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perte en combustible que la plus forte quantité exigée par le procédé Leblanc. Il est donc tout indiqué d'opérer dans les deux procédés sur de grandes quantités, et le combustible nécessaire à cet effet ne peut être considéré comme perdu. La méthode électrolytique est de beaucoup la meilleure qui puisse procurer l'énergie nécessaire pour scinder la molécule du chlorure de sodium en un composé alcalin de soude et en chlore. Je n'ai pas besoin de vous rappeler qu'en faisant passer un courant électrique dans une solution de chlorure de sodium, on obtient, à une électrode, une solution de soude caustique avec dégagement d'hydrogène et à l'autre du gaz chlore. L'application du courant électrique à la fabrication de la soude a fait l'objet d'un brevet daté de novembre 1851 (n° 13620). L'inventeur, M. W. Cook, emploie cet effet à une longue cuve divisée, suivant sa longueur, en trois compartiments, par des diaphragmes poreux, les deux extérieurs sont remplis d'une solution saturée de sel; le compartiment intermédiaire, d'eau. On place 2 gueules de fer écossais dans les compartiments extérieurs et 2 plaques de cuivre dans le compartiment central. On établit une communication entre le fer et le cuivre et l'on ferme hermétiquement la cuve au moyen d'un couvercle dans lequel on lève un tuyau d'échappement pour le gaz hydrogène. Dans une cuve de 11 X 6 X 3 pieds, on peut décomposer en sept jours l'équivalent d'une tonne de carbonate de soude. Le fer est converti en chlorure ferreux. D'après les données très précises de l'auteur, 2,489 livres de sel donnent 2,240 Na2CO3 ou 1321 de NaOH, et consomment 11,51 livres de fer; autrement dit 28 parties de fer donnent 32 parties de soude caustique sèche (NaOH) provenant de 60 parties de sel ordinaire. Cela montre immédiatement que l'inventeur n'a jamais essayé. La solution de soude caustique contiendrait 40 livres de soude par pied cube et un peu de sel. Je me borne à mentionner cette seule tentative d'utilisation de l'électricité galvanique, car les batteries sont en dehors de la question. Le seul autre moyen dont nous disposons pour produire des courants
la cuve au moyen d'un couvercle dans lequel on lève un tuyau d'échappement pour le gaz hydrogène. Dans une cuve de 11 X 6 X 3 pieds, on peut décomposer en sept jours l'équivalent d'une tonne de carbonate de soude. Le fer est converti en chlorure ferreux. D'après les données très précises de l'auteur, 2,489 livres de sel donnent 2,240 Na2CO3 ou 1321 de NaOH, et consomment 11,51 livres de fer; autrement dit 28 parties de fer donnent 32 parties de soude caustique sèche (NaOH) provenant de 60 parties de sel ordinaire. Cela montre immédiatement que l'inventeur n'a jamais essayé. La solution de soude caustique contiendrait 40 livres de soude par pied cube et un peu de sel. Je me borne à mentionner cette seule tentative d'utilisation de l'électricité galvanique, car les batteries sont en dehors de la question. Le seul autre moyen dont nous disposons pour produire des courants électriques est la machine dynamo-électrique. Les courants thermo-électriques sont maintenant hors de cause. La pyrodynamo d'Alexisson est encore dans l'enfance et je crains bien qu'elle ne soit pas apte à produire plus d'électricité, avec une quantité donnée de combustible, que la dynamo ordinaire qui a maintenant atteint un haut degré de perfection. Pour convertir la chaleur dégagée par le combustible en la forme utile d'un courant électrique, il faut tout d'abord la transformer en énergie mécanique, puis en courant électrique. J'ai déjà rappelé la formule de Zeuner permettant de calculer l'énergie mécanique utilisable que l'on peut obtenir comme limite théorique d'un foyer de chaleur. Si l'on avait affaire à un moteur à air chaud parfait travaillant entre les températures extrêmes de 1200 et 20° centigrades, on pourrait retirer de 8,000 unités de chaleur par livre de charbon brûlé 67.4 pour 100 en énergie mécanique. Vous savez, pour la plupart, les efforts tentés par M. Hargreaves pour construire une machine à air chaud ou thermo-dynamique qui utiliserait un très grand intervalle de température. Dans le discours auquel j'ai déjà fait allusion, il disait avoir réussi à abaisser jusqu'à 1 1/2 livre la consommation du combustible par cheval-vapeur. Depuis lors, il a
