QUI OST CONDUIT AU MODE D'ESSAI EMPLOYÉ DANS LE LABORATOIRE

107. — On se bornera dans ce qui va suivre, ainsi qu'on l'a déjà dit, à produire comme exactes, abstraction faite des expériences, analyses et autres

détails à l'appui , réservés pour une publication spéciale , les seules observations que puissent comporter le plan et les limites de ce traité , observations qui ont motivé le nouveau mode d'essai à appliquer à tous les composés hydrauliques dont on veut connaître la valeur pour les travaux à la mer.

Les voici par ordre :

4° Tous les composés où la chaux n'entre que lentement en combinaison avec les principes qui la neutralisent, étant plongés frais en eau de mer, sont attaqués d'autant plus profondément que la chaux y reste plus longtemps libre en tout ou en partie. L'immersion immédiate d'échantillons d'un volume nécessairement très-limité ne peut donc , dans un laboratoire , que signaler commo destructibles indistinctement tous les silicates à prise lente.

2° D'un autre côté, l'immersion de ces silicates, effectuée longtemps après leur confection , laisse à l'acide carbonique de l'air le temps de régénérer en carbonate neutre et sur une certaine profondeur la chaux de leurs parties superficielles , ce qui les enveloppe d'une croûte inattaquable et imperméable à l'eau salée dans plusieurs circonstances. Dans ce cas donc, l'immersion ne peut plus rien apprendre sur la valeur des échantillons ainsi garantis.

3° Des deux observations qui précèdent, il résulte nécessairement que les silicates à essayer doivent avoir atteint en vase clou, hors de toute influence extérieure , un degré de cohésion chimique plus ou moins avancé avant d'être mis en contact avec l'eau salée.

4° Une autre nécessité , c'est de pouvoir facilement se rendre compte de l'action saline, c'est-à-dire de sa marche plus ou moins rapide, de sa continuité ou de sa Gn, sur les échantillons en expérience. Et comme toute action exercée par les bains d'immersion réagit sur leur propre composition et peut s'apprécier à une époque quelconque par leur état actuel comparé à leur état initial, il faut s'attacher à rendre celte comparaison aussi simple et aussi facile que possible.

5* Or, sept années d'expériences comparatives ont prouvé qu'une simple dissolution très-étendue de sulfate de magnésie (4 ou 5 grammes de sel anhydre dans mille grammes d'eau pure, ou 8 à 9 grammes du môme sel avec son eau de cristallisation) , produit , ni plus ni moins , sur les échantillons qu'elle baigne les mêmes effets que l'eau de mer elle-même.

6° Cela étant, tant que la dissolution magnêsique agit sur les échantillons,

su

elle se charge de sulfate de chaux et abandonne de la magnésie , ce que Ton constate par l'oxalate d'ammoniaque qui précipite la chaux à l'état d'oxalate insoluble. Quand, au contraire, le bain d'immersion ne se trouble plus sons l'influence de l'oxalate, son action actuelle sur les échantillons qu'il contient est absolument nulle , ce qui n'empêche pas l'action qui a précédé d'avoir plus tard telle ou telle conséquence sur lenr stabilité (r).

7° Le moment où cessera cette action du bain magnésique peut se faire attendre plusieurs jours, plusieurs mois et même plusieurs années, selon la nature des silicates immergés, sans que dans ce dernier cas il y ait danger de destruction.

Telles sont les considérations d'où l'on est parti pour tracer, ainsi qu'on le verra dans la section suivante, la marche à suivre dans ce genre d'expériences.

MARCHE A SUIVRE DANS L'APPLICATION nu NOUVEAU PROCÉDÉ.

