Urbain Le Verrier

“ La métallurgie du cuivre est très peu développée en France, des minerais de ce métal sont rares dans notre pays, les gisements sont pauvres, ou très limités, comme celui de la Prugne (Allier) qui a donné du cuivre panaché superbe, mais qui a été épuisé en quelques années.
L'Angleterre, possédant des filons réguliers1, beaucoup mieux placée, du reste, pour faire venir les minerais de toutes les contrées et pour les traiter avec les charbons que lui donnent à vil prix ses houillères situées près des ports, l'Angleterre est de beaucoup le pays d'Europe qui produit le plus de cuivre. ”

“ Veut-on un métal dur sans aigreur, comme il en faut pour les blindages? On ajoute du nickel, qui, sans diminuer la résistance, donne à l'acier la structure fibreuse et la souplesse du fer doux.
Cet emploi des alliages sera le fait caractéristique de la phase où la métallurgie de l'acier entre depuis quelques années. Il y a longtemps que les métaux fusibles, comme le cuivre, sont employés de préférence sous forme d'alliage. Pour chaque usage spécial, on a des formules différentes de bronze ou de laiton, et on modifie ainsi les qualités du cuivre suivant le but à atteindre. ”

“ Le nickel et le cobalt forment avec le chrome, le manganèse et le fer une sorte de famille dont ce dernier serait de droit le chef par le rôle prépondérant qu'il a pris dans l'industrie. Tous ces métaux se trouvent dans la nature à l'état d'oxydes, souvent mélangés ensemble : ils ont des propriétés chimiques et physiques très analogues; ils peuvent s'allier presque en toute proportion sans cesser d'être malléables ; ils
s'allient au contraire plus difficilement avec les autres métaux usuels comme le cuivre, le plomb, qui sont bien plus fusibles. ”

“ Or depuis six ans qu'on nous prédit cette révolution, on n'a certainement pas fabriqué mille tonnes d'aluminium dans le monde entier; alors qu'on y produit annuellement de trois à quatre cent mille tonnes de cuivre, et vingt millions de tonnes de fer.
Hâtons-nous de dire cependant que cette fois la déception n'a pas été si complète, et que surtout elle n'est pas définitive. Le développement n'a pas été rapide comme on le croyait, mais il est continu : la consommation d'aluminium est encore infime, mais elle augmente tous les jours. ”

“ La fonte est un composé de fer avec 4 à 5 pour 100 de carbone ; elle contient en outre presque toujours du silicium, souvent du phosphore et du soufre : ces deux derniers en diminuent beaucoup la valeur parce qu'ils rendent le fer cassant. Cet alliage complexe est loin d'avoir les propriétés du fer doux. Il est fusible ; au point de vue mécanique, il a une résistance beaucoup plus faible que le fer, et il est cassant au lieu d'être malléable. Pour le transformer en fer, il faut en séparer le carbone : c'est ce qu'on appelle l'affinage de la fonte. ”

“ C'est pourquoi les roches se composent surtout de silicates d'alumine, de potasse, de soude, de chaux et de magnésie, c'est-à-dire des oxydes du silicium et des métaux les plus légers qui se trouvent posséder en même temps les affinités les plus vives pour l'oxygène. Le fer n'y joue qu'un rôle secondaire, quoiqu'il y en ait un peu partout. ”

“ Il n'exige qu'une faible dépense de travail électrique, parce que la dissolution du métal produit de la chaleur, c'est-à dire de l'énergie, compensant celle qu'absorbe la décomposition du sel.
C'est ce transport qu'on peut régler de manière à ce que le cuivre seul y soit soumis, et que toutes les impuretés qu'il peut contenir restent en route. L'anode est en cuivre brut, la cathode est une plaque de cuivre pur. ”

“ Le haut fourneau est peut-être l'appareil industriel qui par sa nature reste le moins accessible à la main de l'ouvrier et à l'œil du savant.
On lui confie en haut du charbon, du minerai, du calcaire, il rend par le bas de la fonte et des laitiers fondus. ”