de perfection. Pour convertir la chaleur dégagée par le combustible en la forme utile d'un courant électrique, il faut tout d'abord la transformer en énergie mécanique, puis en courant électrique. J'ai déjà rappelé la formule de Zeuner permettant de calculer l'énergie mécanique utilisable que l'on peut obtenir comme limite théorique d'un foyer de chaleur. Si l'on avait affaire à un moteur à air chaud parfait travaillant entre les températures extrêmes de 1200 et 20° centigrades, on pourrait retirer de 8,000 unités de chaleur par livre de charbon brûlé 67.4 pour 100 en énergie mécanique. Vous savez, pour la plupart, les efforts tentés par M. Hargreaves pour construire une machine à air chaud ou thermo-dynamique qui utiliserait un très grand intervalle de température. Dans le discours auquel j'ai déjà fait allusion, il disait avoir réussi à abaisser jusqu'à 1 1/2 livre la consommation du combustible par cheval-vapeur. Depuis lors, il a abandonné l'emploi des combustibles liquides et obtenu des résultats encore meilleurs par l'emploi des combustibles gazeux. Fait remarquable à l'Exposition de Munich, pas une seule machine à air chaud n'était exposée. Les ingénieurs allemands paraissent chercher dans l'emploi du combustible gazeux la solution du problème de la conversion de la chaleur en force motrice efficace, et les résultats obtenus avec les moteurs à gaz marchent de pair avec ceux donnés par les meilleures machines à vapeur. D'après plusieurs documents publiés, je trouve qu'une tonne de charbon, convertie en 10,000 pieds cubes de gaz, donne 400 chevaux-vapeur par heure; mais il faut faire entrer en ligne de compte le coke et l'ammoniaque produits; si le gaz est préparé dans ce but, la cornue remplace la chaudière. Une tonne de charbon donne généralement 1000 chevaux-vapeur par heure avec les meilleurs systèmes de chaudières, mais plus souvent 500 à 600 chevaux-vapeur seulement. Quelques ingénieurs espèrent arriver à convertir la totalité du charbon en gaz pour lui faire produire de la force motrice; mais la vieille conception des machines à air chaud paraît complètement abandonnée. Pour le moment, cependant, nous devons considérer la machine à vapeur ordinaire comme l'unique moyen de convertir de très
chaleur en force motrice efficace, et les résultats obtenus avec les moteurs à gaz marchent de pair avec ceux donnés par les meilleures machines à vapeur. D'après plusieurs documents publiés, je trouve qu'une tonne de charbon, convertie en 10,000 pieds cubes de gaz, donne 400 chevaux-vapeur par heure; mais il faut faire entrer en ligne de compte le coke et l'ammoniaque produits; si le gaz est préparé dans ce but, la cornue remplace la chaudière. Une tonne de charbon donne généralement 1000 chevaux-vapeur par heure avec les meilleurs systèmes de chaudières, mais plus souvent 500 à 600 chevaux-vapeur seulement. Quelques ingénieurs espèrent arriver à convertir la totalité du charbon en gaz pour lui faire produire de la force motrice; mais la vieille conception des machines à air chaud paraît complètement abandonnée. Pour le moment, cependant, nous devons considérer la machine à vapeur ordinaire comme l'unique moyen de convertir de très grandes quantités de chaleur en énergie mécanique, et ce sera longtemps encore le moyen employé pour convertir la chaleur en énergie mécanique. La meilleure machine Compound condensation et à enveloppes connue jusqu'ici demandait environ 2 livres de combustible par cheval-vapeur-heure effectif, ce