108. — On introduit les mortiers, ou gangues à chaux et pouzzolanes, ou ciments encore a l'état pâteux, dans des bocaux de verre blanc que l'on puisse clore ensuite hermétiquement à l'aide de rondelles de liège on de bois goudronnées par-dessus ; les composés pâteux y durcissent comme ils le feraient au sein d'un épais massif, et après un temps qui ne doit pas être de moins d'un mois, mais qui peut aller bien au-delà si l'on veut ou si la nature du composé l'exige, on brise les bocaux qui ont servi de moules, on taille les échantillons en parallèlipipèdes ou en cylindres (ces formes peuvent être données immédiatement par les bocaux], en leur ménageant des arêtes aussi vives que possible ou en avivant celles que le moulage a émoussées ; on les lave ensuite à l'eau pure en les brossant assez fortement pour enlever toutes les parcelles séparées de la masse par l'action de la taille, après quoi on les immerge dans une dissolution de sulfate de magnésie, préparée comme il a été dit (107} ; le volume

(r) J/cau de mer naturelle contient constitutivement des sels à base de chaux en doses variables, pouvantrendre tout à fait illusoires ou du moins d'une application très difficile les moyens de vérification proposés ci-dessus.

de ce bain doit équivaloir à environ cinq ou six fois celai de la pièce immergée. Il faut le renouveler tous les jours si l'oxalate d'ammoniaque y forme des précipités abondants, ot tous les cinq ou six jours si ce sel n'y produit qu'un louche sensible. On considère cette première épreuve comme terminée quand l'oxalate ne trouble plus la dissolution magnésique. Mais si l'on opère en hiver, dans un laboratoire dont la température ne soit que de iO à 12* centigrades, il faudra, avant de prononcer sur cette nullité d'action de l'oxalate, s'en assurer définitivement après avoir élevé et maintenu la température du bain à 40 ou 50° centig. pendant une journée.

Les conséquences de cette première phase des essais peuvent se montrer pendant leur durée môme ou beaucoup plus tard ; dans ce cas , on met en réserve le bocal et l'échantillon contenu, en couvrant légèrement le tout de manière à empêcher, comme on a dû le pratiquer précédemment, l'introduction de la poussière, mais non le renouvellement et l'action de l'air. On maintient le niveau du bain par des additions successives d'eau distillée, selon que l'évaporation le demande.

On voit assez souvent se former dans plusieurs de ces bains des dépôts trèsblancs qui s'attachent à la fois aux parois des bocaux et aux échantillons. Il faut alors sortir ces échantillons, les brosser fortement, et si cela ne suffit pas pour les dépouiller des incrustations, les plonger pendant quelques secondes dans* un acide très-étendu, qui les en débarrasse complètement. On les lave ensuite à l'eau pure, et on les remet dans une nouvelle dissolution dont il faut suivre de nouveau l'altération ; si elle a lieu , il est sous-entendu que l'on nettoie en même temps les bocaux pour leur rendre leur transparence («).

C'est ordinairement par des fissures parallèles aux arêtes des angles dièdres que se manifestent les premiers effets de l'action saline , quand ils ont lieu. Dès qu'elles apparaissent, le sort de l'échantillon est décidé : il périra infailliblement; ce n'est plus qu'une affaire de temps; la deuxième ou quatrième année au plus lard en amène la ruine. L'apparition de ces fissures, dans le cas des composés destructibles , n'a point d'époque fixe ; elle peut se déclarer après

(*) Ces matières incrustantes sont formées en proportions variables d'une petite quantité de chaux, et d'une notable quantité de magnésie et d'acide carbonique en quantité insuffisante pour saturer les deux bases à la fois.

huit à dix jours comme après huit à dix mois, mais très-rarement au-delà de ce dernier terme. Des exceptions pourraient se présenter et reculer cette époque jusqu'au vingtième mois pour des combinaisons de pouzzolanes et de chaux hydrauliques, ou pour certains mortiers à chaux hydrauliques artificielles. Quand donc on aura à essayer des composés de ce genre , il faudra , pour abréger le temps, avoir soin, en les sortant des vases clos où ils ont dû acquérir le degré de cohésion recommandé ci-devant pour le succès des expériences, il faudra, disait-on, les passer par l'eau pure et aussi en vases clos, jusqu'à épuisement de toute la chaux qu'ils peuvent y laisser dissoudre, en renouvelant cette eau essayée de temps en temps par l'oxalate d'ammoniaque ; après quoi on procédera par les dissolutions magnésiques , comme il a été dit ci-devant. De cette manière , le temps de l'apparition des fissures , lorsqu'il devra s'en former , sera abrégé moyennement de moitié pour les mortiers, et des quatre cinquièmes pour les combinaisons de pouzzolanes et de chaux hydrauliques. Le passage par l'eau pure produirait un effet contraire sur les ciments, c'est à-dire qu'il tendrait à retarder plutôt qu'à accélérer leur destruction, si clledevait avoir lieu.

