CHAPITRE XII

Applications diverses de Vélectricité aux arts.

§ l. Traitement électro-chimique des minerais d'argent,

de plomb et de cuivre.

La première communication relative au traitement électro-chimique des minerais métaHiques fut faite par M. Becquerel, à FAcadémie des sciences, en 1836(1); la seconde eut lieu sous forme de réflexions dans deux discours lus dans les séances publiques des cinq Académies, les 2 mai 1 837 et 1 838. Dansle discours de 1 838 on y trouve, entre autres ce passage : « On commence, comme dans Pa- « malgamation, parfaire subir au minerai une préparation préalable, « en employant divers procédés qui dépendent de sa nature et des «ressources que présente le pays en produits chimiques; puis on « fait passer un courant électrique dans la masse minérale convena- « blement disposée et humectée ; ce courant s'empara de Pargent « qu'il transporte sur des corps non oxydables, où on le recueille à « Vélat de poudre y de cristaux ou de lamelles^ suivant l'intensité de « l'action décomposante, etc. »

M. Delarive (2), dans le discours préliminaire qui se trouve en tête du premier volume des Ar chiites de Vélectricité , s'exprime ainsi, en parlant du traitement électro-chimique des métaux, de la dorure et de la galvanoplastie, dont il sera question plus loin :

« M. Becquerel est le premier physicien qui ait eu l'idée de ce a genre d'application dans les travaux qu'il a faits sur le traitement (( électro-chimique des minerais, pour en extraire essentiellement « Fargent. Il est aussi Tauteur du principe qui a fourni à M. Jacobi « le moyen de créer l'art de la galvanoplastie, et à moi-même de

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a pouvoir dorer les métaux sans remploi du mercure ; l'idée d'em- <c ployer un diaphragme en vessie ou en baudruche pour séparer « deux dissolutions , tout en permettant qu'elles soient dans le cir- (( cuit voltaïque, appartient en entier à M. Becquerel. C^est encore « M. Becquerel qui avait le premier appliqué cette idée à la pro- « duction d'un courant de forme constante , longtemps avant que « les physiciens anglais construisissent leurs piles fondées sur ce « principe. Ainsi le seul point commun qu'il y avait entre Tappli- « cation que M. Jacobi a faite de la décomposition d'une solution de « sulfate de cuivre à la reproduction des objets en relief, particu- « lièrement des médailles, et celle que j'ai moi-même faite de la « décomposition d'une solution d^or au dorage des métaux, ce seul « point commvm , dis-je, appartient tout entier à M. Becquerel, et (( non à M. Jacobi, pas plus qu'à moi, etc. »

Le traitement électro-chimique (3) des minerais d'argent, de plomb et de cuivre, repose sur la propriété que possèdent le chlorure d'argent et le sulfate de plomb de se dissoudre dans une solution saturée de sel marin, et le sulfate de cuivre dans l'eau. M. Becquerel a commencé par indiquer les moyens le§ plus économiques pour chlorurer ^argent et sulfater le plomb dans leurs miiierais respectifs. Les appareils employés pour opérer la décomposition des trois sels métalliques sont les mêmes que ceux dont il avait fait usage pour la reproduction des substances minérales; ce sont des appareils simples, qui réunis peuvent former des piles, et n'en diffèrent qu'en ce que leurs dimensions sont en rapport avec les quantités de m'merai à traiter. L'élément électropositif est le zinc, l'élément électro-négatif le cuivre ou le fer-blanc, et le diaphragme un cylindre en toile à voile ; ce genre de diaphragme avait déjà été employé, dès 1836, pour ces expériences. Les expériences ont été faites dans une usine d'essai où l'on a traité plus de 10,000 kilogr. de minerais venus du Mexique, du Pérou, de la Colombie, de l'Altaï, etc.; l'exposé du traitement électrochimique, dans Touvrage cité précédemment (3), est divisé en deux parties : la première comprend les principes généraux dont la connaissance est indispensable pour l'intelligence du procédé ; la seconde traite d'abord des divers modes de traitement des minerais d'ai^ent par la voie humide , en y comprenant l'amalgamation à froid et l'amalgamation à chaud, auxquelles on peut attribuer une origine électro-chimique. Viennent ensuite les différentes méthodes électro-chimiques à raide desquelles on retire à Télat métallique

l'argent, le cuivre et le plomb de leurs minerais respectifs, méthodes qui permettent aussi de séparer l'argent du plomb de la galène, sans avoir recours à l'amalgamation, ou du moins, si celle-ci est nécessaire, elle n'a plus lieu que sur un plomb d'œuvre très-ricbe, et on l'évite même en employant l'amalgamation au eazoy même pour la galène , que Pon transforme en totalité en sulfate de plomb. Le traitement électro-chimique ne peut être effectué qu'à deux conditions : la première, que le sel ordinaire sera à bas prix ; la seconde, qu'il y aura une quantité suffisante de combustible pour opérer le grillage des minerais.

