Translucides (porcelaine

a) Matériaux de construction : carreaux en porcelaine, carreaux pour le revêtement des broyeurs à boulets ;

b) Ustensiles : porcelaine dure et porcelaine tendre (porcelaine d*os, porcelaine frittée, porcelaine de Seger).

Il est évident que cette classification n'est pas absolue, car il existe partout des produits intermédiaires. C'est ainsi que les briques ordinaires ou les poteries sont parfois, bien qu'exceptionnellement, confectionnées avec de l'argfile cuisant en blanc. Inversement, les produits réfractaires sont rarement d'un blanc pur, bien qu'ils soient toujours d'une masse beaucoup plus claire que les briques ou les tuiles ordinaires. De même, la démarcation entre les produits poreux et les produits compacts ne peut être nettement établie. Certaines briques, tuiles ou terres cuites sont parfois cuites jusqu'à être presque compactes tandis qu'inversement beaucoup de carreaux et notamment les tuyaux en argpile présentent une assez g'rande porosité. Maljcré cela, ces derniers produits doivent être comptés dans les produits compacts, pour une classification générale, car les carreaux et les tuyaux absolument compacts sont les plus appréciés, pour la raison qu'ils remplissent plus parfaitement leur but.

Les problèmes analytiques que comporte l'industrie céramique sont les suivants :

i^ Essai des matières premières au point de vue de leur composition et de leurs propriétés physiques ;

a^ Contrôle de la fabrication, aussi bien en ce qui concerne Tessai des propriétés de la masse que la surveillance de la cuisson ;

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3« EsRai des produits fabriqués.

Matières premières. — Argiles. — Les argiles proviennent de la désagrégation des roches contenant les matières premières nécessaires à la formation d*an silicate d'alumine. La désagrégation est provoquée par l'actîoD combinée des forces physiques et chimiques. La désagrégation mécanique des roches est produite par l'action de la gelée, par des mouvements de glissement ou de roulement sur le sol et encore par l'usure produite par des masses de glace en mouvement (période glaciaire). Il s'effectue simultanément des actions chimiques, dont l'agent intermédiaire est toujours l'eau. Celle-ci n'agit pas le plus souvent à l'état d'eau pure, mais sous forme de solutions renfermant des gaz (acide carbonique, oxygène) ou des sels. Ces solutions peuvent introduire de nouveaux éléments, tel le carbonate de calcium, ou enlever aux débris de la roche certains de leurs éléments chimiques tels que le fer^ la chaux, la magnésie, les alcalis et aussi la silice sous formes de silicates alcalins.

Parmi les constituants des roches qui peuvent donner lieu, par désag-régation, â la formation d'argile, il faut citer le feldspath, Taugitc, l'amphibole et le mica. La substance argileuse pure est théoriquement un silicate d'alumine hydraté de laformuleAl'O', 2SiO<. aHiO, renfermant 3g, 6 p. loo d'alumine, 4^,5 p. loo de silice et i3,9 p. loo d'eau. Dans la nature, l'argile contient toujours des matières étrangères, parfois en très petite quantité, mais parfois aussi en si forte proportion que la quantité des impuretés est de beaucoup plus grande que celle de la substance argileuse pure. Les grandes différences que l'on constate entre les diverses argiles proviennent en partie de ces impuretés, en partie de la diversité des propriétés physiques des diverses argiles. On peut dire qu'il n'existe pas sur toute la terre deux argiles absolument semblables, tellement ces variations sont nombreuses.

Une classification systématique des argiles est à peu près impossible, aussi devons-nous nous borner à citer ici les argiles les plus importantes parleurs particularités et leurs emplois techniques.

I. Kaolin, — Le kaolin forme généralement des veines ou des dépôts sans couches visibles. Il est très mou, tendre et fragile et d'un blanc plus ou moins pur. Une fois lévigé, il constitue la plus pure variété d'argile ; cependant, il ne possède qu'à un faible degré les propriétés caractéristiques de l'argile, qui sont la plasticité et le pouvoir adhésif. L'examen microscopique a montré que même les plus petites particules sont cristallines, ce qui n'a jamais été observé jusqu'ici avec les diverses argiles. Dans la plupart des cas, le kaolin se trouve encore à la place même où il s'est formé. Par suite, il est très souvent mélangé de débris de roches non décomposées, notamment de grains de quartz (kaolin brut), dont on peut le séparer par lévigation. Cependant il existe aussi dans la nature des kaolins qui ont été déplacés par l'eau. Le dépôt au point même de formation ne peut donc être considéré comme un caractère distinguant le kaolin des autres argiles» On n'a pas encore établi comment il se fait que les

phénomènes de dësagrég'ation fournissent dans certains cas du kaolin et dans d'autres de Targ'ile plastique.

2. Argiles réfractaires. — La matière argileuse pure est plus difficilement fusible que celle qui contient des matières étrang'ères quelconques. Les argiles qui ne contiennent que de petites quantités de fer, de chaux, de magnésie et d'alcalis se distinguent des autres par leur peu de fusibilité ; c'est pour cela qu'on les nomme argiles réfractaires. Un forte proportion de silice diminue les qualités réfractaires, mais cependant à un degré moindre que les substances précédentes, que l'on désigne par suite sous le nom de fondants. Il est à remarquer que les dépôts d'argiles réfractaires sont très souvent voisins des gisements de houille ; il semble que les débris végétaux ont formé de l'acide carbonique, dont la solution aqueuse a transformé le fer en carbonate et la chaux en bicarbonate, si bien que ces deux corps ont été éliminés lentement de l'argile sous forme de sels solubles.

3. Argiles schisteuses et schistes argileux. — La transformation de l'argile plastique en masses feuilletées est attribuable à l'action de la pression. Suivant les circonstances, il s* est formé de l'argile schisteuse possédant encore une certaine plasticité, bien que très faible, ou du sctiiste argileux qui n'est plus du tout plastique. Il n'est pas possible d'établir de démarcation nette entre ces deux substances ; on trouve tous les degrés intermédiaires entre le schiste proprement dit et l'argile. L'un de ces termes extrêmes, l'argile, est une masse très plastique, tandis que l'autre, le schiste, se compose exclusivement d'un mélange de particules cristallines.

4. Argile commune ou terre à potier, — Sous ce nom générique, on comprend toutes les argiles plastiques qui contiennent trop de fondants pour être réfractaires et qui sont plus ou moins colorées par de l'oxyde de fer.

5. Marne. — On désigne sous le nom de marne des mélanges intimes d'argile et de carbonate de calcium finement divisé ; suivant le constituant qui domine, on distingue les marnes argileuses et les marnes calcaires. Dans le Nord de l'Allemagne, on rencontre fréquemment un variété de marne (Geschiebemergel), qui est due à l'action mécanique des masses de glace se déplaçant lentement. Son origine remonte à la période diluvienne.

6. Loess. — La formation du loess est l'objet d'un discussion qui n'est pas encore close ; certains admettent que le loess résulte d'une accumulation de poussières par le vent, d'autresque c'est une alluvion fluviale. Ces deux façons de voir sont peut-être toutes deux exactes et le loess provient dans certains endroits de la première de ces causes et dans d'autres de la seconde. Il constitue une masse exempte de sable, mais cependant peu plastique qui se compose de débris minéraux broyés à Tétat de poussière, d'argile et de carbonate de calcium en proportion plus ou moins forte. Les couches supérieures notamment renferment toujours de gros rognons de calcaire, qui semblent avoir été séparés d'une solution de bicarbonate de chaux. La masse est criblée d'innombrables petits pores qui semblent

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indiquer rexisteocc d'une riche végétation au moment du dépôt du loess ;. car la présence de ces pores est difficile à expliquer autrement qu'en admettant qu'ils sont dus à des racines de plantes décomposées.

7. Glaise. — L'argile impure et renfermant beaucoup desable et d'oxyde de fer est désig-née sous le nom de glaise. Le plus souvent la glaise provient de la désagrégation de la marne ou du loess ; elle résulte parfois d'une lixiviation naturelle de la marne. C*est la matière première la plus employée pour la fabrication des briques et des tuiles.

Prélèvement des échantillons. — Pour examiner la qualité de l'argile fournie par un dépôt et juger de la valeur de celui-ci, on ne doit pas se borner à Tessai d'un seul échantillon prélevé en un point arbitraire. Les différentes couches superposées constituant un gisement d'argile possèdent presque toujours des propriétés différentes ; il est même fréquent que la composition d'une seule et même couche varie si on la suit dans une direction horizontale. L'essai d'un échantillon isolé ne peut donc avoir que la valeur d'une indication préliminaire. Pour porter un jugement en connaissance de cause sur les qualités et la valeur pratique d'un dépôt d'argile, on doit toujours entreprendre des sondages nombreux, qui permettent en même temps d'établir la quantité d*argile disponible. On répartit sur la totalité du terrain un réseau régulier de sondages, en poursuivant chaque trou de sonde jusqu'à ce qu'on rencontre le lit du gisement. On observe les propriétés des différentes couches, leur succession et leur puissance, en se basante la fois sur leur aspect et sur la sensation que produit la masse écrasée entre les doigts. On obtient ainsi des points de repère suffisants ; l'ensemble des résultats des sondages est consigné par écrit, en indiquant tous les chiffres obtenus. Ce n*est que lorsque ce travail est effectué qu'il est temps de procéder au prélèvement d'un échantillon déterminé pour l'analyse.