Dans certains cas , les signes d'altération s'annoncent à la fois par des fissures près des arêtes et par des crevasses sur les flancs des échantillons ; leur ruine est alors imminente. On voit sur certains ciments, très-chargés en chaux et très-fortement cuits ou frittés, ces signes se montrer d'abord au sommet des angles trièdres ( s'ils sont taillés en parallélipipèdes ) par des pustules d'où sort une matière floconneuse blanche qui n'est autre que du carbonate de chaux mêlé d'un peu de carbonate de magnésie avec traces d'alumine.

L'absence de ces divers symptômes d'une destruction totale plus ou moins prochaine n'a pas toujours la signification que l'on serait tenté de leur attribuer. L'altération peut quelquefois exister, sans qu'aucun indice apparent, visible même à la loupe, en avertisse; par cette raison, l'examen intérieur, que nous appellerons autopsie, deviendra dans tous les cas indispensable, surtout quand les échantillons auront abandonné longtemps, ou même sans discontinuer, de la chaux aux bains magnésiques.

109. — Quand donc tous les échantillons, sans exception, seront parvenus jusqu'au dixième mois d'immersion , en apparence ou réellement intacts , on

procédera à cette autopsie en les sciant ou en les cassant le plus franchement possible en deux ou trois morceaux. L'altération intérieure , si elle existe , se manifeste alors tantôt par une perte de consistance qui, sous une croûte mince et plus ou moins résistante, pénètre plus ou moins profondément l'échantillon, et tantôt par des solutions de continuité apparentes ou non qui divisent la masse en fragments irréguliers ou en zones concentriques autour d'un noyau central. Ces divers modes de décomposition physique, dont l'existence, sans qu'on en soit averti, a lieu dans un liquide tranquille, ne pourraient s'effectuer dans une mer agitée sans être suivis progressivement de la ruine des masses immergées (t).

Quant aux pièces réellement intactes dans leur constitution physique à cette époque de dix mots d'immersion, leurs cassures, lorsqu'il s'agit de mortiers ou de ciments , sont parfaitement égales d'aspect et de dureté sur toute leur étendue. La loupe n'y découvre aucune trace d'altération. Les cassures des gangues à pouzzolanes , dans les mêmes circonstances de stabilité , sont ordinairement comme encadrées de bandes plus ou moins larges, dont la couleur est plus claire ou plus foncée que celle du centre. Ces bandes, qui résultent, comme le prouve leur analyse, d'une modification chimique dans la composition du silicate auquel elles appartiennent , sont comme soudées aux parties intérieures, quoique parfois moins et parfois plus dures que celles-ci.

Ces indications, néanmoins, ne sont pas une garantie suffisante pour l'avenir ; la vraie pierre de touche , l'expérience complémentaire qui ne doit laisser aucun doute, consiste à immerger de nouveau les fragments donnés par l'autopsie, dans une dissolution de sulfate de magnésie, mais après les avoir soigneusement débarrassés des parties ébranlées ou presque détachées de la masse par l'effet du sciage ou du cassage. On conduit celte nouvelle épreuve

<() Nous sommes parvenu à conserver pendant très-longtemps dans les bains magnésiques, sous cette apparence de stabilité, des mortiers a chaux grasse dont les surfaces avaient eu le temps de s'encroûter d'une mince couche de carbonate de chaux avant leur immersion. L'autopsie laissait voir sous cette couche un mortier frais sans consistance , traversé en divers sens par des filons de sable pur dont la chaux avait été soustraite par la dissolution magnésique ayant pénétré , par quelques solutions de continuité, sous la couche carbonatée enveloppante.

