Jean Escard

“ Elles nous montrent que le rendement augmente rapidement avec la température et aussi que ce rendement n'est, que de 20 % plus fort lorsqu'on emploie un mélange d'azote et d'oxygène au lieu de l'air atmosphérique. Pratiquement, l'usage de ce dernier gaz semble donc tout indiqué. Nous verrons cependant plus loin qu'il y a tout de même intérêt à faire pénétrer dans la chambre de réaction, et, en même temps que l'air, un certain volume d'oxygène.
Mais comment arriver à produire des températures aussi élevées que celles indispensables à l'obtention d'un bon rendement en acide nitrique ? ”

“ Après de multiples recherches, savants, techniciens, agronomes, chimistes, électriciens, étudiant sous toutes ses phases le problème de la fixation de l'azote et dirigeant leurs efforts vers le côté pratique, ont cherché à résoudre le problème suivant : extraire économiquement l'azote de l'air et le fixer ensuite pour la préparation de produits utilisables. On peut dire qu'aujourd'hui ce problème est complètement résolu, les méthodes permettant d'obtenir artificiellement l'acide nitrique et les nitrates étant très variées et la plupart très bien étudiées au point de vue du rendement. ”

“ On sait depuis longtemps que sous l'influence des phénomènes électriques dont, l'enveloppe gazeuse de la terre est le siège (étincelles, décharges silencieuses) , la combinaison des deux principaux gaz qui la constituent, l'oxygène et l'azote, donne naissance à de l'acide nitrique, Naturellement ce composé se forme toujours en très petite quantité et il est en même temps soumis aux variations atmosphériques et aux perturbations électriques qu'il subit suivant les lieux et les saisons. ”

“ Il est logique de se demander, en effet, si cette formation d'acide nilreux et d'acidenitrique est due au courant électrique lui-même en tant que force active c'est-à-dire se manifestant comme forme d'énergie ou si elle résulte simplement de la grande quantité de chaleur dégagée parle courant. Les savants sont assez divisés à ce point de vue, mais le plus grand nombre se
rangent cependant à l'idée que c'est au grand dégagement de chaleur dégagé qu'est due la combinaison des gaz oxygène et azote sous l'influence de la décharge électrique, le rendement augmentant du reste avec la température. ”

“ Pour étudier l'influence de l'humidité sur le rendement en composés azotés, on peut se servir des phères de platine avec intervalle explosif en série. En cherchant à maintenir aussi constantes que possible la pression de l'air dans l'appareil et sa vitesse par seconde, mais en faisant varier au contraire, dans de grandes limites, l'état hygrométrique de l'air, il est facile de se rendre compte des proportions d'oxydes d'azote correspondant à un degré d'humidité connu. ”

“ La préparation de l'acide nitrique et des nitrates au moyen de l'énergie électrique et à l'aide des éléments de l'air est une des plus récentes applications de l'électricité à la chimie, et la mise au point par deux savants norvégiens, le professeur Christian Birkeland et l'ingénieur Samuel Eyde, de travaux poursuivis depuis
plus d'un siècle par des chimistes et des physiciens, résout un problème des plus importants au point de vue industriel. ”

“ Quelle que soit cependant l'origine de l'azote existant dans les tissus végétaux (azote de l'air, azote de l'acide nitrique, azote ammoniacal, azote des amides) . il est établi que l'existence de tous les êtres vivants est subordonnée à une alimentation azotée. Il est également démontré que la source unique et première de l'azote organique est l'atmosphère. ”

“ L'azote de la cyanamide n'est, pas directement assimilable par la plupart des végétaux : du même que l'azote de tous les engrais organiques, il doit d'abord passer à l'état d'ammoniaque et d'acide nitrique avant de pouvoir être absorbé par les plantes et d'entrer en combinaison dans leurs tissus. ”

“ Si l'on dispose deux électrodes de cuivre terminées en pointe aux bornes d'un alternateur à haute tension, de manière qu'elles soient disposées suivant l'équateur c'est-à-dire perpendiculairement à la ligne des pôles d'un fort, électro-aimant, les extrémités des électrodes étant bien au milieu du champ magnétique, on peut observer facilement la production d'une flamme due à l'électricité et qui prend nettement la forme d'un disque, au lieu de posséder celle d'un cylindre ou d'un cône renversé comme cela a lieu généralement dans le phénomène de l'arc électrique ordinaire. ”

“ La fabrication du nitrate de chaux elle-même ne nécessite pas toujours un acide concentré et l'acide faible trouvant déjà dans cette préparation un débouché important. Examinons donc maintenant le cas où la production électroehimiquo des composés nitrés serait exclusivement destinée à la fabrication du nitrate de chaux, soit en passant par l'acide nitrique faible, soit par absorption directe des gaz nitrés par la chaux. ”