qui revient à dire qu'entre les 8,000 unités de chaleur qu'une livre de charbon donnerait par sa combustion seule, environ 640 sont converties en énergie utile, de sorte que si l'on compare cela avec la réaction dont j'ai parlé dans le procédé Leblanc, il faudrait, pour lui fournir de cette manière les 98,000 unités de chaleur, 153 parties de combustible au lieu des 140 employées actuellement à cette fin. Cette comparaison n'est cependant pas tout à fait exacte, puisque les résultats obtenus ne seraient pas les mêmes; je ne l'ai faite que pour montrer qu'on ne gagne, en réalité, rien en employant du combustible d'abord à produire de la vapeur, puis à actionner une machine à vapeur et la dynamo pour produire ensuite de la chaleur, au lieu de se servir directement du combustible pour le chauffage où les températures nécessaires sont dans les limites permises par le chauffage direct. Dans les derniers systèmes proposés pour la conversion
de chaleur qu'une livre de charbon donnerait par sa combustion seule, environ 640 sont converties en énergie utile, de sorte que si l'on compare cela avec la réaction dont j'ai parlé dans le procédé Leblanc, il faudrait, pour lui fournir de cette manière les 98,000 unités de chaleur, 153 parties de combustible au lieu des 140 employées actuellement à cette fin. Cette comparaison n'est cependant pas tout à fait exacte, puisque les résultats obtenus ne seraient pas les mêmes; je ne l'ai faite que pour montrer qu'on ne gagne, en réalité, rien en employant du combustible d'abord à produire de la vapeur, puis à actionner une machine à vapeur et la dynamo pour produire ensuite de la chaleur, au lieu de se servir directement du combustible pour le chauffage où les températures nécessaires sont dans les limites permises par le chauffage direct. Dans les derniers systèmes proposés pour la conversion du sel ordinaire en alcali par l'électrolyse, on emploie le courant de façon à obtenir du chlore en même temps. La réaction résultant de la décomposition électrolytique du sel ordinaire peut, d'après l'inventeur, s'exprimer ainsi. Cette réaction est endothermique et demande 53,060 unités de chaleur par 58.5 de NaCl. Fait très remarquable si l'on fournit ces 53,060 unités de chaleur sous forme d'électricité, la réaction se fera à toute température, tandis que si on les fournit en chaleur, elle ne se produira pas, si ce n'est peut-être à de très hautes températures. C'est ce qui me fait croire qu'aux températures auxquelles la chaleur fait son œuvre, c'est uniquement le travail équivalent à la chaleur qu'on utilise, c'est-à-dire celui donné par quelque formule, comme celle de Zeuner. mais non celle donnée par la formule H2O. C'est ici qu'éclate la supériorité de la méthode électrolytique sur la méthode directe qui consiste 1° à pouvoir donner de l'énergie à la température ordinaire; et 2° à permettre l'emploi de plus grands écarts de température dans la transformation de la chaleur en travail mécanique que dans l'application directe de la chaleur. Ces avantages ne vont cependant pas sans de sérieux inconvénients. Les forces moléculaires sont
très remarquable si l'on fournit ces 53,060 unités de chaleur sous forme d'électricité, la réaction se fera à toute température, tandis que si on les fournit en chaleur, elle ne se produira pas, si ce n'est peut-être à de très hautes températures. C'est ce qui me fait croire qu'aux températures auxquelles la chaleur fait son œuvre, c'est uniquement le travail équivalent à la chaleur qu'on utilise, c'est-à-dire celui donné par quelque formule, comme celle de Zeuner. mais non celle donnée par la formule H2O. C'est ici qu'éclate la supériorité de la méthode électrolytique sur la méthode directe qui consiste 1° à pouvoir donner de l'énergie à la température ordinaire; et 2° à permettre l'emploi de plus grands écarts de température dans la transformation de la chaleur en travail mécanique