M. Duport Saint-Clair (4), habile affineur, qui a fait au Mexique des essais du procédé électro-chimique, en parle dans les termes suivants : « Quelles seraient les conséquences du manque presque (c complet de mercure, si, par un de ces événements peu probables, te sans doute, mais cependant possibles, la mine d*Almaden venait u à cesser de fournir du cinabre, soit par des éboulements, soit par (( une trop grande abondance des eaux?... Il s'ensuivrait une hausse « de prix telle , qu'elle équivaudrait en quelque sorte à une disette « absolue. Que deviendrait alors l'extraction de Pargent au Mexi- (( que? II y a quelques années, cette question eût été fort embar- « rassante à résoudre, car on ne connaissait aucun autre moyen c( d'extraire l'argent du minerai que la fonte ou Pamalgamation. Les « recherches auxquelles s'est livré M. Becquerel, avec toute la per-» K sévérance que demande toujours la première application de la « science à l'industrie , ont présenté un moyen tout nouveau à la « métallurgie, par l'emploi des forces électriques; initié parlln- « venteur lui-même dans tous les détails de ce nouveau procédé, « j'ai pu me convaincre de la possibilité de son application incfais- « trielle sur les minerais du Mexique , autant par des expériences « faites sur 6,000 kilogrammes de minerai de^ principaux districts, (( que j'avais fait venir à Paris, il y a trois ans , que par celles que u j'ai répétées moi-même sur les lieux, etc. »

M. Duport Saint-Clair énumère les causes qui l'ont em d'appliquer le procédé au Mexique, causes qui ne tiennent pas procédé en lui-même, mais à Thabitude que Ton a de Pannriigaiiiition, qui est un obstacle pour toute innovation, et surtout au prii élevé du sel marin.

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§ If. Dorure, argenture et dépôt des métaux et oxydes métalliques en couches minces.

On sait depuis longtemps qu'en plongeant dans une dissolution métallique un métal plus oxydable que celui qui est combiné^ ce damier est ramené à l'état métallique par le premier qui se substitue en son lieu et place; le dépôt métallique est tantôt pulvérulent^ tantôt plus ou moinS' adhérent à la surface du métal précipitant ; tantôt enfin il est fortement adhérent, comme dans l'étamage du fer^ dans celui des épingles et dans le zincage du fer. Les efTets produits dans ces différents cas sont dos aux actions combinées des affinités , de l'électricité et de l'agrégation; ce n'était là que le prélude de la dorure électro-chimique^ de l'application des métaux sur des métaux et de la galvanoplastie.

L'art d'appliquer un métal, et principalement l'or et l'argent, sur un autre métal, à l'aide des forces électriques, ne date que de peu d'années, et les avantages qu'il présente l'ont fait substituer dans bien des cas aux autres procédés.

Brugnatelli (5) paraît être le premier qui ait observé que l'on pouvait dorer au moyen de la pile et d'une dissolution alcaline d'or ; effectivement, dans une lettre qu'il adressait à VanMons en 1805, on

trouve ce passage ; ce J'ai dernièrement doré, d'une manière par-

« faite, deux grandes médailles d'ai^[ent en les faisant communî- «quer à l'aide d'un fil d^acier avec le pôle négatif d'une pile « voUaïque , et en les tenant l'un après l'autre plongés dans de <( l'ammoniure d'or nouvellement fait et bien saturé. » Bien que Brugnatelli ne dise pas que le circuit était fermé, cependant on ne saurait douter qu'il ne le fût, puisque la dorure n'aurait pu s'effectuer sans cela. Cependant ces essais furent en quelque sorte oubliés, et il y avait loin de cette expérience à l'application de Taction décomposante de l'électricité à la dorure des différents métaux.

