à échauffer un corps d'un volume considérable, comme une chaudière , en l'entourant constamment. On peut aussi chauffer de cette manière d'assez grands espaces, où l'on fait ensuite diverses opérations; car on peut maintenir le foyer à une certaine distance du laboratoire. Ajoutons à ces notions, que le développement de la flamme exige toujours beaucoup d'espace et un mélange en volume considérable dés gaz dégagés avec l'air atmosphérique. Les fourneaux qui remplissent ces conditions, et parmi lesquels il faut placer les fourneaux d'evaporation, les fourneaux à réverbère, tous ceux qui servent à chauffer des creusets, etc., peuvent être désignés par le nom de fourneaux à flamme (Flamm-Ofcn des Allemands).

§. 2. La combustion de la partie fixe d'un combustible se fait dans un espace beaucoup plus resserré, ou du moins on peut opérer la combustion d'une plus grande quantité de matière dans un petit espace,, et par conséquent obtenir dans cet espace une température bien plus élevée que celle qui résulteroit de la flamme seule. Il suffit pour cela de faire traverser la masse à brûler par un courant rapide d'air comprimé. On a remarqué que la présence des matières volatiles qui produisent la flamme, dans l'espace resserré où Ton veut brûler la partie fixe, non-seulement n'ajoutoit pas à la chaleur produite ou à la température, parce que leur combustion demeuroit toujours imparfaite ; mais qu'elle étoit nuisible, en diminuant par sa volatilisation la chaleur dégagée pa# la partie fixe du combustible : en conséquence, toutes les fois que Ton veut se procurer une haute température dans un foyer resserré , on sépare du combustible qui doit y être employé, et par une opération que l'on appelle carbonisation, les parties volatiles qu'il contenoit ; on le convertit en charbon, L3 carbonisatidn est une espèce de distillation, et dans la pratique une eombustibn étouffée, parce qu'on se sert de la chaleu-r produite par la combustion d'une partie du combustible pour distiller l'autre : ordinairement les parties volatiles' qui auroient pu» produire une' chaleur utile, sont perdues et se dissipent dans l'atmosphère sous forme de fumée. On convertit en* charbon le bois, la houille et même la tourbe. Nous ne nous arrêterons pas à décrire les divers procédés de carbonisation usités ou proposés; nous ferons seulement remarquer que cette opération importante est encore peu connue et mal pratiquée à l'égard du bois, pour lequel elle se fait au milieu dés forêts, abandonnée à des ouvriers ignorons qui repoussent toute espèce d'amélioration.

La qualité et la quantité du charbon que 1 on retire d'une même quantité de bois ou de houillé, dépend principalement de la manière dont on a disposé et conduit la carbo-

DES A CENS CHIMIQUES. Se)

nisation , et Ton observe de grandes différences à cet égard.

Nous allons maintenant faire connoitre brièvement les principales propriétés des combustibles le plus ordinairement employés, en les considérant d'abord dans leur état naturel, c'est-à-dire, propres à donner de la flamme , et ensuite convertis en charbon par des procédés convenables. .