“ S'il s'agit d'un oxyde jouant le
rôle de hase forte, comme celui du manganèse, il faut que le laitier soit riche en bases capables de le remplacer et de combattre son affinité pour la silice; c'est surtout la chaux qui remplit cette fonction. Si, au contraire, le corps qu'on veut réduire forme des oxydes acides comme le chrome ou le silicium, pour ne pas le retenir il faut des laitiers moins basiques, et plutôt riches en alumine qui est une base faible. Dans tous les cas, ces laitiers doivent être réfractaires pour ne pas fondre trop vite dans la cuve du fourneau. ”

“ La fonte fondue est versée dans une grande cornue qu'on nomme convertisseur, dont le fond percé de petits trous, laisse arriver des jets d'air fortement comprimé. Non seulement le métal ne se fige pas au contact de l'air froid, mais, sans l'intervention d'aucun foyer extérieur, on voit la température s'élever; il se dégage des gerbes d'étincelles, puis une flamme éblouissante quand le carbone brûle, et à la fin de l'affinage l'acier et le fer sont obtenus bien liquides, résultat difficile et même impossible à réaliser autrefois dans les fours les plus puissants. ”

“ Aussi, lorsqu'il est à l'état d'alliage, l'aluminium peut perdre cette propriété et manifeste alors toute son affinité pour l'oxygène. Si par exemple on le frotte avec du bichlorure de mercure, ce dernier métal est précipité et s'allie à l'aluminium; rien n'est changé dans son apparence, cependant il est devenu très oxydable, on le voit se hérisser de petites houppettes blanches d'alumine qui grandissent à vue d'œil.
L'immunité de l'aluminium est d'ailleurs loin d'être
absolue ”

“ L'acier, après sa fusion, est toujours mélangé d'un peu d'oxyde de fer qui en diminue la fluidité. De plus, il dégage des quantités considérables de gaz qui pro duisent à sa surface une sorte d'ébullition. Lorsqu'il se solidifie, les bulles de gaz emprisonnées produisent, à l'intérieur, des cavités qu'on nomme soufflures. On peut combattre ces défauts par l'addition en petite quantité de corps étrangers tels que le silicium et le manganèse, qui décomposent l'oxyde parce qu'ils ont plus d'affinité pour l'oxygène que le fer. C'est ce qu'on appelle raffiner ou régénérer le métal. ”

“ Bronze d'aluminium. — Lorsqu'on l'allie au cuivre dans des proportions plus fortes, on peut faire des bronzes spéciaux qui ont une ténacité tout à fait remarquable. Le bronze d'aluminium n'est pas, comme on le croit souvent, un métal léger ; il contient au plus 10 pour 100 d'aluminium contre 90 de cuivre ; sa densité n'est pas notablement inférieure à celle des bronzes ordinaires, mais sa résistance est beaucoup plus forte et comparable à celle de l'acier ; il possède en outre la propriété de pouvoir se forger à chaud comme le fer. ”

“ Au point de vue scientifique, la transformation n'a pas été moins radicale. Autrefois on fabriquait dans chaque usine, avec les minerais qu'on avait sous la main, une qualité de fonte toujours à peu près la même, celle que ces minerais donnaient le plus facilement; aujourd'hui, avec n'importe quel minerai, on fait à peu près toutes les qualités qu'on veut. On a même appris à faire des fontes nouvelles contenant en grande quantité des métaux rares ou presqu'inconnus jadis, comme le manganèse et le chrome. ”

“ L'aluminium ne la doit pas à ses propriétés physiques, mais à ses vertus chimiques : il n'y figure pas comme métal, mais comme réactif ; il n'y est pas partie intégrante de l'objet à fabriquer, il intervient pour disparaître après avoir rendu un service.
On en ajoute un peu à l'acier fondu : il s'élimine presque aussitôt en se scorifiant, et vient surnager sous forme d'alumine : on n'en retrouve que des traces insensibles dans le lingot coulé. Mais, quoiqu'il n'ait
fait que passer, il a épuré l'acier, qui est devenu plus fluide et plus propre au moulage. ”

“ Abondant partout, répandu à profusion dans notre sol, sous des formes diverses, il est longtemps resté inconnu et est encore relativement rare sous forme de métal : il y a dans le monde beaucoup moins d'aluminium que d'or. Au point de vue physique, il réunit les qualités ordinaires des métaux, dureté, résistance, etc., à une légèreté qui le ferait prendre pour du bois si on le tenait les yeux fermés. ”