H. Delarive (6), qui a si puissamment contribué aux progrès de l'électricité, est le premier €[ui, sans aucun doute, ait eu la pensée d'introduire dans l'industrie l'application de l'or sur les métaux au moyen de l'électricité, et qui l'ait réalisée en 1840, en faisant usage des appareils simples dont on vient de parler, page 268. Il faisait usage d'une dissolution de chlorure d'or dans l'eau salée très-étendue : l'or déposé sur l'objet qui formait l'électrode négative avait de l'adhérence, mais cette adhérence était faible, et une partie de la

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dissolution était réduite par le zinc. Il restait à découvrir une dissolution d'or qui ne présentât pas ces inconvénients; mais, en attendant, l'emploi industriel de la dorure par la pile et sa réalisation appartiennent à M. Delarive ; les perfectionnements sont venus ensuite.

L'art de la dorure en était là lorsque M. Elkington découvrit un procédé de dorure sur cuivre par immersion, qui a donné une grande extension non-seulement à la dorure , mais encore à ^a^ genture et à Tapplication de différents métaux sur d'autres métaux. Pour la dorure , au lieu d'une dissolution éthérée ou aqueuse de chlorure d'or, il a fait usage d'une dissolution alcaline d'or, qui a été le point de départ de la dorure électro-chimique pratique. M. Elkington (7), qui vit sur-le-champ l'importance de ces dissolutions, prit des brevets les 22 mars i839 et 29 septembre 1840, pour s'en réserver l'emploi exclusif avec les appareils électro- chimiques simples.

M. de Ruolz (8) est venu ensuite, et se fit breveter plusieurs mois après ; mais, au lieu de l'appareil simple, il fit usage d'une pile composée de plusieurs éléments. On lui doit en outre plusieurs perfectionnements : le choix de différentes dissolutions alcalisées, et une extension k l'argenture et à l'application d'autres métaux. Parmi les dissolutions qu'il a employées, nous citerons le cyanure d'or dissous dans le cyanure simple de potassium ; le cyanure d'or dans les cyano-ferrures jaune et rouge, etc. L'emploi de la pile et celui de l'électrode soluble ont permis de supprimer le diaphragme.

De nombreux perfectionnements ont été introduits depuis dans la dorure et l'argenture électro-chimique, entre autres par M. Christofle, qui a donné une grande extension aux applications. On a étendu aussi les principes précédents aux dépôts de l'étain et du platine en faisant usage d'autres dissolutions ; nous citerons notamment à cet égard M. Roseleur (8').

M. Becquerel (9), après avoir montré comment on pouvait obtenir le cobalt et le nickel de leurs dissolutions en traitant celles-ci à la température de l'ébullition, avec du zinc en parties très-divisées, est parti de là pour faire adhérer sur différents métaux le nickel, le cobalt, le platine; le palladium, etc. On fait usage pour le platinage d'une dissolution très- étendue de double chlorure de potassium et de platine; on porte la température à 60 ou 70**; on plonge dedans les objets en cuivre parfaitement décapés. En partant (te mêmes principes il a décrit en même temps un procédé d'argenture.

Dépôts des oxydes métalliques en couches minces, Nobili (10) est le premier qui ait déposé ou produit sur des plaques de dififéreDts

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métaux en communication , tantôt avec le pôle positif d'une pile, tantôt avec le pôle négatif, des couches formant des anneaux colorés rappelant les apparences colorées obtenues par Prietsley, en opérant la décharge de batteries électriques sur des plaques de métal. M. Varington (11), en répétant les expériences de Nobili, montra que les couleurs des anneaux colorés produits étaient dues à dos couches minces de peroxyde de plomb.

M. Becquerel (12) est parvenu à déposer sur les métaux dos oxydes tels que les peroxydes de plomb et de fer, surtout ce dernier qui est très-fixe, de manière à produire des teintes colorée s uniformes; il s'est servi à cet effet de la dissolution de protoxyde de plomb dans la potasse et de celle de protoxyde de fer dans l'ammoniaque. Avec la première et en employant un couple ou deux à uoifio nitrique ou ti sulfate de cuivre, on recouvre en peu d'instants d'uiK; couche de peroxyde de plomb une lame de fer ou de cuivre plongeant dans la dissolution et en communication avec le pôle positif, !e circuit étant complété avec un fil de platine. La formation du peroxyde est due à la combinaison du protoxyde dissous avec l'oxygène provenant de la décomposition de l'eau et qui se porte au pôle positif.