“ Avec l'aluminium, c'est l'azoture lui-même que l'on utilise, au même litre, que la cyanamide et que le nitrate de chaux, une série d'expériences ayant démontré qu'il pouvait constituer dans la plupart des cas un excellent engrais. Sous 1 influence de l'eau et de l oxygèno de l'air, il se, transforme en effet, dans le sol, en nitrates et en alumine.
On sait déjà depuis quelques années qu'on peut, au laboratoire, obtenir de l'azoture d'aluminium en faisant passer un courant d'azote sur de la poudre d'aluminium pure chauffée à 700° environ dans un four électrique. ”

“ Et, là où le contenu en azote de la tourbe nest point par trop faible, la seule production de sulfate d'ammoniaque suffit pour couvrir les frais de 1 installation : le gaz est ainsi obtenu sans aucune dépense. Ce dernier, utilisé pour produire du courant électrique par l'intermédiaire de dynamos et de moteurs à gaz, permettra finalement d'obtenir à bon compte des engrais azotés, ceux en particulier qui empruntent directement leur azote a l'atmosphère.
Notons en outre que les terrains, une fois débarrassés de leur tourbe, sont plus propres à la culture que lorsqu ils en étaient recouverts. ”

“ La quantité de sels ammoniacaux à faire intervenir comme matière première de la production des nitrates, pour obtenir une formation de nitre aussi intense que possible, tend vers une limite qu'il est indispensable de ne pas dépasser si l'on ne veut pas produire d'effets antagonistes au cours de la nitrification. Il paraît de plus logique de proportionner le sel ammoniacal, non à la quantité de terre elle-même, mais au volume d'eau contenu dans cette terre. ”

“ En 1895, Perot et Coupier, après de nouvelles recherches sur l'oxydation de l'azote de l'air sous l'influence des décharges électriques, purent construire un appareil composé d'une ampoule dans laquelle une certaine masse d'air était soumise à 1 action d'un courant alternatif à haute tension. En renouvelant continuellement cet air et en le faisant absorber par des liquides convenables, on pouvait arriver à produire par kilowatt-an environ 360 kg. d acide nitrique monobydralé, l'année C tant comptée, de 365 jours et ces derniers de 24 heures. ”

“ Il semble donc logique d'admettre que c'est la matière organique du sol qui est le facteur le plus important de la nitrifieation : elle est même indispensable pour que celle-ci se montre avec son maximum d'effet. D'une manière générale, plus une ferre contient d'humus et plus elle est apte à se charger d'organismes nitrifiants actifs et à entrer en nitrifieation rapide. ”

“ Cette fabrication d'acide nitrique concentré et pur rendra certainement de grands services à l'industrie, les produits commerciaux étant généralement, saturés de vapeurs nitreuses et d'un prix que les procédés électrochimiques décrits ci-dessus ne tarderont pas à concurrencer. L'acide nitrique faible provenant des tours d'absorption n'en trouvera du reste pas moins son utilisation, un grand nombre d'industries employant celle substance à l'état dilué. ”

“ Fabrication du nitrate de potassium ou salpêtre proprement dit.
Comme le sel que l'on obtient ainsi n'est pas du nitrate de potasse mais du nitrate de chaux (Az 303) 2 Ca, il convient de soumettre ce dernier à un traitement chimique pour arriver au corps désiré. On commence donc par extraire, par lavage, le nitrate de la tourbe, ce qui donne directement une solution concentrée pesant environ 15° Baumé et contenant 15 °/u de nitrate de calcium. ”

“ Le mélange précédent, tourbe (avec les ferments) , calcaire et terreau doit être ensuite placé dans un local où l'on peut maintenir la température entre 25 et 28°. La nitrière est alors prête à recevoir la matière première, c'est-à-dire l'azote ammoniacal. Le sulfate d'ammoniaque destiné à cet usage sera employé à raison de 3 gr. par kilogramme de tourbe (tourbe à 60 % d'eau ) , ce qui donne des solutions à 5 grammes par litre. Ainsi, un mètre cube de tourbe nitrière, qui pèse de 500 à 600 kg., recevra de 1,5 kg. à 1,8 kg. de sulfate d'ammoniaque. ”

“ Ce gaz se fixe assez régulièrement entre 800° et 900°, surtout si l'on augmente sa pression. Le carbonate de potassium ne se transforme pas et on le trouve identique à la fin de l'opération ; il présente du reste un avantage sérieux dans l'emploi de l'azote-chaux en agriculture, celui de contenir de la potasse, corps indispensable, comme nous l'avons vu, à la vie des plantés. ”

“ L'effluve peut donner facilement naissance aux composés oxygénés de l'azote si l'on se sert, pour produire la réaction, d'appareils permettant d'éviter les formations secondaires et en particulier celle de l'ozone. ”

“ Dès que le courant, électrique se manifeste, il naît aux extrémités des électrodes assez rapprochées l'une de l'autre un arc très court, qui constitue pour ce courant un conducteur facile à déplacer et à étirer dans un champ magnétique intense et étendu, puisqu'il comprend vers le centre près de 4.500 lignes de force par centimètre carré. ”