Comme il n'est pas rare que le sondage brise complètement les matières granuleuses renfermées dans l'argile et qu'en outre les échantillons prélevés à une assez grande profondeur sont souvent souillés par la chute de débris des couches supérieures, il n'est pas à recommander de se servir de la sonde pour le prélèvement des échantillons. Pour obtenir des échantillons réellement satisfaisants, il faut creuser des tranchées, dont le nombre varie suivant l'étendue du gisement d'argile et les indications des sondages. Le nombre de tranchées nécessaires est d*autant plus grand que les échantillons fournis par les sondages paraissent plus irrégaliers.

La meilleure largeur à donner aux tranchées est d'environ i mètre ; lenr longueur est basée sur la profondeur reconnue nécessaire par les sondages. Il est commode de donner aux tranchées une longueur égale à la profondeur qu'elles doivent avoir et de laisser à chaque mètre de profondeur un degré d*un mètre de largeur, de façon à obtenir finalement un escalier ayant autant de degrés que la tranchée a de mètres de profondeur. Ces degrés servent à la fois de place de travail et pour recevoir Targile extraite d'une plus grande profondeur. Sur les parois droites de la

tranchée, il est facile de recoanattre la puissance des diverses couches d*argileet leur direction. Il arrive souvent que les couches d'argile sont séparées les unes des autres par des dépôts de sable ou de pyrites. Un éboulement de la tranchée est facile à éviter dans les conditions de g^randcur indiquées, à l'aide d*un étajement convenable avec des poteaux et des planches.

Lorsque la tranchée est creusée, on procède comme il suit au prélèvement des échantillons: A l'aide d'une spatule, on découpe une bande de haut en l)as sur la paroi de la tranchée, puis on étale séparément les masses prélevées dans chaque couche sur une aire convenable. Les grosses mottes sont brisées ou découpées pour les amener à la grosseur d'une noix, sans broyer les pierres qu'elles peuvent renfermer. Les échantillons pris sur chaque couche sont ensuite mélangés et on en enveloppe à part lo kgr. Il est bon d indiquer chaque couche par un numéro d'ordre et chaque échantillon par une lettre ou un chiffre se rapportant aux indications du plan.

Avant de procéder à l'analyse proprement dite, on établit d'abord, par un essai préliminaire, si les divers échantillons présentent des différences assez grandes pour nécessiter un examen séparé. Le plus souvent, on trouve dans un dépôt d'argile des couches de môme valeur, bien qu'elles possèdent un aspect différent. Do petites quantités de matières organi- •ques qui disparaissent à la cuisson peuvent communiquera l'argile des nuances tellement différentes qu'un technicien expérimenté lui-même se demande s'il se trouve en présence d'argiles identiques.

Ceci est la marche à suivre lorsqu'il s'agit de prélever un échantillon sur un gisement d'argile. Le problème est beaucoup plus simple quand on se trouve en présence d'un échantillon venu du dehors. Dans la plupart des cas, il suffit alors de déterminer si l'argile est identique à celle qu'on a achetée autrefois ou si clic peut la remplacer. Dans ce cas, il n'est souvent pas nécessaire d'établir toutes les propriétés de l'argile, mais il suffit de déterminer celles qui importent pour sa destination, tellesquele point de fusion, la richesse en alumine, en sable, etc. Le prélèvement d'échantillon est alors beaucoup plus simple ; cependant, il serait complètement erroné d'employer pour l'analyse un fragment isolé, même si l'argile a été Icvigée et qu'il paraisse correspondre à la moyenne par son aspect. Il faut briser de petits fragments sur un nombre de morcoaux aussi grand que possible ou les couper à Taide d'un couteau bien propre, car l'argile absorbe très avidement l'oxyde de fer et le dosage de celui-ci serait complètement faussé. L'échantillon de plusieurs kilogrammes ainsi obtenu est séché, grossièrement pulvérisé par broyage dans un mortier en porcelaine, puis bien mélangé par pelletage à l'aide d'une cuiller. Il ne faut pas essayer d'opérer le mélange par agitation^ car on ne parviendrait, au contraire, qu'à séparer les parties les plus fines d'avec les autres. Ce gros échantillon est étendu sur une grande feuille de papier, puis on en prélève une portion sur toute l'épaisseur de la couche qu'il forme et non par dessus. Ce nouvel échantillon est broyé plus finement et traité comme le précédent. On continue ainsi jusqu'à ce qu'on ait obtenu finale»

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ment un échaotilloo de quelques centaines de gprammes, qui représente la moyenne réelle de Targ-ile à examiner.

Analyse. — L'essai de Targile est extrêmement variable suivant Tusag'e auquel elle doit être employée. L'analyse chimique complète est importante pour les arg-iles réfractaires, lorsqu'il s'agit d'établir le rapport existant entre la silice et l'alumine et de déterminer la quantité de fondants. Pour les argpiles destinées à la fabrication de porcelaine ou de faïence (kaolin) il est souvent intéressant de connaître leur composition chimique. Il en est de même pour Targ-ile destinée à la fabrication de produits chimiques, du sulfate d'alumine, par exemple. Par contre, il est complètement impossible de prévoir, à l'aidede l'analyse chimique, quelle sera la valeur de Targile pour la fabrication de briques, d'ustensiles quelconques, etc. 11 arrive très souvent que des arg'iles possédant la même composition chimique se comportent d'une façon complètement différente une fois qu'elles sont travaillées.

L'analyse rationnelle est d'une importance décisive pour la fabrication de la porcelaine et de la faïence, car il importe dans ces cas de maintenir un rapport déterminé entre la matière arg'ileuse, le quartz et le feldspath, la craie, etc.

L'analyse par lévigation, qui a pour but de classer les différentes parties de l'arg^ile suivant la grosseur de leurs grains, est importante lorsqu'il s'agit de la fabrication d'articles fins ; elle est souvent employée pour s'assurer qu'une argile livrée est identique à celle qui a été fournie antérieurement par le même gisement, car il arrive souvent que les différentes couches d'un seul et même gisement ne diffèrent que par la présence d'une plus ou moins grande quantité de sable.

Lorsqu'il s'agit de la fabrication de produits réfractai res, on nedoitpas se contenter des données de l'analyse chimique pour apprécier la résistance de l'argile aux températures très élevées. 11 faut toujours déterminer le point de fusion de l'argile et cela non en degrés centigrades, mais par comparaison avec des corps difficilement fusibles de composition connue.

Pour pouvoir apprécier la valeur d'une argile pour une fabrication déterminée : briques, poteries etc., les procédés d'essai qui viennent d'être cités ne sont pas utilisables. II est nécessaire de s'assurer des propriétés physiques de l'argile, en se rapprochant autant que possible des conditions de la fabrication industrielle. Dans ce cas, l'examen doit comprendre les essais suivants :

a Teneur en matières étrangères granuleuses ;

b) Influence nuisible de celles-ci ;

c) Teneur en sels sol u blés ;

d) Manière dont l'argile se comporte pendant la lévigation et le débourbage ;

é) Manière dont l'argile se comporte pendant la préparation et le moulage ; /) Manière dont se comportent les objets moulés pendant la dessiccation

et la cuisson à diverses températures, importance du retrait à la dessiccation et à la cuisson ;

g) Aspect des objets séchés et des briques d*essai cuites aux points de vue de la pureté, de leur couleur, du Fendillement et delà conservation de la forme primitive ;

h) Résistance des échantillons ;

i) Porosité ;

k) Pouvoir réfractaire.