Avec la dissolution ammoniacale de protoxyde de fer on recouvre une lame de ce métal rendue positive d'une couche de peroxyde adhérente, de couleur brun-rouge, qui prend le poli avec le rouge d^Angleterre. En employant la dissolution plombique et ne déposant que des couches excessivement minces de peroxyde sur les métaux, oti fait naître des teintes aussi variées, aussi riches et aussi éclatantes que celles' des ailes des papillons des régions tropicales. Ces teintes acquièrent d'autant plus d'éclat que les surfaces ont été frottées davantage avec la peau et le rouge d'Angleterre; cet effet est dû au bruni qui détermine la réflexion d'une plus grande quantité de rayons lumineux. Les couleurs sont celles des anneaux colorés des lames minces, puisque l'ordre de leur succession est le même. On obtient les plus belles teintes bleues que l'on puisse imaginer en platinant préalablement au trempé les pièces de cuivre destinées à être colorées. Les pièces colorées peuvent servir dans la bijouterie, tandis que celles qui sont recouvertes de peroxyde de fer peuvent être utilisées dans les arts.

M. E. Becquerel (13) a montré que, d'après l'indice de réfraction du peroxyde de plomb qui devait être intermédiaire entre celui de Faîr et celui du métal, les teintes des lames minces correspondaient aux anneaux colorés transmis, et non pas aux anneaux réfléchis.

274 DE l/ÉLECTMCITC ET OU MAGINÉTISME.

§ III. Défôis des métaux en couche épaisse m galvanoplastie.

La galvanoplastie est Part au moyen duquel on dépose dans uu moule creux ou en relief rendu conducteur^ et formant Félectrode négative d'un appareil simple ou d'une pile composée de plusieurs couples voltaïques à courant constant^ un métal dont les parties s'agrègent ensemble et prennent Tempreinte de la surface du moule. Cet art a pris naissance presque simultanément en Russie et en Angleterre; suivons Tordre des publications des travaux^ afin de rendre à chacun ce qui lui appartient dans cette découverte.

Bl. Fuss annonça à l'Académie de Saint-Pétersbourg y dans la séance du 9 octobre 1838 (21 octobre de notre style) ^ que M. le professeur Jacobi venait de faire une découverte qui présageait d'importants résultats pour l'art chalcographique.

Dans VAthenxum (H) (mai 1839)^ il est dit positivement que M. Jacobi avait trouvé un procédé galvanique pour convertir en un relief les lignes les plus délicates gravées sur une planche de cuivre.

Dans une lettre de M. Jacobi (15), adressée à M. Faraday^ sous la date du 21 juin 1839 (2 juillet de notre style), se trouvent les passages suivants, qui sont significatifs : « Il y a longtemps qu'en « poursuivant mes recherches sur Télectro-magnétisme , je fus « conduit, par un hasard heureux, aune découverte importante: « c'est que Ton pouvait, à Faide d'un courant voltaïque, obtenir (( des épreuves en relief de planches de cuivre gravées^ et^ qu'une « contre-épreuve de ces mêmes épreuves en relief pouvait égaleu ment être obtenue à l'aide du même procédé. Nous possédons « donc un moyen de multiplier à rinfîni les exemplaires d'une c( planche de cuivre gravée.

c(Ce procédé voltaïque reproduit les lignes les plus délicates ^ « celles-là même qui ne sont visibles qu'au microscope^ La copie et « l'original sont tellement identiques, que lexamen le plusminutieux « ne peut faire connaître la plus légère différence, d L'auteur décrit ainsi l'appareil : « C'est un simple couple voltaïque à cloison ^ la « plaque de cuivre dont on fait ordinairement usage est remplacée a par la planche gravée dans la solution du sulfate de cuivre >

Après avoir inique les moyens à l'aide desquels on règle la force du courant^ M, Jacobi ajoute : « Quant à la solution du sula fate de cuivre, il est de la plus haute importance^ pour le succès

cHAPttBC xn. ' ^S

« de Fopératîon , qu'elle demeure parfeitement saturée. L'action ne a doit pas être trop rapide : 50 à 60 grains de cuivre doivent être « réduits sur cbaque pouce de carré de surface toutes les vîngt- « quatre heures (environ 40 grammes par décimètre carré). H doit a être bien entendu qu'il nous est loisible aussi de réduire le sulfate « de cuivre en faisant passer à travers la solution de ce sel, à Paide <r d'électrodes en cuivre, le courant engendré parTàctioA d'un seul « couple voltafique. Dans ce cas, on pourra se dispenser de super pléer k la concentration de la solution, car Fanode s'oxydera à « mesure que le cathode se couvrira de cuivre réduit. En théorie, « on serait porté à croire que la quantité de cuivre qui est oxydée à « Fanode dort èPre exactement égale à la quantité de cuivre qui 6st « réduite à la cathode ; mais, en fmt , f ai toujours trouvé entre ces « deux quantités une différence plus ou moins notable. L'anode <r perd toujours plus que ne gagne la cathode. Cette différence pa- « raît être à peu près constante; au moins n'augmente-t-elle pas si et Ton prolonge l'expérience pendant un certain temps. »