“ Nous avons vu que le procédé Franck nécessite de l'azote pour la conversion du carbure de calcium en cyanamide calcique. Comme, d'un autre côté, la
combustion de l'azote, atmosphérique se fait avec une amélioration de rendement très appréciable si l'on opère en présence d'un certain excès d'oxygène, il en résulle qu'en installant cote à cote les deux industries (cyanamide de calcium et acide nitrique éleetrochimi-que) , on sera dans les meilleures conditions pour utiliser complètement et sur une vaste échelle les deux éléments, oxygène et azote, provenant de la liquéfaction de l'air. ”

“ Il est, de plus, des cas nombreux où la plante nécessite instantanément une proportion déterminée de nitrate et que les produits formés lentement ou progressivement dans le sol sont incapables de fournir au moment voulu. ”

“ On sait combien est importante, à l'heure. actuelle, l'industrie de l'acide nitrique et des nitrates. Ces composes sont le point de départ de la préparation d'une foule de produits utilisés comme explosifs, et les nitrates constituent, de plus, pour l'agriculture le principal engrais azoté. ”

“ L'air y pénètre par les électrodes et il est lancé dans l'appareil avec une vitesse de 150 litres à la minute: il sort ensuite du four par des conduites amenant les produits d'oxydation dans des tours destinées à les transformer en acide nitrique et finalement en nitrates.
Les fours de grande puissance utilisés au début à l'usine de Notod-den ont subi différents perfectionnements, ainsi qu'on peut en juger par la différence qui existe entre leur mode de construction et l'agencement de leurs pièces. ”

“ La couche d'air voisine du sol. soumise à l'action continue quoique invisible de la décharge, se transforme partiellement en acide nitrique dont l'azote, arrivant à la plante sous formelle nitrate après avoir pénétré dans le sol, permet à cette plante de s'accroître plus rapidement et avec un rendement supérieur à celui qui semble répondre aux conditions atmosphériques normales. ”

“ Si l'on suppose tout le bioxyde d'azote transformé en acide nitrique, l'énergie électrique absorbée correspond à 44 kilowaLls-hcure par kilogramme d'acide, ce qui représente, dans les conditions avantageuses de l'installation au point de vue de la consommation d'énergie mécanique, une dépense de 8 fr. 30 environ pour 100 kil. d'acide. Ce dernier, absorbé par des solutions de soude ou de potasse au fur et à mesure de sa production, peut être livré au commerce sous forme de nitrates, si c'est dans cet état qu'il doit être utilisé. ”

“ Pour se faire une idée de la série de transformations que ce gaz subit avant de devenir l'aliment des plantes et par suite des animaux, il suffit de remonter, dans la série des temps géologiques, à l'époque où ont apparu sur la surface du globe les premiers organismes vivants. ”

“ D'après Haber et Koenig. les décharges électriques peuvent très bien être utilisées comme moyen d'arriver, dans le mélange des gaz générateurs, à un degré de concentration des oxydes d'azote supérieur à celui correspondant au simple équilibre thermique à cette température (1) . On peut ainsi obtenir une concentration de 14,5 °/„ vers 2.200" température à laquelle la dissociation de l'oxyde d'azote ne se fait que lentement. Haber et Ivoenigonl réalisé ces expériences en employant un arc de haute tension et en agissant sous une faible pression et avec refroidissement. ”

“ Les expériences ont été assez satisfaisantes pour quelques métaux et, en particulier, avec le magnésium et l'aluminium.
Azoture de magnésium : préparation de l'ammoniaque.
La fixation de l'azote par le magnésium demande qu'on agisse non sur le métal lui-même mais sur un de ses alliages. L'opération réussit particulièrement bien avec l'alliage magnésium-élain. Elle s'effectue de la façon suivante :
On part de la carnallite, chlorure double de potassium et de magnésium que l'on rencontre principalement à Stassfurt. dans laquelle on fait dissoudre, une certaine quantité de magnésie. ”

“ Siemens et Halske ont imaginé un appareil à effluves destiné à la production de l'acide nitrique avec formation initiale d'ozone et dans lequel ce dernier corps, en se décomposant, fournirait la quantité d'oxygène nécessaire à la formation des oxydes d'azote gazeux. Si l'on désire préparer du nitrate d'ammoniaque, ce qui est toujours plus avantageux au point de vue pratique que la préparation d'acide nitrique seul, il suffiL d'ajouter au courant d'air chimiquement influencé pur l'effluve une certaine quantité de gaz ammoniac. ”

“ Lorsqu'on se sert pour réaliser ces phénomènes d'un courant alternatif, tous les arcs qui ont une direction positive à un instant donné passent, dans un sens, tandis que fous les arcs qui ont une direction négative, au même instant, passent, dans l'autre : c'est pour celle raison que le phénomène se manifeste toujours dans ce cas. à l'oeil, sous tonne d'un disque lumineux et complet, alors qu'avec le courant continu on ne perçoit qu'un demi-disque. ”