que dans l'application directe de la chaleur. Ces avantages ne vont cependant pas sans de sérieux inconvénients. Les forces moléculaires sont considérables en comparaison des forces mécaniques et demandent, par suite, de plus vastes installations pour leur mise en œuvre. La plus grande dynamo dont j'ai entendu parler a été construite pour la fabrication de l'aluminium suivant le procédé Cowles par la compagnie Brush. D'après mes renseignements, cette dynamo donne un courant un peu supérieur à 3,000 ampères. Cela paraît beaucoup, mais, en réalité, un ampère fait très peu de travail. Nombre de mes amis m'ont consulté de temps à autre sur la batterie à adopter pour certains procédés électrolytiques pour obtenir, par exemple, 1 ou 2 kilogrammes de produit. Le public, en général, n'a pas une notion exacte de la grande quantité d'électricité qu'exigent les opérations électrolytiques, et il est enclin à croire tout ce qu'on lui dit. Il ne lui semble pas qu'il soit bien difficile de produire 5,000 barils de sucre raffiné au moyen de l'électricité. Pour vous montrer combien peu de matière un ampère peut décomposer, je vous dirai qu'il faudrait faire passer un courant de 1000 ampères nuit et jour, pendant trois ans, pour produire électrolytiquement une tonne de gaz hydrogène ou son équivalent en toute autre matière. J'estime que c'est là la démonstration la plus
courant un peu supérieur à 3,000 ampères. Cela paraît beaucoup, mais, en réalité, un ampère fait très peu de travail. Nombre de mes amis m'ont consulté de temps à autre sur la batterie à adopter pour certains procédés électrolytiques pour obtenir, par exemple, 1 ou 2 kilogrammes de produit. Le public, en général, n'a pas une notion exacte de la grande quantité d'électricité qu'exigent les opérations électrolytiques, et il est enclin à croire tout ce qu'on lui dit. Il ne lui semble pas qu'il soit bien difficile de produire 5,000 barils de sucre raffiné au moyen de l'électricité. Pour vous montrer combien peu de matière un ampère peut décomposer, je vous dirai qu'il faudrait faire passer un courant de 1000 ampères nuit et jour, pendant trois ans, pour produire électrolytiquement une tonne de gaz hydrogène ou son équivalent en toute autre matière. J'estime que c'est là la démonstration la plus claire des désavantages de l'électrolyse. Si, au lieu de la tonne anglaise, on rapporte à 1000 kilogrammes, la proportion sera suffisamment exacte pour servir de base aux calculs et est facile à retenir. Voici donc un côté faible de la méthode électrolytique, mais il n'est pas le seul. Bien que l'on prétende chaque jour, et je pense que cela est vrai, que l'on est arrivé, dans la construction des dynamos, à un degré de perfection tel que l'on peut transformer en électricité 10 pour 100 du travail moteur et que 90 pour 100 de l'électricité ainsi produite sont employés pour le circuit extérieur, c'est-à-dire pour l'électrolyse, cependant, même dans les applications les plus simples de l'électrolyse, le travail effectué est bien inférieur à celui que l'on obtiendrait par le calcul en partant de cette base. Prenons comme exemple le raffinage du cuivre. C'est une des opérations les plus simples que l'on exécute actuellement sur une large échelle. D'après des données récentes, les frais d'une installation pour le raffinage de 30 tonnes de cuivre par mois sont d'environ 1000 à 1250 liv. sterl. par mois, se décomposant en 450 liv. sterl. pour une dynamo, 300 liv. sterl. pour une machine de