comme on Ta Tait pour la première, et si pendant les cinq ou six mois qui suivent les fragments se maintiennent intacts , le composé auquel ils appartiennent peut ôlre admis comme indestructible en mer libre. Nous disons en mer libre, car celte seconde épreuve, prolongée jusqu'au dixième mois (ce qui conduirait à vingt mois d'immersion continue], serait probablement trop forte pour le laboratoire , s'il s'agissait de mortiers hydrauliques. Nous avons en effet remarqué que, parmi nos briques à sable et chaux du Thcil, quelques-unes, à ce terme de dix mois de contre-épreuve, ont laissé voir sur les arêtes contiguës aux sections de rupture de légers signes d'altération. Or , ces briques étaient ni plus ni moins composées comme les mortiers à chaux du Theil qui lient depuis bientôt dix ans les blocs immergés à Marseille et à Port-Vendre, lesquels blocs sont intacts. Les signes tardifs d'altération dont nous parlons ne sauraient donc infirmer pour la mer libre la valeur des mortiers sur lesquels ils se manifestent.

La même contre-épreuve, appliquée aux ciments indestructibles ainsi qu'aux gangues à pouzzolanes de la première classe (106), peut être prolongée indéfiniment sans qu'aucun indice tardif vienne démontrer le danger de celte prolongation. Ces gangues n'en continuent pas moins à abandonner comme auparavant de la chaux aux nouveaux bains magnésiques dans lesquels elles sont plongées, et cela jusqu'à ce que toute leur masse ait subi la transformation indiquée ci-devant (106) . Le terme de ce travail intime peut se faire attendre un grand nombre d'années sans qu'il y ait le moindre danger pour la stabilité ; mais si l'on tient à en voir la fin pour se rendre compte des changements chimiques opérés, il faut réduire le volume des fragments à n'avoir que deux à trois millimètres au plus dans leur plus forte épaisseur, chose facile, en détachant des échantillons, avec une lame de couteau sous le choc d'un pelit marteau, des esquilles que l'on subdivise encore, si besoin est, pour en rendre la transformation intégrale plus prompte. La parfaite conservation de ces petits éclats à arèles vives et tranchantes, dans leurs formes et dimensions, sous l'influence continue des bains magnésiques, est la preuve la plus forte et la plus évidente qu'il soit possible de donner de leur durée indéfinie, et conséquemment de celle des masses dont on les a détachés ; parvenus au terme de leur transformation, ils ne contiennent plus, indépendamment de la totalité des pouzzolanes employées, que du carbonate de chaux, de la magnésie et du carbonate de magnésie; et s'il s'y trouve parfois de la chaux non carbonatée , c'est qu'elle faisait partie

constituante des pouzzolanes à l'état de silicate non attaquable , comme dans celles de Naplcs et de Rome.

1 10. — Le grand nombre de mortiers, de ciments et de gangues a pouzzolanes qui ont succombé aux épreuves que nous venons de décrire, en démontrent par cela même toute l'importance ; parmi les mortiers proprement dits, ceux dont les chaux naturelle» contenaient, sous des indices variables, de 0,30 à 0,44 (13) cinq à six fois plus de silice que d'alumine, ont seuls résisté. Bien peu de ciments ont consèrvé leurs arêtes intactes jusqu'au dixième mois («), et parmi les pouzzolanes volcaniques, celle de Rome, seule et de premier choix, a pu fournir, avec la ebaux grasse et par une manipulation très-soignée, des gangues indestructibles.

Toutes les pouzzolanes artificielles provenant d'argiles blanches réfraclaires pures ou à peu près pures, et par exception de quelques argiles ocreuses, cuites les unes cl les autres très-modérément, ont au contraire fourni, avec 13 p. 100 de chaux grasse pesée vive et éteinte en pâte, des silicates parfaits pour l'eau de mer et présentant ce phénomène de substitution qui, sans nuire en rien à la résistance continue des gangues immergées, leur enlève peu à peu la chaux et la remplace par la magnésie.