Analyse chimique complète. — L'analyse chimique de Targile exige beaucoup de soins et de précautions, cardans certains cas une très petite quantité de matières étrang^éres peut occasionner une très notable modification des propriétés de i*argpile, notamment en ce qui concerne sa fusibilité et sa couleur de cuisson. Les réactifs employés et l'eau distillée renferment très souvent comme impuretés les substances contenues dans l'arg'ile ellemême ; il est par suite nécessaire de les soumettre à un essai judicieux en opérant sur des quantités pas trop faibles. S*il n*est pas possible de se procurer des réactifs plus purs, il ne reste plus qu'à doser les impuretés contenues dans ceux dont on dispose et à opérer avec des quantités connues, de façon à pouvoir faire subir aux résultats analytiques la correction nécessaire. Sous ce rapport, le carbonate de sodium employé pour la désag'rég'ation doit être l'objet d*une attention particulière, car il contient souvent de petites quantités de silice, d'alumine et aussi de chaux. L'emploi d*ustensiles en verre et en porcelaine occasionne également des difficultés, car ils ne sont jamais complètement inattaquables et .se composent précisément des mêmes éléments que l'argile à examiner. Toutes les fois que cela est possible, on ne doit employer que des récipients en platine. L'évaporation de solutions alcalines ne doit jamais se faire dans des vases en verre; tout au moins, la solution doit être acidulée avant d'être concentrée. Si une matière étrangère ne se trouve qu*en très petites quantités, il n'est pas exact de l'indiquer sous le nom de traces. Lorsque la quantité de substance soumise à Tanalyse est faible, cette trace peut avoir une influence sensible sur les propriétés de Targile. Par suite, on doit toujours opérer sur des quantités assez grandes pour permettre encore le dosage pondéral des matières étrangères dont la quantité est la plus faible.

Pour effectuer l'analyse, on pulvérise le plus finement possible une petite fraction de l'échantillon moyen. On s'assure que la finesse atteinte est suffisante par tamisage sur un tamis de 5.ooo mailles au centimètre carré. Certains grains minéraux, la pyrite en particulier, opposent parfois une grande résistance à Técrasement et peuvent facilement passer inaperçus, si l'on néglige le tamisage. L'échantillon est séché à 110-120^ pondant deux heures au moins, jusqu'à poids constant, puis conservé dans un flacon bien bouché.

Silice. — Dans un creuset de platine, on mélange soigneusement i gr. d'argile desséchée avec 2 à 3 gr. de carbonate sodiqueou sodico- potassique. Le creuset est ensuite chaufl'é avec précaution sur un bec de Bunsen,

jusqu*à ce qa*il ne se dégage plus d*acîde carbonique et que la masse soit en fusion tranquille. Un chaufTafi^e trop fort sur le chalumeau est à éviter car il entratnc la formation de silicates doubles difficilement décomposables et dont la dissolution ultérieure est pénible. Lorsque Targ'ile est très riche en alumine, on obtient par fusion une masse visqueuse, dans le cas contraire une masse fluide. La masse fondue contenue dans le creuset est introduite dans une capsule de platine et dissoute ou ramollie par Teau, en chauffant au bain*maric s'il est nécessaire. La capsule étant recouverte d'un verre de montre, on ajoute peu à peu de l'acide chlorhydrique, jusqu'à ce que le dég'agement d'acide carbonique ait cessé et qu*il se soit formé une solution claire. Si la désagrégation a été incomplète, il reste un résidu plus ou moins sableux ; dans ce cas, il faut recommencer la désagrégation sur une nouvelle prise d'essai. Par contre, les flocons de silice qui peuvent se séparer pendant la dissolution n'ont aucune influence sur le résultat. La solution est ensuite évaporée au bain-marie et le résidu est chauffé à i3o-i5o® à l'étuve, pendant deux heures, jusqu'à ce que l'odeur diacide chlorhydrique ne soit plus perceptible. Si Ton néglige cette dessiccation à haute température, des quantités considérables de silice peuvent passer dans la liqueur filtrée, où elles seront ensuite dosées comme alumine. La masse sèche est alors humectée d'acide chlorhydrique concentré et chauffée une heure au bain-marie, recouverte d'un verre de montre. Après dilution avec de l'eau chaude, on décante, on fait bouillir la silice avec de l'acide chlorhydrique et on dilue de nouveau ; la silice est ensuite filtrée et lavée à l'eau chaude acidulée par Tacide chlorhydrique. Le filtre contenant la silice est introduit encore humide dans un creuset de platine ; on chauffe d'abord lentement et avec précaution jusqu'à ce que le papier soit carbonisé, puis plus fortement jusqu'à ce que la silice soit devenue d'un blanc parfait et ensuite au chalumeau jusqu'à poids constant. On obtient ainsi l'ensemble de la silice et de l'acide titanique.

11 est à remarquer que la silice ainsi obtenue renferme souvent encore de petites quantités d'alumine, tandis que la liqueur filtrée contient encore an peu de silice. Pour déterminer l'acide titanique qui peut ôtrc présent et l'alumine, on humecte la silice contenue dans le creuset de platine avec quelques gouttes d'acide sulfurique concentré et un peu d'acide fluorhydrique pur. Après évaporation et calcina tion, l'acide titanique et 1 alumine restent sous forme d'un résidu généralement très faible et peuvent être pesés et calculés. On peut s'assurer de la présence du titane par la coloration violette qu'il communique à une perle de sel de phosphore, en flamme réductrice ; un autre indice très commode est la coloration bleue que prennent les dernières traces d'acide sulfurique avant leur évaporation. Si cette coloration ne se manifeste pas, le faible résidu est à calculer comme alumine. Si la coloration bleue, bien que faible, permet de conclure à la présence d'acide titanique, on fond le résidu obtenu avec du bisulfate de potassium, on dissout la masse dans l'eau froide ^ on filtre s'il est nécessaire, puis on conserve la liqueur filtrée pour la réunir ullérieurcment à la partie principaL^ de Tacide titanique. L'expérience

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apprend qu'ordinairement une partie de l'acide titaniquese précipite avec la silice, tandis que la majeure partie reste avec Talumine. La présence de Tacide titanique dans l'argile n*est pas du tout rare ; dans la plupaK des cas, ce dosage n'est pas effectué comme étant trop compliqué. Cette façon de faire n'est acceptable que lorsqu'il s*agitde très petites quantités. Si la quantité est un peu considérable (i p. looet même plus), l'acide titanique agit très nettement comme un fondant sur les argiles réfractaires.

Acide titanique, — Si Targile contient assez d'acide titanique pour que son dosage paraisse nécessaire, on introduit la liqueur filtrée séparée de la silice dans une solution chaude de potasse (pas l'inverse), ce qui a pour effet de précipiter l'oxyde de fer et l'acide titanique, tandis que l'alumine reste en dissolution. Le précipité bien lavé est dissous dans l'acide sulfuriqueet la solution est fortement diluée. La solution, filtrée s'il est nécessaire, est ensuite additionnée d'ammoniaque, jusqu'à ce qu'elle soit presque neutre» mais cependant pas tout à fait. On ajoute alors de l'acide sulfureux cton fait bouillir longtemps le liquide en y faisant passer un courant de gaz carbonique et en remplaçant l'eau évaporée ; l'acide titanique se précipite à l'état de poudre fine. En opérant de cette façon, la filtration de l'actde titanique ne pt*ésente aucune difficulté, à la seule condition d'employer un p^j^ier à filtres aussi serré que possible, tandis que l'acide titanique précipité d» ses solutions chlorhydriques ne filtre presque jamais clair. La liqueur flllrè^ est mise à bouillir à plusieurs reprises pour s'assurer qu'elles ne renferme plus d'acide titanique. L'acide titanique précipité renfermant souvent encore un peu de fer, il est nécessaire de le redissoudre dans l'acide sulfurique et de le précipiter à nouveau par ébullition de la solution presque neutralisée et fortemenl diluée. L'acide titanique calciné retient facilement un peu d'acide sttlfurique; il est par suite bon de lui ajouter un peu de carbonate d'ammonium et de le calciner de nouveau. Comme cet acide est un peu hygroscopique, il Haut le peser aussi rapidement que possible.

Alumine. — Comme le lavage de grandes quantités d'alumine est difficile, il est bon de n'employer pour ce dosage qu'une partie de la liqueur séparée de la silice. Lorsque le dosage de l'acide titanique n'est pas nécessaire, on amène cette liqueur à 5oocm*, on la mélange bien, puis on prélève aoo cm* pour le dosage total du fer et de l'alumine. La solution étant oxydée par quelques gouttes d'acide azotique, on précipite à chaud l'oxyde de fer et l'alumine par un faible excès d'ammoniaque exempte d'acide carbonique, puis on filtre. Il faut éviter de faire bouillir après la précipitation. Le précipité qui retient toujours un peu d'alcalis est redissous dans l'acide chlorhydrique dilué, puis précipité à nouveau par l'ammoniaque, filtré après repos et lavé à l'eau ammoniacale chaude avec un soin extrême. Après calcination jusqu'à poids constant, on obtient le total APO' -|- Fe'^O'. La masse pesée est bien humectée d'acides sulfurique et fluorhydrique, chauffée lentement et avec précaution et finalement calcinée fortement au chalumeau. Une perte de poids éventuelle proviendrait de la volatilisation de la silice entraînée par l'alumine.

i^BODÛiTS c^MaiéiqObs i^

Dans Id cas où le dosa^ de l'acide titanique a été reconaa nécessaire, la solution d'alumine dans la lessive de potasse est amenée à 5oo cm* comme tout à l'heure. On prélève 200 cm*, que Ton dilue au moyen d'un égal volume d'eau, puis on acidulé par Tacide chlorhydrique et on précipite l'alumine de la même façon. On obtient dans ce cas l'alumine sans oxyde de fer.