l'on prétende chaque jour, et je pense que cela est vrai, que l'on est arrivé, dans la construction des dynamos, à un degré de perfection tel que l'on peut transformer en électricité 10 pour 100 du travail moteur et que 90 pour 100 de l'électricité ainsi produite sont employés pour le circuit extérieur, c'est-à-dire pour l'électrolyse, cependant, même dans les applications les plus simples de l'électrolyse, le travail effectué est bien inférieur à celui que l'on obtiendrait par le calcul en partant de cette base. Prenons comme exemple le raffinage du cuivre. C'est une des opérations les plus simples que l'on exécute actuellement sur une large échelle. D'après des données récentes, les frais d'une installation pour le raffinage de 30 tonnes de cuivre par mois sont d'environ 1000 à 1250 liv. sterl. par mois, se décomposant en 450 liv. sterl. pour une dynamo, 300 liv. sterl. pour une machine de 6 chevaux, le restant pour les cuves à électrolyse. S'il faut donc une machine de 6 chevaux par mois pour obtenir 30 tonnes de cuivre, cela revient à dire non pas que l'on utilise 80 pour 100 de la force motrice, mais qu'il y en a 80 pour 100 de perdu. D'après MM. Siemens Halske, 7 à 8 chevaux-vapeur donneront 230 à 300 kilogrammes de cuivre par jour, ce qui dénote une perte de près de 50 pour 100. Une autre personne compétente déclare que 6 chevaux-vapeur produisent 272 kilogrammes de cuivre par jour; l'installation nécessaire pour produire ce quart de tonne par jour occupe une superficie de 80 mètres carrés, et il faut cinq mois pour produire des plaques de 1 centimètre, c'est-à-dire d'un demi-pouce d'épaisseur. La cause de cette perte de force n'est pas difficile à trouver. La différence de potentiel entre une plaque pure et une plaque impure est d'environ 0.25 volt. Si la résistance totale des conducteurs en plomb et du liquide s'élève à un total de 0.001 ohms, il faudra, pour envoyer 1000 ampères dans la cuve, une force électro-motrice de 1.25 volt, et si la résistance n'est que de 0.0005 ohms, 1/2 volt par
perdu. D'après MM. Siemens Halske, 7 à 8 chevaux-vapeur donneront 230 à 300 kilogrammes de cuivre par jour, ce qui dénote une perte de près de 50 pour 100. Une autre personne compétente déclare que 6 chevaux-vapeur produisent 272 kilogrammes de cuivre par jour; l'installation nécessaire pour produire ce quart de tonne par jour occupe une superficie de 80 mètres carrés, et il faut cinq mois pour produire des plaques de 1 centimètre, c'est-à-dire d'un demi-pouce d'épaisseur. La cause de cette perte de force n'est pas difficile à trouver. La différence de potentiel entre une plaque pure et une plaque impure est d'environ 0.25 volt. Si la résistance totale des conducteurs en plomb et du liquide s'élève à un total de 0.001 ohms, il faudra, pour envoyer 1000 ampères dans la cuve, une force électro-motrice de 1.25 volt, et si la résistance n'est que de 0.0005 ohms, 1/2 volt par cuve, cela donne le compte de la perte totale de 50 pour 100 de l'énergie calculée comme devant être à 1/4 de volt. Là où l'on emploie des dynamos susceptibles de donner un fort voltage, on s'expose, par surcroît, à un risque considérable de pertes par coulage. Il est donc évident que l'électrolyse demande, dans la pratique, beaucoup plus d'électricité pour une même quantité de travail effectué que ne l'indique la théorie. Dans la conversion de la chaleur en énergie chimique par l'électricité, nous avons donc à parer à une triple cause de pertes 1° perte de chaleur pendant sa conversion en énergie mécanique, 90 pour 100; 2° perte de 20 pour 100 pendant la conversion de l'énergie mécanique en courant; 3° pendant l'application du courant, une perte que l'on ne peut évaluer à l'avance; mais, prise dans l'ensemble, la description que je viens de faire jusqu'ici de l'application de l'électrolyse à la fabrication de la soude avec le sel ordinaire ne paraît pas très riche de promesses. En mettant à 1/4 pence le prix d'un cheval-vapeur-heure et admettant un rendement de 80 pour 100 pour la conversion de la force mécanique en courant électrique et de 50 pour 100