“ Lorsque l'on chauffe un corps dans l'arc voltaïque, une grande partie de l'énergie électrique est dépensée inutilement ; on produit une température exagérée qui provoque des pertes par volatilisation. Au contraire lorsque l'on fait passer le courant à travers une dissolution ou à travers un sel fondu, la résistance qu'il rencontre est relativement faible et la plus grande partie de son énergie est employée à produire des décompositions chimiques. On peut du reste modérer à volonté la température qui se développe. ”

“ Quant aux corps étrangers, ils peuvent se diviser, au point de vue de leurs propriétés chimiques, en deux catégories: les uns, comme le fer, le zinc, sont plus attaquables que le cuivre ; ils ont plus d'affinité pour les acides; les autres, comme le soufre, l'or, l'argent, le plomb, l'étain, sont moins attaquables : l'acide sulfurique n'agit pas sur eux, ou du moins ne les dissout pas (le sulfate de plomb est insoluble) . ”

“ Qu'on les plonge dans l'acide azotique, ce liquide, qui dissout sans peine le fer et le plomb, sera sans action sur l'aluminium. On dirait que ce métal quinteux ne recherche l'oxygène que lorsqu'il faut l'arracher à un premier occupant, et le méprise quand il est disponible. ”

“ On peut alors, par une fusion oxydante, éliminer ce qui reste de soufre, scorifier le fer, et obtenir du cuivre brut ; comme il n'y a que très peu de fer, la scorie, où passe ce métal et qui entraîne une certaine proportion de cuivre, est en quantité très faible, le poids absolu de cuivre ainsi perdu est donc minime ; la perte n'est du reste pas définitive parce que la scorie repasse au traitement avec d'autres mattes. ”

“ Le travail du fourneau se borne, en somme, à faire réagir les unes sur les autres les matières chargées au gueulard et à les exposer à l'action des gaz produits dans l'ouvrage. Pour qu'il s'accomplisse bien, que fautil ? Que le fourneau reçoive un mélange bien dosé où les divers éléments soient en proportions convenables, et que les charges y descendent régulièrement sans se tasser, sans former des engorgements à travers lesquels le gaz ne passerait pas. En deux mots, il faut que le fourneau soit bien nourri et qu'il digère bien. ”

“ Ce n'est pas seulement pour les moulages d'acier que l'aluminium peut être utile; pour toutes les autres fabrications dans lesquelles le métal est soumis à un travail de forge, on trouvera certainement avantage à partir de lingots plus sains et exempts de soufflures ; cela permettra de simplifier le travail et d'avoir moins de rebut.
Pour les aciers très doux, notamment pour les tôles, l'aluminium sera précieux en évitant l'introduction d'éléments étrangers, et en permettant d'obtenir à l'état de fusion du fer presque pur. ”

“ La fabrication de la fonte au haut fourneau est la base de la métallurgie du fer; c'est elle qui assure à un district industriel la prospérité la plus solide. La où il n'y a pas de la fonte à bon marché, les usines ne peuvent vivre que par les fabrications spéciales; situation précaire où il faut se maintenir par une lutte incessante, modifier sans cesse son outillage et ses procédés pour n'être pas distancé. Avec de la fonte à bon marché, on joue sur le velours. ”

“ Nous avons vu que dans tous les autres procédés de raffinage on emploie du manganèse pour réduire l'oxyde de fer, comme le manganèse a une action moins énergique et moins complète que l'aluminium, on est obligé d'en employer un excès, et une partie s'incorpore à l'acier au lieu de s'éliminer par oxydation ; les aciers les plus doux, fabriqués au moyen du ferro-manganèse, contiennent au moins 3 à 4 millièmes de manganèse et 1 à 2 milièmes de carbone. ”

“ La métallurgie du zinc est en effet une des plus délicates ; elle exige des installations considérables et consomme beaucoup de combustible. Elle ne peut prospérer que dans des régions où le charbon est à bon marché, et où l'on peut s'assurer pour longtemps des approvisionnements de minerai dans de bonnes conditions.
L'oxyde de zinc est chauffé avec du charbon dans des tubes ou cornues en terre réfractaire, rangés à côté les uns des autres dans de grands fours; le zinc distille et ses vapeurs sont recueillies dans des condenseurs en tôle fixés à la bouche de chaque cornue. ”