Oxyde de fer, — Si l'acide titanique n'a pas été dosé, on peut employer pour doser le fer, 200 cm* de la liqueur séparée de la silice. Par contre, si l'acide titanique a été dosé» il est nécessaire de faire une désag^régation spéciale pour le dosag^e du fer* Cette façon d'opérer est encore à recommander lorsqu'on se dispense du dosage de Tacide titanique, car le chauffage de la silice à i3o*i5oo entraîne facilement la perte d*aa peu de chlorure de fer par volatilisation. Si l'on veut doser Toxyde de fer à l'aide du permanganate, on emploie l'acide sulfurique au lieu de l'acide chlor-* hydrique pour la dissolution de la masse fondue. Le dosage lui-môme s'effectue soit au moyen du permanganate, soit à l'aide de l'iode et de l'hyposulfite. Dans le premier cas, il est nécessaire, si Ton est en présence d'une solution cfalorhydriqaet de commeocer par la transformer en solu-» tion sulfurique. Pour cela, la solution est additionnée de phosphate de soade et le fer est précipité par l'ammoniaque à l'état de phosphate. Le résidu est dissous après lavage dans l'acide snifurique dilué. La solution est additionnée de permanganate jusqu'à coloration rouge permanente puis chauffée longuement. Lorsque la coloration ne disparaît plus par ébuUition, on est assuré que les matières organiques oxydables sont complètement détruites. La solution est réduite par le zinc en présence de platine puis titrée à l'aide d'une liqueur de permanganate telle que i cm* corresponde à environ i milligramme d'oxyde de fer. La quantité d'oxyde de fer ainsi obtenue, retranchée du total Fe^O'^- Al'O^ donne l'alumine.

Certains chimistes préfèrent titrer le fer par le procédé à l'iode. On ajoute de l'ammoniaque à 200 cm' de liqueur filtrée de la silice pour précipiter le fer et l'alumine. Le précipité est dissous dans l'acide chlorhydrique sans le filtrer, mais en évitant un trop grand excès d'acide. La solution est iotroduite dans un flacon avec quelques cristaux d'iodure de potassium pais le flacon bien bouché est chauffé pendant une demi-heure au bainmarie. Après refroidissement, on ajoute de l'empois d'amidon, puis on titre l'iode libre par l'hyposolfite centinorroai; 10 cm' de cette liqueur correspondent k o gr. 008 d'oxyde de fer.

Oxyde de manganèse* — La présence de faibles traces de manganèse dans l'argile n'est pas très rare, mais sa quantité est presque toujours si faible que sa séparation d'avec le fer est sans intérêt pratique. Cependant si an essai préliminaire où la coloration verte très intense de la masse fou* due ont montré la présence d'une quantité un peu importante de manganèse, il faut en tenir compte lors de la précipitation de 1 alumine et du fer. La méthode la plus simple est celle dite à l'acétate ' : la solution neutralisée

* Aotft-PiKXSKui, Quant. Analyse, p. 101 ; FaéssKius, Analyse qaanlitaiiue, 6* édit, frtiçûs^ trad* par L. GautibBi p. 5o9.

96 CBAPITRE XX

est additionnée d*acétate de soude ou d*aininoniaque et mise à bouillir pendant lon^emps. Le fer et l'alumine se précipitent à Tétat d*acétates basiques, tandis que Toxyde de mang'anèse reste en dissolution. Le précipité est redissous dans Tacide chlorhydrique et la solution est traitée comme il a été dit pour le dosag^e de l'alumine. Dans la liqueur filtrée, on précipite le manganèse à Tétat de peroxyde, àTaide de l'eau de brome ou de Teau oxygcénée.

Chaux» — La liqueur séparée du précipité de fer et d'alumine est évaporée à un faible volume, puis précipitée à chaud par Toxalate d'ammonium. On filtre après quelques heures de repos et on pèse le précipité après une forte calcination à l'état de chaux CaO. La calcination doit être continuée jusqu'à poids constant.

Magnésie. — La liqueur séparée de Toxalate de calcium est additionnée d'ammoniaque, après avoir été réduite du tiers de son volume, puis la mag-nésie est précipitée par le phosphate de soude à Tétat de phosphate ammoniaco-magpnésien. Au bout de !fi heures de repos, ce précipité est filtré, lavé à Teau ammoniaciale (i : 3), fortement calciné dans un creuset de porcelaine et pesé comme Mg''P'0''. (Pour des indications plus détaillées, voir à Tanalysc de la chaux, p. 5.)

Alcalis. — Pour le dosag'e des alcalis, il est bon d'employer une plus grande quantité d'arg'ile, 5 g'r. environ. L'arg'ile est humectée avec lo cm' d*acide chlorhydrique dans une capsule en platine assez g'rande, additionnée ensuite de 20 cm' d'acide fluorhydrique pur et bien mélangée. Lorsque le mélange a été abandonné pendant 6 heures au moins à la température ordinaire, on ajoute 4 cm' d'acide sulfurique concentré et on chauffe la capsule avec précaution pour éviter les projections. On prolonidCe le chaufiag'c jusqu'à évaporation complète de tout l'acide sulfurique et jusqu'à dessiccation du résidu. Le résidu refroidi est humecté d'ammoniaque, puis bien mélang'é ; on ajoute alors 10 cm* d'acide chlorhydrique et on dilue la solution tout en la chauffant. Après une nouvelle addition d'un gpramme d'acide oxalique cristallisé et de ao cm' d'ammoniaque, on chauffe le tout à une douce ébullition. Ce procédé produit la volatilisation de la silice et la précipitation de l'alumine, de l'oxyde de fer et de la chaux, si bien que la solution ne renferme plus que la mag'nésie et les alcalis. Pour éviter la filtration et le lavage du résidu, on fait passer tout le contenu de la capsule dans un ballon d'un litre muni d'un robinet à sa partie inférieure (voir p. 27, fig*. 8). Après ajustag'e au trait et bonne agitation, on attend que le précipité se soit complètement déposé, puis on filtre 5oo cm* de solution claire dans un ballon de 5oo cm'. Ces 5oo cm' sont évaporés au bain-marie, le résidu est séché tout en remuant, puis chauffé au rouge faible pour chasser les sels ammoniacaux. Les sels fixes sont dissous dans 20 cm' d'eau environ, la solution est concentrée à 5 cm3, puis on ajoute i gr. d'oxyde de mercure en suspension dans l'eau, et on évapore à sec, ce qui provoque la séparation de la magnésie. L'oxyde de mercure est ensuite chassé par calcination, le résidu est repris par un peu dVau et la solution est filtrée sur un petit filtre dans une petite

PHOOUlTS CÈRABIIQUES 97

capsule en platine tarée. Après évaporatioQ de Teau et uoe lég'ère calcination, oq obtient les alcalis à Tétat de sulfates; on calcule le poids d'alcalis correspondant.

La potasse prédomine dans la plupart des argiles, tandis que la soude n'y existe qu'en très faible quantité. Dans la plupart des cas, on se contente, par suite, surtout lorsque la proportion des alcalis est faible, d'en primer le tout sous forme de potasse. Pour les analyses très exactes ou lorsque la quantité des alcalis est g'rande, la séparation de la soude et de la potasse ne peut être négpli|^ée. Dans ce but, on dissout les sulfates alcalins dans l'aeide chlorhydrique étendu et on ajoute une quantité de chlorure de platine suffisante pour transformer la totalité des alcalis eu sels doubles. Le mélang'c est évaporé presque à sec dans une capsule de porcelaine, ce qui provoque la séparation du chlorure double de platine et de potassium. Le résidu épaissi est repris par un mélange de trois parties d'alcool et d'une partie d*éther, qui dissout le sel de sodium mais non celui de potassium. Le précipité est alors filtré, lavé avec le mélange éther-alcool et faiblement calciné dans un creuset de Rose traversé par un courant d'hydrogène. Il y a réduction et séparation de platine métallique ; on dissout le chlorure de potassium par Teau, puis on pèse le platine métallique après calcination. On calcule le poids du sulfate de potassium correspondant à celui du platine et, par soustraction du premier résultat, on obtient les quantités respectives de potasse et de soude.