évident que l'électrolyse demande, dans la pratique, beaucoup plus d'électricité pour une même quantité de travail effectué que ne l'indique la théorie. Dans la conversion de la chaleur en énergie chimique par l'électricité, nous avons donc à parer à une triple cause de pertes 1° perte de chaleur pendant sa conversion en énergie mécanique, 90 pour 100; 2° perte de 20 pour 100 pendant la conversion de l'énergie mécanique en courant; 3° pendant l'application du courant, une perte que l'on ne peut évaluer à l'avance; mais, prise dans l'ensemble, la description que je viens de faire jusqu'ici de l'application de l'électrolyse à la fabrication de la soude avec le sel ordinaire ne paraît pas très riche de promesses. En mettant à 1/4 pence le prix d'un cheval-vapeur-heure et admettant un rendement de 80 pour 100 pour la conversion de la force mécanique en courant électrique et de 50 pour 100 pour la conversion de ce courant en énergie moléculaire, je trouve que la décomposition d'une tonne de sel pour en extraire du gaz, une solution contenant de la soude caustique et autres choses (il ne peut y avoir quoi que ce soit d'autre) coûterait près de 4 liv. sterl. Dans le procédé Leblanc, le produit de la vente de la totalité des produits provenant d'une tonne de sel est inférieur à 6 liv. sterl. Je m'en tiendrai là pour ce qui a trait aux divers modes d'application de l'énergie aux réactions endothermiques. Jetons maintenant un coup d'oeil sur l'autre partie du problème qui consiste à maintenir séparées les molécules dissociées et à les empêcher de se recombiner. On emploie naturellement, dans le procédé Leblanc, les moyens chimiques habituellement mis à profit à cet effet. On sépare le chlore du sodium en convertissant le chlore en un composé gazeux peu soluble dans la solution dont il sort, à la température de la réaction. Pour séparer le soufre du sodium, on le convertit en un composé du soufre insoluble. De même, dans le procédé de la soude à l'ammoniaque, on convertit la soude en un composé relativement insoluble, le chlore restant dans
le procédé Leblanc, le produit de la vente de la totalité des produits provenant d'une tonne de sel est inférieur à 6 liv. sterl. Je m'en tiendrai là pour ce qui a trait aux divers modes d'application de l'énergie aux réactions endothermiques. Jetons maintenant un coup d'oeil sur l'autre partie du problème qui consiste à maintenir séparées les molécules dissociées et à les empêcher de se recombiner. On emploie naturellement, dans le procédé Leblanc, les moyens chimiques habituellement mis à profit à cet effet. On sépare le chlore du sodium en convertissant le chlore en un composé gazeux peu soluble dans la solution dont il sort, à la température de la réaction. Pour séparer le soufre du sodium, on le convertit en un composé du soufre insoluble. De même, dans le procédé de la soude à l'ammoniaque, on convertit la soude en un composé relativement insoluble, le chlore restant dans la solution. Cette partie du problème se trouve donc résolue efficacement dans les deux cas. La méthode électrolytique fait de même dans les opérations métallurgiques auxquelles on l'a appliquée avec succès. Le cuivre qui se dépose à l'électrode positive est dissous et reprécipité à l'état pur au pôle négatif. Une partie des impuretés reste en solution l'autre se dépose au fond de la cuve. La condition essentielle de séparation des produits entre eux et de la matière première est donc réalisée. Mais si nous nous occupons maintenant de l'électrolyse du sel, nous nous heurtons à de bien plus sérieuses difficultés, qu'à ma connaissance aucun inventeur n'a pu jusqu'ici surmonter; je crains qu'on ne puisse y arriver avant d'avoir fait de notables progrès en électrolyse. En premier lieu, pour utiliser de la façon la plus complète le travail des machines, il faut rapprocher les électrodes le plus possible. Mais si, tout à proximité du four, de l'endroit où le chlore doit être dégagé, se trouve une solution de soude caustique, quel est le chimiste qui pourrait espérer obtenir la totalité du chlore produit par le courant et que la soude caustique reste inaltérée en présence d'un courant de gaz chloré? Le