CHAPITRE XXVI

ACTION DE l'eau DE MER SUR LES MÉTAUX

L'action que l'eau de mer exerce sur quelques métaux, notamment sur le cuivre, le fer, le zinc et leurs alliages, acquiert une importance de premier ordre parce qu'elle intéresse la conservation du doublage des vaisseaux.

Cuivre, Une lame de cuivre pur, bien décapée, que Ton abandonne dans l'eau de mer ne tarde pas à s'y ternir et à se recouvrir d'un mélange de protoxyde et d'oxy-chlorure de cuivre dont l'épaisseur de la couche croit avec les conditions dans lesquelles on se place.

Si le cuivre et l'eau sont soustraits à l'action de l'air, il se produit seulement une très-légère couche d'oxyde aux dépens de la petite quantité d'oxygène dissous dans l'eau de mer, et la réaction cesse dès que tout ce gaz est combiné.

Au contraire, si le contact s'opère en présence de l'air ambiant , et surtout si par l'agitation on renouvelle la surface de l'eau, l'oxydation d'abord, la chloruration ensuite se produisent rapidement et bientôt apparaît un dépôt composé d hydrate d'oxyde de cuivre, d'oxydo-chlorure de ce métal, et de carbonate de magnésie.

Mais si le cuivre est allié avec d'autres métaux tels que le

zinc et Tétain, il se produit des réactions tout à la fois chimiques, physiques et mécaniques qui ont pour résultats, soit de diviser les métaux de manière à leur faire perdre leur cohérence, soit de les engager dans des combinaisons solubles ou insolubles.

C'est ce principe qu'avait si bien compris Davy lorsqu'on 1824 il annonça qu'en rendant électro-négatif, un métal qui est électro-positif dans Teau de mer, on le préservait dans une certaine limite de toute altération. M. Becquerel a complété la pensée de Davy en disant que a si Von veut préserver "une surface de cuivre, de manière à éviter les dépôts électro-chimiques, il faut armer la surface d'un protecteur métallique ayant une force électro -motrice égale à celle du point où ces dépôts commencent à être insolubles. Les lames de cuivre armées de fer et celles de fer protégées par le zinc présentent des effets semblables , à cette différence près , que la sphère d'activité électrique est moindre , vu que son étendue dépend de la différence entre les forces électro -motrices du métal protecteur et du métal protégé. ^

A l'état de bronze^ comme dans les canons ou le doublage des vaisseaux, le cuivre en contact pendant quelque temps avec Teau de la mer ne forme plus qu'une masse spongieuse d'oxydochlorure de cuivre et tout l'étain s'est converti en chlorure double d'étain et de sodium.

M. BobierFoS qui s est livré à des expériences très-intéressantes sur ce sujet a trouvé !•* que les alliages de cuivre et d'étain dans lesquels l'élément positif, l'étain, entre à la dose de 5 à 6 pour 100, constituent des doublages de longue durée ; 2* que les doublages en bronze se recouvrent de dépôts cohérents et adhésifs, qui occasionnent un retard plus considérable dans la marche du bâtiment que lorsque le doublage est en cuivre. 3" Que dans le plus grand nombre des cas, les doublages en bronze défectueux renferment des doses d'étain inférieures à 45 millièmes. 4« Que la répartition de l'étain dans un bronze devient de moins en moins régulière en abaissant la dose

1. Bobierrc. Phénomènes éJectro^himiques qui earaelérisent VaUération à la mer des àlliagei employés pour doubler les navires, (Moniteur scientifique de QufêneviUe, 1859-1860, t. II, p. 163.)

de ce métal. Quand la teneur est de 5 à 5 i/2 pour 100, on augmente dans une énorme proportion les chances de durée dans Teau de mer. 5<^ Que la présence de Varsenic dans les bronzes n'est pas incompatible avec leur résistance aux altératiens lentes et régulières qu'ils éprouvent de la part de l'eau de mer.