Cette méthode a été récemment modifiée comme il suit : On dissout le chlorure double de platine et de potassium dans un peu d*eau chaude, puis on Févapore à sec au bain-marie dans une capsule de platine tarée, après addition de quelques gouttes d'acide formique. Le platine se sépare à Tétat métallique et adhère si fortement à la capsule que le lavage des sels restants est très facile. En procédant ainsi, on évite la calcination dans le courant d'hydrogène, ainsi que la précipitation préalable de l'acide sulfnrique, car le lavage du platine métallique ne présente aucune difficulté. 11 n'est même pas nécessaire d'évaporer une seule fois complètement à sec. La séparation du platine est terminée dès que le liquide ne présente plus la moindre trace de coloration jaune. Le lavage s'etfectuc encore plus facilement et plus commodément que lorsqu'on évapore complètement à sec. ^

Si la quantité d'alcalis est très considérable, il est convenable de précipiter Tacide sulfurique par le chlorure de baryum ajouté en excès aussi faible que possible, avant de séparer la potasse de la soude.

Perte à la calcination, — La détermination de la perte à la calcination permet de s'assurer de l'exactitude de l'analyse complète. Pour une analyse d'argile bien conduite, la somme des déterminations doit être un peu supérieure à loo, mais très peu. La perte à la calcination n'est généralement causée que par l'eau chimiquement combinée. Parfois aussi les matières organiques ou charbonneuses et, pour certaines argiles, l'acide carbonique contribuent à l'accroître.

J. PosT. — Analyte chimique, a* édit. fr., t. II. 7

Acide carbonique, — Si [refFervescence de Targlle sous l'action de Tacide chlorhydrique a montré la présence de carbonate de chaux ou de magnésie, il est nécessaire de doser Tacide carbonique comme il a été décrit pages 8 et i4f au sujet de la chaux. On se sert de préférence des appareils de Baur ou de Dietrich-Frûhling, bien que les résultats fournis par l'appareil de Gbisslbr ou le tube à potasse de Libbig soient plus exacts.

Sels solubles. — Gomme sels solubles, les argiles ne renferment presque jamais que des sulfates ; les chlorures sont très rares. Ces sels solubles sont nuisibles en ce sens qu'ils cristallisent sur les murs construits en briques et forment des efflorescences, que l'on désigne généralement mais à tort sous le nom de salpêtre. De très petites quantités de sels (0,01 p. 100) suffisent pour produire ces efflorescences. Pour transformer les sels solubles en sels insolubles, on ajoute un sel de barj^te à Targile pendant le travail, ordinairement du carbonate de baryum. Par suite, le dosage des sels solubles n*a généralement pour but que de déterminer la quantité d'acide sulfurique dissoute lors du traitement de l'argile par l'eau, aHn de pouvoir calculer la proportion de baryte à ajouter. La méthode abrégée suivante a fourni de bons résultats dans ce cas :

On agite avec de l'eau pendant longtemps et à chaud 186 gr. d'argile séchée et pul-vérisée. La masse est introduite dans un ballon d'un litre, ajustée au trait et abandonnée au repos jusqu'à ce que la majeure partie de l'argile se soit déposée. On se sert aussi avec avantage dans ce cas du ballon à robinet représenté par la figure 8 (p. 27). Il n'est pas nécessaire d'attendre que le liquide surnageant soit parfaitement clair, ni de le filtrer. On prélève ensuite exactement 5oo cm' par le robinet du ballon. Cette quantité correspond exactement à 100 gr. d'argile employée ; si l'on tient compte du volume occupé par l'argile et qu'on suppose sa densité égale à a, 6. Les 5oo cm' sontadditionnés d'acide chlorhydrique, concentrés àua faible volume par ébuUition prolongée et précipités par Tammoniaque. Le précipité se dépose bien et rapidement. Après filtration, on acidulé de nouveau par l'acide chlorhydrique, puis on précipite l'acide sulfurique par le chlorure de baryum *.

L'expérience a montré que tous les sulfates ne donnent pas lieu dans la môme proportion à la formation d 'efflorescences ; les dépôts de sels se composent surtout de sulfates de magnésium et de sodium, parfois aussi d'un peu de sulfate de potassium. Le sulfate de calcium donne lieu parfois à des colorations défectueuses lors de la cuisson, mais il ne produit jamais les efflorescences cristallines. Par suite, si l'on veut déterminer en toute certitude si les briques donneront ou ne donneront pas lieu à ces efflorescences, il est nécessaire de doser les sels solubles de magnésium, de sodium et de potassium. On procède alors comme il suit :

On traite par l'eau chaude 186 gr. d'argile séchée et pulvérisée, on fait passer la masse dans un ballon à robinet, puis on Tabandonne au repos.

' Ross FiiNKEKEH, loc. Cit., p. 4^0 ; Faés£I«ius, loc. cit., p. 329.

phODUItS CERAMIQUES 99

Dans ce cas, il est nécessaire d'obtenir une liqueur filtrée claire. On laisse donc reposer le liquide jusqu'à ce qu'il soit aussi clair que possisible ; si cela devait durer trop long'temps, on filtrerait 5oo cm^. Si la liqueur est encore trouble, quoique filtrée, on Tévapore à sec ; on chauffe modérément le résidu, puis on le reprend par Teau. Quand on a obtenu par ce moyen une liqueur parfaitement claire, on l'évaporé à un faible volume, on ajoute quelques gouttes d*acidesulfurlque étendu pour transformer les carbonates en sulfates, puis on précipite la chaux par Tacide oxalique, après avoir ajouté o gr. 5 environ d'acétate d'ammonium et un peu d'acide acétique. On fait passer le tout dans un ballon de 5o cm*, ou filtre /{ocm'aprés repos, on évapore dans une petite capsule de platine et on calcine faiblement pour chasser les sels ammoniacaux. On obtient ainsi le poids total des sulfates de mag'uésium, de potassium et de sodium correspondant à 80 g'r. d*arji<'ile. Si Ton veut séparer les différentes bases les unes des autres, on commence par doser la potasse comme il a été décrit p. 96. On dose la mag'nésie dans la liqueur filtrée et on calcule la soude par différence.

Analyse rationnelle. — Dans beaucoup de cas et notamment pour la composition des pâtes pour porcelaine et pour faïence, il importe beaucoup plus de connaître la composition minérale de Targ'ilc que sa composition chimique, c'est-à-dire les proportions respectives de substance argileuse, de quartz et de feldspath. La connaissance de ces proportions permet, en effet, de rcg-ler la composition du mélange constituant la pâte à porcelaine ou à faïence. La détermination de ces proportions n'est pas seulement nécessaire lorsqu'on veut remplacer une argile par une autre, mais encore à titre de contrôle, pour s'assurer de la constance de composition d'une argile extraite d'un même gisement. La séparation de la substance argi leuse d'avec le quartz et le feldspath repose sur ce que ces derniers ne sont pas attaqués par l'acide sulfurique chaud, tandis que l'argile est dissoute. L'analyse rationnelle s'effectue aujourd'hui comme il suit: On pèse dans une capsule en platine 4^5 gr. d'argile séchée à 1 20*^,00 ajoute 5o cm^ d'acide sulfurique concentré en agitant bien, puis on chauffe à feu nu la capsule couverte d'un verre de montre. Le chauffage est réglé dételle façon que la masse commence juste àémettre des vapeurs d'acide sulfurique ; il est prolongé dans ces conditions pendant une heure. Le procédé employé autrefois consistait à chauffer l'argile avec de l'acide sulfurique un peu dilué, jusqu'à ce qu'il se concentre et commence à fumer. Cette façon d'opérer est défectueuse, car on ne parvient pas à une décompo silion complète de la matière argileuse ;il est nécessaire de chauffer pendant au moins une heure à lajimite de l'évaporaliou. La substance argileuse est ainsi transformée en sulfate d'alumine et silice hydratée. Un chauffage plus prolongé a été reconnu inutile. On élimine ensuite la plus (grande partie du sulfate d'alumine par ébullition avec de l'acide chlorhydrique et décantation. Le résidu est neutralisé parla soude caustique puis mis à bouillir avec de la lessive de soude étendue (5o à 60 gr. de soude du commerce par litre d'eau) pour dissoudre la silice hydratée. Après décan-

tation, on fait bouillir le résidu avec de l'acide chlorhydrique, eu décantant après chaque traitement.

La silice amorphe ou hydratée provenant de la décomposition du silicate d*alumine est complètement dissoute par ces traitements, tandis que la silice existant à Tétat de quartz et le feldspath ne sont pas attaqués. Le résidu de quartz et de feldspath restant sur le filtre est bien lavé à l'acide chlorhydrique puis calciné et pesé. Pour déterminer la quantité de feldspath, on humecte le résidu avec de l'acide sulfurique étendu, puis on Tadditionne d'acide fluorhydrique ; après évaporation au bain-maric, l'acide sulfurique est chassé à une température modérée, le sulfate d'alumine est dissous par ébullition prolong'ée avec de l'acide chlorhydrique modérément dilué, puis Taluminc est dosée par double précipitation avec de l'ammoniaque. On calcule la proportion de feldspath contenue dans l'argile en tenant compte qu'une partie d'alumine correspond à 5,4i parties de feldspath. Le quartz s'obtient par différence.

