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Annales des mines
France. Commission des
Annales des mines
i
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UrimBKienu
T/S
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J
ANNALES
DES MINES
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Les ÂNNÀtBs DBS Mines sont publiées sous les auspices de TÂdminis-
tration des Mines et sous la direction d*une Commission spéciale, nom-
mée par le Ministre des Travaux publics. Cette Commission, dont font
partie le directeur des routes, de la navigation et des mines et le direc-
teur du personnel et de la comptabilité, est composée ainsi qu'il suit :
MM.
Uatom de la Goupillièrb, insp. gén.,
président.
LoRiBuz, inspecteur général.
AouaLON, insp. gén., professeur à
l'Ecole supérieure des mines.
Carkot, insp. gén., directeur de
TEcole supérieure des mines.
Reller, insp. gén., secrétaire de la
Commission de la statistique de
rindustrie minérale.
WoRMS DE RoMiLLY, insp. gén.
NivoiT, d*
Delafond, d*
DUPORCQ, d"
Cheysson, insp. gén. des ponts et
chaussées, professeur À TEcole
supérieure des mines.
MM.
Potier, ingénieur en chef, prof,
à l'Ecole supérieure des mines.
DOUVILLÉ, d*
Bertrand, d*
Le Ch atelier, d*
Loi>iN, d*
Pelletan, ing. en chef, inspecteur
de l'Ecole supérieure des mines.
Sauvage, ingénieur en chef, prof.
à l'Ecole supérieure des mines.
Chesneau, à*
HUHIBERT, d*
Termier, d*
Beauqby, d*
De Launay, d^
Lebrbton, d*
Zeiller, ingénieur en chef, secré-
taire de ta Commission.
L'Administration a réservé un certain nombre d'exemplaires des
Annales des Mines pour être envoyés soit, à titre de don, aux principaux
établissements nationaux et étrangers consacrés aux sciences et à
l'art des mines, soit à titre d'échange, aux rédacteurs des ouvrages
périodiques, français et étrangers, relatifs aux sciences et aux arts.
Les lettres et documents concernant les Annales des Mines doivent
être adressés, sous le couvert de M. le Ministre des Travaux publics, à
M. l'ingénieur en chef, secrétaire de la Commission des Annales des
Mines.
Les auteurs reçoivent gratis 20 exemplaires de leurs articles.
Ils peuvent faire faire des tirages à part, à raison de 9 francs par
feuille jusqu'à 50, 10 francs de 50 à 100, et 5 francs en plus pour chaque
centaine ou fraction de centaine à partir de la seconde. — Le tirage à
part des planches est payé 10 francs par planche et par cent exemplaires
ou fraction de centaine. Les ptanches extraordinaires sont payées au prix
de revient.
Le brochage, y compris couverture imprimée et faux frais, est payé,
pour une feuille seule ou une fraction de feuille, 3 francs le premier
cent et l',25 pour chaque centaine ou fraction de centaine en plus.
Pour chaque planche, ou chaque nouvelle feuille de texte, il sera payé
0',25 par chaque centaine d'exemplaires.
La publication des Annales des Mines a lieu par livraisons, qui paraissent
tous les mois.
Les douze livraisons annuelles forment trois volumes, dont deux con-
sacrés aux matières scientifiques et techniques, et un consacré aux
actes administratifs et à la jurisprudence. Ils contiennent ensemble
120 feuilles d'impression et 24 planches gravées environ.
Le prix de l'abonnement est de 20 francs pour Paris, de 24 francs pour
les départements et de 28 francs pour l'Etranger.
Tours. — Imprimerie Dbslis Frères. '
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ANNALES
^ MINES
OU
RECUEIL
SUR L'EXPLOITATION DES MINES
NCES ET LES ARTS QUI S'Y RATTACHENT
PUBLliB8
TION DU MINISTRE DES TRAVAUX PUBLICS.
DIXIÈME SÉKIE.
MOIRES. — TOME I.
PARIS
iH. DUNOD, ÉDITEUR
liai des Orands-Augustins, 49
1902
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r
ANNALES
DES MINES
RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
SDR
ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR D'EAU
PAR DES mim C0NTER6EHTES ET DES ORITICES EN MINCE PAROI
Par M. A. RATEAU, Ingénieur au Corps des Mines.