Après avoir indiqué les effets que le courant électrique produit dans des dissolutions saturées de sulfate de cuivre et dans des dissolutions étendues, ainsi que Pétat d'agrégation du cuivre dans ces circonstances, M. Jacobi continue ainsi :

« Quant à l'importance chimique de ces copies galvaniques, je « dois vous faire remarquer que nous pouvons employer comme ca- « thode (pôle négatif) non -seulement tous les métaux plus négatifs a que le cuivre, mais encore certains métaux positifs, ainsi que leurs a alliages (il faut excepter le laiton), bien que cçs métaux et ces al- « lii^es , pris isolément, réduisent les sels de cuivre. Ainsi , par « exemple, on peut obtenir des clichés de cui\Te sur métal d*im- « primerie dont on peut multiplier le nombre à volonté.

« J'aurai bientôt le plaisir de vous envoyer un bas-relief en cuivre « dont Foriginal est formé d'une substance plastique qui se prête <^ parfaitement à tous les caprices et à tous les besoins de l'art. Le a procédé que je viens de décrire reproduit toutes les touches déli- « cates qui font la principale beauté dune pareille œuvre , et qui a sont toujours sacrifiées dans les procédés ordinaires de la fonte, «procédés qui ne sauraient jamais les reproduire dans toute leur fi pureté. L'art a certes des grâces à rendre à la science qui lui a ou- «r vert cette route nouvelle, »

Immédiatement après la publication de la découverte de M. Jaeobt, M. Spencer annonça qu'il était parvenu aussi à obtenir de-

276 DB l'eLBCTRICITS BT I>U MAONÉTISyE.

puis un certain temps des médailles en cuivre ^ en se servant de l'appareil simple à courant constant. Aucune publication officielle à ce sujet n'avait eu lieu de la part de M. Spencer avant celle de M. Jacobi; quoi qu'il en soit^ voici comment le hasard conduisit M. Spencer à faire Texpérienc^ suivante :

Une plaque de cuivre ayant été recouverte à chaud d'une couche de vernis^ composée de cire jaune ^ de résine et d'ocre rouge, on traça avec une pointe métallique, dans ce vernis» des lettres mettant à nu le cuivre comme dans la gravure à l'eau forte^ on plongea cette plaque ainsi préparée dans un vase rempli à moitié d'une solution saturée de sulfate de cuivre^ ainsi que le verre d^un bec à gaz^ dont le bout inférieur était fermé avec un tampon de plâtre et rempli -aux deux tiers d'une solution étendue de sulfate de soude où se trouvait un cylindre de zinc qui fut mis en communication avec la lame de cuivre placée parallèlement à la face inférieure du cylindre. Dès l'instant que le circuit fut fermé, les sillons tracés dans le vernis furent remplis parle cuivre et produisirent des caractères en relief.

M. Spencer (16) eut aussitôt Fidée de faire servir ces caractères à ^impression typographique; dès 1838, il prépara ainsi une plaque de cuivre avec laquelle il obtint des épreuves qui circulèrent dans le public. Il chercha ensuite les conditions à remplir pour que le cuivre pût résister à l'action de la presse, et ne tarda pas à voir que la densité de la dissolution du sulfate de cuivre, l'épaisseur et Imperméabilité du diaphragme, étaient les éléments à prendre en considération; avec une solution saturée de sulfate de cuivre, le cuivre précipité était pur, et" renfermait d'autant plus de protoxyde que la densité était moindre; au delà d'une certaine limite on n'obtenait plus que du protoxyde, la solution étant toujours saturée. Quand le diaphragme était mince et grossier, le cuivre se précipitait rapidement et était granuleux et friable; en augmentant l'épaisseur , ou la texture devenant plus serrée , le cuivre se déposait lentement, devenait plus dur, plus homogène, et acquérait de plus en plus les qualités du cuivre pur obtenu par fusion, que l'on doit rechercher en galvanoplastie.

M. Spencer parvint k reproduire en creux une médaille de cuivTe avec une merveilleuse fidélité ; mais souvent l'adhérence du dépôt sur le moule était telle qu'il ne pouvait séparer l'un de l'autre; il parvint à éviter cette adhérence en lavant la surface du moule avec une faible solution alcaline. M. Spencer ne s'était pas borné à mou-