Autant l'analyse rationnelle est importante lorsqu'il s'agit de kaolin et d'argile pure servant à la fabrication de la porcelaine et de la fiaïence, autant elle est peu propre k fournir un élément d'appréciation pour les argiles impures, telles que la terre à poteries ou à briques et la glaise. C'est une erreur complète et cependant fréquente de vouloir juger de la valeur d'une argile à briques d'après les résultats de l'analyse rationnelle. . Cette même méthode n'est pas non plus applicable à l'essai des argiles destinées à la fabrication de produits réfractaires.

Analyse mécanique ou par lévigation. — Si on ramollit de l'argile dans un peu d'eau et qu'on ajoute une grande quantité d'eau tout on remuant, on observe que les parties les plus grossières contenues dans l'argile restent au fond, tandis que les parties les plus fines demeurent en suspension. Lorsque Teau est abandonnée au repos, les différentes particules se déposent plus ou moins vite selon la grosseur de leurs grains et leur densité, si bien qu'on peut réaliser de cette façon une séparation des ' grains de grosseurs différentes. En se basant sur cette observation, on a cherché à réaliser une séparation de Targile en substance argileuse et sable. Quel que soit le degré de perfection auquel ce procédé soit porté, il ne saurait permettre de séparer les parties adhésives (substance argileuse) des parties amaigrissantes (débris de minéraux). Si l'on transforme une substance quelconque, le quartz par exemple, en poudre extrêmement fine et qu'on la mette en suspension dans l'eau, on trouvera qu'il reste aussi longtemps en suspension que le kaolin, par exemple. Malgré cela, les particules les plus fines séparées des plus grossières ne possèdent aucun pouvoir agglomérant une fois qu'elles sontséchées.

L'analyse mécanique ne saurait donc réaliser la séparation de la substance argileuse d'avec le sable ; ce but ne peut être atteint que par l'analyse rationnelle. Malgré cela, l'analyse mécanique est d'une grande importance pour l'appréciation de la valeur d'une argile, surtout si elle doit servir à la fabrication des poteries fines. En outre, des essaie de lévigation comparatifs constituent le moyen le plus commode pour

PRODUITS CERAMIQUBS |01

s'assurer de l'ideotilé de diverses couches d'un même (gisement d'ai^ile on pourcoDlrAlcr si des livraisoas difTércotes proveoaat d'un m^iuc d(!^pAt concordcDl ensemble. En effet, les diverses couches d'un mflme gisement ne diffèrent souvent que par une plus ou moins forte proportion de sahic.

Si l'on ne veut qu'établir la proportion de sable grossier, on se contentera de délaver l'arg'ile avec de l'eau et de la lavcrsur un tamis de dimensions appropriées. Pour l'argile à briques, on se sert avec avantage d'un tamis  900 mailles par centimètre carré; le résidu restant sur le tamis est constitué par des grains ayant o mm. 3 de

diamètre et plus. Le dcirré de Rnessi' ... , . ■ - ■

,,,,.. , . Fie. ;ii. — Appareil simple pour

correspondant à la lévigation du kao- l'anulyse méoniqiie de l'arçilc.

lin est Fourni par le tamis h 5. 000

mailles. Dans la plupart des cas, il ne suffit pas do séparer le sable grossier, il fautséparer les éléments plus fias en affile, sable arcrileux, sable impalpable et sable fin.

Procédé de léoigation le plan simple. — On peut effectuer un essai de lévigation sans dispositif spécial, mais il ne faut pas compter obtenir des résultats d'une grande exactitude.

Dans un récipient cylindrique de 10 cm. de diamètre et 20 cm. de hauteur, on introduit 200 gr. d'argile sèche grossièrement concassée, on ajoute assez d'eau pour la recouvrir, puis on la laisse se ramolir pendant quelques heures. On remplit alors le récipient jusqu'à un trait marqué auparavant cl correspondant à une contenance dun litre et demi, on agite bien la masse, puis nu bout de 5 minutes de repos on décante le liquide trouble surmontant le dépôt.

On se sert pour cela d'un siphon dont la petite branche est relevée à Fie. 5,. - Appareil à Icviçstion ^°° extrémité (fig. 5i). Le résidu

de Srhulj:e. restant dans le récipient est bien

écrasé entre les doigts pour briser toutes les parties agglomérées. On remplit de nouveau jusqu'au trait, on agite, on laisse reposer cinq minutes, puis on décante do nouveau le liquide trouble à l'aide du siphon. Ce traitement est répété jusqu'à ce qae l'eau ne soit plus sensiblement trouble au bout de cinq minutes de rrpos Le résidu est recueilli dans une capsule de porcelaine, séché au

baiD-marie, puis pesé. On le désagrège ensuite ^ntre les doî^ls et on lo s<^pare en parties plus fines et plu» grosses /i l'aide d'un tamis de goo mailles su centimètre carré.

Analyse par léoùjation suiuanl Schalte. — L'appareil k lévigation

Fig, 53, — Groupe de deux appareils dr SrliOnf.

de ScituLzE {fig-. Sa] se compose d'un verre ;'i cliampagne a de 7 cm. d'ouverture el 20 cm. environ de hauteur, surle bord duquel est mastiqué un aunedU en laiton, muni d'un tube d'écoulement b un pou recourbé par en bas. Dans ce verre plonge un tube h. entonnoir B de Ita cm. de lonifucur et

PRODUITE CÉBAMIQDBS t03

7 mm. de diamètre, i* tube se termine par une pointe de i mm. 5 (Je diamètre et il est maintenu par un support dans une position telle que l'écoulement s'ctTectuc quelques millimètres au-dessus du foud^du verre à Champagne- Le réservoir d'eau D contient au moins lo litres et porte un robinet (/.

Pour effectnor un essai, on délaye 3o gr, d'argile séchée à l'air dans looà i5o cm' d'eau, puis on fait bouillir le tout en agitant souvent et remplaçant l'eau évaporée. Après refroidissement, la masse est versée dans le verre a. Pour que l'ouverture du tube B ne se bouche pas, on fait couler de l'eau dans l'entonnoir pendant le remplissage. On règle l'écoulement d'eau en d de telle façon quel'entonnoir reste toujours à moitié plein. Les parties qui sont eiitrulnéos par le courant ayant cette vitesse coulent dans le gobelet de verre C On continue le lavage jusqu'à ce que l'eau qui s'écoule en b .soit claire. Le résidu restant dans le verre est recueilli dans une cap.sule en porcelaine, séché et pesé. La masse recueillie dans le gobelet de verre est abandonnée au repos pendant 6 heures au moins. LVau claire ou faiblement trouble est ensuite retirée à l'aide d'un siphon et le dépôt est réintroduit dans le verre a, à l'aide d'une fiole â jet, afin de recommencer la lévigation avec un courant d'eau moins rapide. L'écoulement de l'eau en d est réglé de telle Façon que le niveau de l'eau dans le tube à entonnoir soit supérieur de 5 ou (i centimètres à celui de l'eau dans le verre. A l'aide de cette si faible vitesse, les particules les plus fines sont seules entraînées en C. Dès que l'eau s'écoule claire de b, on recueille la niasse contenue en a dans une capsule en porcelaine, on la si'che et on la pèse (sable pulvérulent).

A l'aide de ce procédé, on sépare l'argile en trois parties : argile, sable argileux, sable grossier, sans que la grosseur des grains de chaque partie soit exactement définie. L'exactitude peut être suffisante pour beaucoup d'applications pratiques, elle n'est pas scientifiquement précise, car la vitesse du courant d'eau n'est pas la même dans toutes les parties du vase à lévigation. Si l'on veut obtenir des chif- e

rea réellement exacts et comparables, on doit se ser- FiR. ,14. — Entonnoir vir de l'appareil suivant. " lévigsiion de l'ap-

Appareil à léoigation de Sckône. — Le pro- ''"'''' ''" '''■''''"*■ bième de la réalisation d'un appareil à lévigation dans lequel l'eau ait la

104 CHAriTHB XX

même vitesse en tous les points et fournissant en même temps une mesure exacte de la vitesse de ce coiiranl d'eau a étc' résolu par l'appareil de ScHÔNE. Cet appareil est lui même un perfectionnement de celui de WAHNBr.HAFFE, Buquel on a ajouté un petit entonnoir à séparation, destiné à retenir les parties les plus grossières La fifi;ure 53 représente un l^roupe de deux appareils de Schune réunis sur un même bâti, tandis que les figures 54 et 55 représentent les parties principales de cet appareil à une plus grande échelle.