Si le cuivre est allié au zinc, c'est-à*dire à l'état de laiton, l'eau de mer ne l'attaque pas moins que le bronze : là, encore, les phénomènes électriques se manifestent, et l'alliage est d'autant plus vite attaqué que les deux métaux ont été moins uniformément combinés. On sait, en effet, que le laiton sert le plus ordinairement au doublage des navires ; or, M. Bobierre a fiait observer que si la combinaison du cuivre et du zinc n'était pas parfaitement homogène, l'eau dissolvait d'abord le zinc et l'alliage se convertissait en une éponge métallique que l'action de l'eau combinée à celle de l'air détruisait rapidement.

M. Bobierre a trouvé que le laiton qui résistait le mieux à l'eau de mer contenait 34 pour cent de zinc et 66 pour 100 de <5uivre, ce qui correspond à peu près à la formule :

2 eu + ZN

Ce chimiste a encore fait la remarque que les doublages de laiton, laminés à chaud^ éprouvaient en présence de l'eau de mer un mode spécial et rapide d'altération qui a pour effet d'enlever le zinc et de laisser le cuivre à l'état d'épongé métallique. Ce phénomène, en s' accomplissant de proche en proche, à partir de la surface extérieure jusqu*à celle qui avoisine le bordage, détermine, dans les plaques métalliques, une friabilité souvent telle que l'alliage peut se réduire en poudre sous le plus léger choc.

Le cuivre contenant incidemment des traces d'argent, si re- <dierché pour la fabrication du bronze et du laiton, ne convient en aucune manière pour le doublage des navires, suivant MM. Harjes et Pirsson. On attribue môme l'usure rapide de certains doublages en cuivre à la combinaison qui se fait de l'argent contenu dans l'eau de la mer, avec le cuivre du doublage.

Zinc. L'eau de mer réagit lentement sur le zinc pur parce

<]u41 se forme dans le premier moment une couche minoe, grisâtre d'oxydo-dilorure, très-dure et très-adhérente qui préserre le métal d'une oxydation ultérieure, mais si le zinc contient des métaux étrangers, il se produit un couple voitaïque qui, en décomposant Teau, oxyde rapidement ce métal.

Plomb. Le plomb sedisaout très- peu dans Teau de mer, mais le mouvement des vagues, en facilitant l'oxydation, en entraine mécaniquement une quantité très-pondérable qui, à létat d*oxyde en poudre impalpable, se convertit bientôt en oxydochlorure.

On avait émis l'opinion que lorsque le plomb était allié à rétain, Teau de mer ne Tattaquait pas, mais M. Reichelt a montré que de l'alliage ne contenant pas plus de 2 pour cent de plomb donnait de Toxydo-chlorure et du carbonate de plomb.

Êtain. Ce métal est l'un de ceux qui se conservent le mieux dans l'eau de mer, mais seulement lorsqu'il est pur;. cependant, à la longue, il se recouvre d'oxydo-chlorure jaunâtre avec des reflets irisés.

MM. Calvert et Johnson ont étudié la détérioration de différentes espèces de bronzes par l'eau de mer, et ils ont constaté qu'un bronze composé de cuivre et de zinc à parties égales perdait 11,647 pour cent dont 10,537 de zinc *. Un autre bronze contenant 62 cuivre , 37 zinc, 1 fer et plomb, n'a perdu que 6,691 pour cent (0 501 fer, 2,697 cuivre, 3,493 zinc). Enfin une troisième espèce de bronze renfermant 50 cuivre, 48 zinc, 2 étain apeirdu 10,882 (0,365 étain, 7,04 cuivre, 3,477 zinc).

MM. Calvert et Johnson concluent de leurs expériences que le cuivre est préservé par le zinc ; mais la présence d'un autre métal modifie ces conditions ; l'étain préserve le zinc, mais il facilite l'action de l'eau de mer sur le cuivre.