(u) Quelques-uns de ces ciments se sont améliorés par une forte cuisson, sans aller toulefoisjusqu'à la fusion pâteuse, au point, les uns de résister complètement, les autres de maintenir leurs arêtes intactes pendant sept à huit mois, et de n'être encore que très-peu endommagés après deux ans. Or , il serait possible qu'en mer libre celte longue résistance donnât à l'acide carbonique, aux sécrétions madréporiques et aux végétations sous-marines, le temps d'encroûter les surfaces, en mettant ainsi les masses à l'abri de toute attaque. Les rapprochements que nous avons faits pour reconnaître s'il serait possible de conclure quelque chose de la composition en chaux et argile des diverses variétés de ciments du commerce, relativement à leur dureté finale comparée n leur stabilité en eau de mer, semblent indiquer : 1 e qu'il n'existe aucun rapport entre cette stabilité et la dureté ; 2* qu'indépendamment de la composition de l'argile en silice, alumine et magnésie, s'il y en a, la chanco de stabilité est d'autant plus grande que la quotité de ces trois principes est plus près d'égaler celle do la chaux dans le ciment, et qu'en prenant celle-ci pour unité, 0,80 devient la limite au-dessous de laquelle la dose d'argile (fer non compris) ne doit jamais se trouver. 11 suit de là que les ciments ebargés en chaux, quel qu'en soit le degré de cuisson, ne conviennent pas aux travaux à la mer.

1 H . — Nous ne prétendons pas, cependant, qu'il faille renoncer à employer tons les composés hydrauliques que notre mode d'investigation signale comme destructibles, s'ils ont en leur faveur, depuis un grand nombro d'années, le témoignage contraire de la mer libre; nous croyons seulement qu'il ne faut alors s'écarter en rien des précédents, c'est-à-dire que, dans la supposition d'une identité rigoureuse de matériaux , il faudrait encore adopter les mêmes dosages , le même mode de confection et d'emploi , et toujours , autant que possible, dans les mêmes parages et la même situation, par rapport aux coups de mer.

On ne pourrait en effet, sans danger, s'autoriser pour de nouveaux parages des exemples de succès obtenus sur quelques points de l'Océan ou de la Méditerranée. Ces mers, selon la nature des roches qui en forment le fond et les rivages, selon leurs courants et leurs affluents, et peut-être aussi par l'effet de leur température moyenne, peuvent fournir des quantités d'acide carbonique très-différentes et ne pas nourrir également ces masses de mollusques dont les sécrétions concourent avec cet acide à encroûter si efficacement les corps immergés (c). Or, ne pas tenir compte de ces causes plus ou moins efficaces de conservation, serait une faute dont les conséquences pourraient être déplorables.

(t) La présence du bicarbonate de chaux dans les mers peut seule rendre compte de certains phénomènes d'incrustation remarqués sur les débris des môles antiques disséminés le long du rivage de Pouzzoles. Ces incrustations, qui consistent en une épaisse couche de tuf calcaire, n'ont pu être formées que par le carbonate de chaux déposé à mesure que les bicarbonates ambiants cédaient de l'acide carbonique à la chaux des bétons.

Les sulfates contenus dans l'eau de mer ne suffiraient pas à expliquer les quantités de chaux qu'elle contient; ils fourniraient au plus (103) 0*06 de chaux caustique par mille grammes; or, les documents qui nous sont parvenus établissent incontestablement qu'à Brest cette quantité est de 0*156, à Marseille de 0*654, à Alger de 0*922, cl à Pondichéry, dans l'Inde, de 0*512. Il est probable qu'à raison du voisinage du Vésuve et des émanations souterraines d'acide carbonique, la mer de Naplcs contient plus de bicarbonate de chaux que toute autre mer, et possède conséquemment des moyens d'encroûtement refusés à d'autres parages.