La partie principale de l'appareil de ScntiNE est l'entonnoir à Uvîgation de forme cj'linclro-coniquc [Gg. 54). H se compose d'un récipient en verre dont la partie rupérteurc BC doit être parfaitement cylindrique, elle se prolong'einférieurementpar un cône très alloD§:é, terminé par un tube courbé en demi cercle et relevi^ verticalement. Au dessus de la partie cylindrique, l'appareil se rétrécit et forme un col qui reçoit un bouchon de caoutchouc A, percé d'un trou. Ce trou livre passagre au tube pïézomëtriquo {Sg. 55), qui indique la vitesse du courant d'eau. Ce tube est recourbé deux fois à 45°, en y et en /T; au sommet de ce dernier angle est ménagée une ouverture d'écoulement ayant 1 mm. 5 de diamèlre.La vitesse de l'eau dans la partie cylindrique de l'entonnoir, qui est celle où la lévigatioD s'elTectue réellement, est indiquée par Fig. 55. — Tube piriomciriqiic. '* hauteur de la colonne

d'eau dans le tube piézométriquc. Un courant d'eau de vitesse déterminée correspond à une grosseur de ^rain parfaitement déterminée de la masse lévigce. Pour pouvoir atteindre de plus grandes vitesses, l'entonnoir principal est préci-dé d'un autre dont le diamètre de la partie cylindrique n'est que la moitié de celle du précédent, si bien que la vitesse de l'eau qui le parcourt e.st deux fois aussi grande que dans l'entonnoir principal.

PourelTectuer un essai de lévigalion, on emploie 4o gr. d'argile »échée à l'air et passée nu tamis de 900 mailles. L'échantillon pesé dans une capsule de porcelaine est recouvert d'eau additionnée d'un cm' environ de

PRODUITS CERAMIQUES 105

lessive de soude, ce qui produit une plus facile désagrégation des particoles d'argile. On fait ensuite bouillir le tout en agitant continuellement avec une baguette de verre, jusqu'à ce que les particules argileuses soient complètement désagrégées. La masse étant ainsi préparée pour la lévigation, on lave les bords de la capsule avec une fiole à jet, on laisse complètement refroidir, puis on décante le liquide qui surnage dans le grand entonnoir, sans entraîner le précipité, et le résidu granuleux dans le petit entonnoir.

Le tube piézométrique étant fixé sur le grand entonnoir et le col du petit entonnoir étant relié au tube vertical de Tautre,. comme l'indique la figure, on ouvre avec précaution le robinet d'écoulement. L'eau venant du réservoir supérieur traverse d'abord le petit entonnoir et entraîne dans l'autre les grains fins. En montant de nouveau dans le grand entonnoir, elle entraîne avec elle les particules les plus fines, pénètre dans le tube piézométrique et s'échappe en K. En même temps, il reste au dessus du point K une colonne d'eau plus ou mois haute suivant la rapidité du mouvement de l'eau. On règle l'écoulement de telle façon que le niveau dans le tube piézométrique corresponde à une vitesse de lévigation de o mm. 2 par seconde et on continue le lavage à cette vitesse, jusqu'à ce que l'eau qui s'écoule soit parfaitement claire. Il faut assez longtemps pour arriver à ce résultat, mais ceci ne présente aucun inconvénient, car l'appareil peut être abandonné pendant longtemps à lui-même, en ayant seulement soin de maintenir l'eau du réservoir toujours à peu près à la même hauteur. Ce n'est que lorsque le liquide s'écoule parfaitement clair qu'on augmente la vitesse en ouvrant davantage le robinet et qu'on recueille le liquide dans un nouveau récipient.

Si l'on convient de la vitesse du courant d'eau avec laquelle sont effectuées les diverses séparations, il est très facile à l'aide de l'appareil de Sgiiune d'effectuer toujours les analyses par lévigation dans les mômes conditions .

Pour la lévigation de l'argile dans l'appareil de Schone, on admet actuellement les limites suivantes :

1^ Les partie.s qui sont entraînées par un courant d'une vitesse de o mm. 2 à la seconde sont désignées sous le nom d'argile ; la grosseur maxima des grains doit être de o mm. 01 .

a^Les parties entraînées par une vitesse de courant de o mm. 7 par seconde sont désignées sous le nom de sable argileux. La grosseur des frrains ne doit pas dépasser o mm. 025.

3o Les parties entraînées par un courant de i mm. ,5 à la seconde sont désignées sous le nom de sable pulvérulent. Les grains peuvent avoir jusqu'à o mm. 04.

4* Ce qui reste dans l'entonnoir à lévigation est désigné sous le nom de sable fin ; son diamètre varie entre o,o4 et 0,2 mm.

Par lavage avec une vitesse de a mm. ou 2 mm. 5 à la seconde, on peut encore séparer le sable fin en trois parties de grosseurs ditFérentes. L'une d'elles est ce qui est entraîné à cette vitesse, l'autre ce qui reste dans le l^rand entonnoir et la troisième enfin ce qui reste dans le petit entonnoir.

Cette dernière est formée par les grains qui ne peuvent être entraînés par une vitesse de 4 ou 5 mm. D'après Sghône, pour entraîner tous les grains de grosseur inférieure à o mm. i, il faut obtenir une vitesse de 7 mm. par seconde. On ne peut y parvenir qu'en employant un tube pièzométrique un peu plus large, muni d'une ouverture plus grande. A Taide d'un tube piézométrique de 5 mm. de diamètre portant une ouverture d'écoulement de 3 mm. 5 environ, Warnschaffe a pu augmenter la vitesse dans le petit entonnoir jusqu'à 25 mm., ce qui permet de classer par lévigation les grainsdont la grosseur est comprise entre omm. aeto mm. i.

5^ Sous le nom de sable grossier, on désigne ce qui reste au lavage sur le tamis de 900 mailles. Grosseur o mm. 2 et au dessus.

La hauteur de la colonne d'eau dans le piézomètre correspondant à une vitesse de lévigation déterminée n'est pas exactement la môme dans tous les appareils, car il n'est pas possible de donner toujours la même dimension et la môme forme à la petite ouverture d'écoulement K. La section de la partie cylindrique de l'entonnoir à lévigation n'est pas non plus toujours la même. Avant de se servir d'un appareil, il est donc nécessaire de déterminer une fois pour toutes quelles hauteurs d'eau correspondent à des vitesses déterminées. On procède pour cela de la façon suivante :

Pour déterminer la section exacte de la partie cylindrique de l'entonnoir à lévigation, on colle deux bandes de papier horizontalement, à une distance exactement connue, i o cm ., par exemple, sur la partie cylindrique. On verse alors de Teau dans l'entonnoir jusqu'à ce que le ménisque inférieur du liquide coïncide avec le bord supérieur de la bande de papier la plus haute. On ferme alors le robinet, puis avec une pipette on enlève de Teau jusqu'au bord supérieur de la seconde bande de papier et on recueille cette eau dans un récipient exactement gradué. Si l'on veut effectuer cette opération avant que l'appareil ne soit complètement monté, on remplit entièrement l'entonnoir avec de l'eau, on ferme le tube étroit avec un bouchon sans la!.9ser aucune bulle d'air au dessous, puis on enlève l'excès d'eau contenu dans l'entonnoir à l'aide d'une pipette. Connaissant le volume d'eau recueilli et la distance des bandes de papier, il est facile de calculer la section de la chambre à lévigation ; elle est généralement voisine de 20 centimètres carrés. On détermine de la même façon la section du petit entonnoir.

Le reste du calcul est basé sur la loi théorique d'écoulement des liquides, d*après laquelle pour une seule et même ouverture les quantitées écoulées sont proportionnelles à la racine carrée de la hauteur représentant la pression. Si l'on désigne par hi et ht la hauteur de la colonne d'eau existant dans le piézomètre au cours de deusc essais et par nii et nu les quan» tités d'eau écoulées en un même laps de temps, on a théoriquement :

ou

A, : ht = mi* : m,".

Dans le cas présent, la loi n'est pas exactement applicable ; une modification est nécessaire} par ce que le niveau de la colonne d'eati dans le

PRODUITS CliRAMIQUES 10?

piézomètre est un peu élevé d'une part par l'attraction capillaire du tube étroit et de Tautre par la résistance de frottement opposée par la petite ouverture au passa^ de Teau. Cette élévation de niveau, que nous désig'nerons par Kj étant constante pour un même appareil, quelle que soit la pression de l'eau, mais variable d'un appareil à Tautre, il importe de la déterminer expérimentalement.

Pour trouver la hauteur d*cau correspondant à la loi d'écoulement des liquides, il faut retrancher la grandeur A" de la hauteur observée L'équation précédente devient donc :

A| — K : A, — K = nii^ : mi*.