Fer et Fonte. Lorsque l'eau de mer est mise au contact du fer et à Tair, le métal revêt bientôt une couche d'oxyde aux dépens de l'oxygène qui était dissous dans le liquide; mais la

1. CaWert et JohDson. Action de Veau de mer sur certains métaux et allia" ges. {Bulletin de la société industrielle de Mulhouse^ mars 1868, p. 138.)

réaction ne s'arrête pas là. L'adhérence de cet oxyde avec le fer constitue un couple voltaïque qui est assez énergique pour décomposer en ses éléments une certaine quantité d*eau. Il se produit de Toxyde ferroso-ferrique (oxyde magnétique) et l'hydrogène forme de Tammoniaquo avec l'azote de Tatmosphère. Plus la fer est doux , plus la force électro-motrice augmente lorsqu'il est abandonné dans Teau de mer, et partant plus il s'oxyde rapidement.

La tôle est encore plus altérable que le fer doux quoique leurs forces électro motrices dans l'eau de mer soient à peu près la même.

Quant à la fonte, son altérabilité varie avec sa qualité : ainsi, d'après M. Becquerel, la fonte blanche qui est très-dure, aigre et cassante ne s'altère pas beaucoup dans l'eau de mer; la fonte grise ou noire, qui est tendre, moins aigre et plus poreuse, s'oxyde davantage, surtout la dernière en raison du graphite qu'elle contient, ce qui détermine, dans son contact avec le fer ou la fonte, des actions voltaïques; enfin la fonte truitée qui est un mélange variable des fontes blanche et noire est celle qui s'altère le moins dans l'eau de mer.

A tous les points de vue, le fer ou la fonte ne présente donc pas de sérieux avantages pour le doublage des navires, mais lorsqu'il est allié à d'autres métaux, l'eau de mer ne lui fait pas subir une oxydation notable. Nous rappellerons à ce sujet que suivant M. Mallet (de Dublin), un alliage composé de 25,40 de cuivre et de 74,60 de zinc, mis en contact avec la fonte, nonseulement protège celle-ci complètement contre l'action corrosivc de l'eau de mer dans laquelle ils séjournent ensemble, mais l'alliage lui-même n'est pas sensiblement attaqué dans ces circonstances.

MM. Calvert et Johnson ont étudié, en 1868, l'action que l'eau de mer exerce sur les métaux et leurs alliages, et voici les nombres qui représentent la perte de métal subie pendant un mois par un mètre carré au contact de 100 litres d'eau de mer.

Acier 29,16 grammes.

Fer 27,37

Cuivre pur J2,96

Cuivre brut 13,85

Zinc 5,^6

Fer galvanisé 1,12

Étain en masse 1,45

Étain en feuilles 1,45

Plomb pur traces.

• Plomb ordinaire traces.

MM. Calvert et Johnson ont plongé dans la mer, pendant un mois, des plaques de 40 centimètres carrés suspendues par une corde de chanvre à une pièce de bois pour éviter toute action galvanique entre les plaques et le bois, et voici la perte qu'ils ont constatée :

Acier 105,31

Fer 99,30

Cuivre 29,72

Zinc 3i,34

Fer galvanisé 14,42

Plomb pur 25,65

Plomb ordinaire 25,85

Les métaux de cette deuxième expérience ont été plus attaqués que les précédents parce qu'ils ont été exposés à Taction constamment renouvelée de Teau de mer, et parce que le mouvement incessant de cette eau a déterminé un frottement énergique contre les plaques.

Ces chimistes concluent de leurs recherches que l'acier est le métal qui est le plus attaqué par l'eau de mer et que le fer galvanisé résiste mieux que le fer ordinaire.

Nous ferons remarquer à celte occasion que Davy, dès 1824, avait conseillé de préserver le fer et le cuivre du doublage des navires par le zinc, et avec son grand génie il avait déjà compris le rôle que jouait l'électricité lorsque l'eau mouille les alliages des métaux dont nous venons de parler. Davy avait aussi formulé cette opinion que Télectricité négative ne pouvait pas être favorable à la vie des animaux et des végétaux qui se fixent d'ordinaire aux carènes des navires.

EAUX MINËRAL£S