Pour déterminer la /jcrandcur j/T, deux expériences suffisent. On fait ècualer exactement un litre d*eau une fois avec la plus faible pression possible, une autre fois avec la plus forte pression que Ton puisse réaliser et Ton note dans lesdeuxcas le nombre de secondes nécessaires.

Supposons qu*on ait constaté qu'un litre d'eau s'écoule en 855 secondes sous 53 mm. 5 de pression et en 220 secondes sous 689 mm. de pression. Dans le premier cas, il s'est donc écoulé 1,17 cm' et dans le second 4.54 cm' par seconde. L*équation devient donc :

53,5 — Kl 689— /r= i,i7« : 4,54* 1,17'. X 689 - 1, 1 7« */r= 4,54» X 53,5 -4,54» A' /ir= 8 mm. 3.

On possède alors le moyen de calculer le niveau auquel l'eau doit s'élever dans le piézomélre pour que la vitesse du courant d'eau atteigne une valeur donnée. Si la vitesse de lévig'alion doit atteindre, par exemple, o mm. 2 par seconde et que la section de la chambre à lévigation ait 2 1 cm* 75, il doit s'écouler 0,02 X 2 1 ,70 = o,435 cm» par seconde. Si nous introduisons ce chiffre, en même temps que les chiffres du premier essai dans Téquation fondamentale et si nous désignons par x la hauteur de pression cherchée, nous avons l'équation :

(- - »-^ - ''■'.Ts^"^' - ».''«

a; = i4 mm. 5.

On calcule de la même façon les hauteurs correspondant aux vitesses de o mm. 7, I mm. 5, 2 mm. et 2 mm. 5 par seconde et on inscrit les résultats sur un petit tableau fixé au support de l'appareil, de façon à les avoir toujours sous les yeux Les vitesses de lévigation correspondantes pour le petit entonnoir s'obtiennent par un simple calcul, en tenant compte de ce que les vitesses sont inversement proportionnelles aux secti ons

Certains préfèrent déterminer par l'expérience, au lieu du calcul, les hauteurs d*eau correspondant à des vitesses déterminées. Pour cela, on commence par mesurer la section du cylindre à lévigation, en procédant «omme il a été dit, puis on calcule la quantité d'eau qui doit s'écouler en

108 GHAPITBE XX

une seconde pour que la vitesse d'écoulement que l'on désire soit atteinte. On règle Tëcoulemcnt de façon que la hauteur corresponde approximativement à la vitesse désirée, puis on détermine le temps nécessaire pour l'écoulement d'un litre d'eau (ou de loo cm»), si la vitesse est très faible et on calcule, d'après cela, la quantité d*eau écoulée en une seconde. Si celle-ci est trop gi ande ou trop petite, on recommence avec une pression plus petite ou plus grande, jusqu'à ce qu'on soit arrivé à la quantité d'eau désirée.

Lorsque la vitesse de lévigation est très faible, l'eau ne s'écoule plus d'une façon continue, mais seulement goutte à goutte ; la colonne d'eau du piézomètre ne s'arrête pas à un point fixe, mais elle s'élève et s'abaisse à chaque goutte. Dans ce cas, on prend comme niveau le point le plus bas auquel la colonne s'arrête à chaque goutte.

Détermination du point de fusion. — La détermination de la fusibilité des argiles présente une difficulté en ce sens que l'argile appartient au groupe des corps qui ne possèdent pas un point de fusion déterminé, au point de vue physique proprement dit. L'expression de détermination du point de fusion n'est donc pas rigoureusement exacte, mais on la conserve cependant en raison de sa brièveté.

Pour les corps constitués par un mélange, l'état d'agrégation momentané n'est pas seulement une fonction de la température du moment ; il dépend également de la durée des périodes antérieures de chauffage ou de refroidissement. Les argiles possèdent d'une façon très marquée cette propriétés commune a tous les corps constitués par un mélange et leur plus ou moins grande fusibilité dépend avant tout de la quantité de corps étrangers qui y sont mélangés. Les réactions chimiques sur lesquelles repose la fusion de l'argile n'exigent pas seulement une certaine température, mais aussi un certain temps et ce temps dépend lui môme de la température, en ce sens qu'une température plus élevée accélère la marche des réactions en question Par suite, la fusion d'un argile ne s'effectue nullement toujours à la même température; elle est influencée par toute une série de circonstances accessoires, telles que la grosseur de l'échantillon, la grandeur et le mode de construction du four d'essai, la durée de Tessai, l'élévation plus ou moins rapide de la température. Toutes ces circonstances modifient le résultat final. On ne peut donc jamais dire, comme on le fait pour un métal, que la température de fusion d'une argile est de 1700°, mais on peut seulement dire : dans telles conditions expérimentales Téchantillons d'argile fond, dans le cas présent, à 1700^ Dans d'autres circonstances et notamment si le chauffage avait été prolongé pendant plus longtemps, la fusion se serait produite à une température notablement plus basse. Par suite, l'emploi de pyromètres pour déterminer la fusibilité de l'argile est complètement exclu ; tous les chiffres que l'on obtiendrait ainsi seraient sans valeur.

On a proposé aussi plusieurs méthodes pour arriver à exprimer le degré de fusibilité des argiles. Richters et Bischof additionnaient l'argile k essayer des quantités variables de silice ou d'alumine, afin'de déterminer

PROHUITS CERAMIQUES 109

la proportion qui est nécessaire pour amener J'argile au même deg^ré de fusibilité qu'une arg'ilc normale. Ce procédé est complètement abandonné. BiscnoF Ta perfectionné en adoptant sept argiles types servant de point de comparaison et permettant de dire, par exemple, la fusibilité de l'argile essayée est intermédiaire entre celles des argiles types n® 3 et 4* Mais l'inconvénient qui s*oppose à l'emploi général de ces argiles types, c'est la difficulté qu'il y a de se les procurer partout en quantités convenables et d'être certain qu'elles restent toujours identiques à elles-mêmes.

Une échelle de points de comparaison pour la détermination de la fusibilité des argiles présentant le grand avantage d'être accessible à tous et parfaitement définie est fournie par les cônes de Seger. Ce sont des mélanges minéraux qui se comportent exactement comme l'argile en ce qui concerne TinOuence des circonstances accessoires et notamment du temps sur leur fusion. Ils conviennent par suite pour la détermination du point de fusion des mélanges analogues les plus divers et notamment des scories. Les cônes de Seger ne sont pas seulement d'une grande importance pour l'industrie céramique, aussi dirons-nous ici en même temps tout ce qui les concerne, alors même que cela ne se rapporterait pas directement à la détermination de la fusibilité de l'argile.

Les cônes de Seger sont des pyramides tronquées à base triangulaire ayant 6 centimètres de hauteur. Ils sont constitués par une série de mélanges de silicates de composition déterminée et de moins en moins fusibles. Ils servent à observer la progression de la chaleur dans les fours et les foyers, ainsi que pour déterminer la fusibilité des argiles et des autres corps constitués par des mélanges. Les mélanges servant à la confection des cônes de Seger sont choisis de telle façon que la différence de fusibilité séparant deux cônes successifs soit toujours à peu près constante. A partir du cône n° 4» les éléments sont les mêmes que ceux des glaçures à porcelaine, c'est-à-dire le feldspath, le carbonate de chaux, le quartz et le kaolin à peu près chimiquement purs. Pour obtenir des mélanges un peu plus fusibles, Seger ajoute de l'oxyde de fer aux mélanges les plus fusibles obtenus à l'aide des substances précédentes ; il obtient ainsi les cônes n^^ 3, 2 et i. Pour des températures plus basses, Craemer introduit l'acide borique, sous forme d'un verre, en quantités croissantes dans les plus fusibles des mélanges précédents ; il obtient aiûsi des cônes plus fusibles qui ont été désignés par les n<)s 01 à 010, pour ne pas être obligé de modifier la désignation des premiers cônes de Sëceb. Enfin, pour réaliser des cônes encore plus fusibles^ Hecht prépare divers mélanges de kaolin et de borosilicates de plomb et de chaux ; le plus fusible de ces mélanges, désigné par le no 022, commence déjà à fondre au rouge sombre. Les cônes de Seger sont fabriqués parla manu* facture royale de porcelaine de Berlin et vendus par le laboratoire pour l'industrie céramique de H. Seger et Ë. Cramer '. Le tableau suivant indique la composition chimique (exprimée en molécules), des différents numéros des cônes de Seger.

< Ed Fraace, par ]es établissemeols Poolenc, à Paris.

CttAPtTItB X%

Composition chimique (en molécules) des cônes de Seg^P

Composition chimique

GO

Sx

Composition chimique

0,5 Na,0 0,5 PbO

2 Si 0, 1 B, 0,

FeA 3,90 Si Oi AlA 0,10 B, O3

0,5 Na,0 1 0,5 PbO

! 0,1 Al A'

[ 2.2 Si Ot Il B,0,