1. Le fonctionnement des turbines à vapeur repose sur
récoulement à grande vitesse de ce fluide. Il est donc
nécessaire, pour calculer ces machines convenablement,
de connaître à fond le phénomène de l'écoulement des
vapeurs. Comme on ne trouve sur ce sujet, dans les
ouvrages de mécanique et de thermodynamique, que des
notions succinctes et incomplètes (et môme quelquefois er-
ronées), j'ai dû entreprendre des recherches expérimen-
tales étendues et précises, pour vérifier les données de la
thermodynamique.
C'est le résultat de ces recherches, faites en 1895-96,
que je vais donner ici. On verra que les formules théo-
riques, correctement interprétées, sont très exacte-
ment vérifiées, et même que les résultats expérimentaux
permettent de déterminer à quelques unités près l'équi-
valent mécanique de la calorie.
Avant de décrire la méthode employée, je rappellerai
sommairement la théorie du phénomène.
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RECHERCHES EXPERIMENTALES
2. Théorie. — L'écoulement des fluides élastiques par
s tuyères diffère considérablement- de Técoulement des
[uides dès que le rapport ^ de la pression d'aval p à la
ession d'amont P est notablement inférieur à l'unité.
Soient :
s, la section transversale de la tuyère en un point quelconque ;
V, la vitesse d'écoulement du fluide en ce point ;
Q, le débit en volume du fluide dans la section s ;
ET, le poids spécifique moyen du fluide à l'état où il se trouve
Dmogène ou hétérogène) en traversant la section s.
On a tout d'abord pour expression du débit Q :
le débit en poids I, égal à cjQ, est lié à la section s
à la vitesse V par la formule ci-après :
{\) K:--rTVs.
Si o est constant, ce qui est le cas des liquides, la sec-
)n s est inversement proportionnelle à V, et V augmente
ujours, par conséquent, quand ^ décroît. Mais il n'en est
us de même avec les fluides élastiques : à mesure que la
ession s'abaisse, ci décroît pendant que V croît, en sorte
le le produit rrV, d'abord croissant, passe par un maxi-
Lim pour décroître ensuite. Dans le cas des gaz, le maxi-
um a lieu pour un rapport ^ des pressions égal à 0,52:
, avec la vapeur d'eau, il a lieu quand ce rapport est
âsin de 0,58, quelle que soit la pression P d'amont (*).
ï donnerai plus loin le calcul de ce maximum.
Ainsi, lorsque la pression d'aval /> est plus basse que
*) La valeur de ce rapport ^ qui rend ciV maximum semble cepen-
Qt dépendre un peu, dans le cas des vapeurs, de la grandeur de P.
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SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 7
0,58 P, il est nécessaire que la tuyère d'écoulement,
d'abord convergente, devienne ensuite divergente, si
Ion veut que la vapeur continue de s'y détendre de ma-
nière que la vitesse atteigne la valeur qui correspond à la
chute de pression de P à /) ; et le rapport de la section
finale 5| de la tuyère à la section s^ au col(*) devra va-
rier avec le rapport ^ des pressions. Dans le col, la
pression est toujours égale à 0,58 P, et la vitesse (qui ne
dépend que de P) ne diffère pas, ainsi qu'Hugoniot Ta
établi (**), de la vitesse du son dans le fluide à l*état oii
il s y trouve.
Si, la tuyère étant construite, on abaisse la pression
d'aval p au-dessous de la valeur py qui correspond
au rapport -^ des sections de sortie et du col, la pression du
fluide à la fin de la tuyère n'est pas />, mais/),, laquelle est
dans un rapport fixe avec la pression d'amont P. A la
sortie de la tuyère, le fluide, entrant brusquement dans
une enceinte où la pression est plus basse que la sienne,
fait en quelque sorte explosion ; c'est pourquoi on voit la
veine fluide se renfler en forme de paraboloïde. Le renfle-
ment de la veine cesse dès que la pression d'aval atteint la
valeur p^ .
Quant au débit de vapeur, il eçt indépendant de
la pression d'aval dès que celle-ci est inforieuro
à 0,58 P, tandis qu'il en dépend, au contraire, quand p est
plus grand que 0,58 P. Il y donc lieu de distinguer deux
cas très différents. Dans le premier, le calcul du débit ne
dépend que de P et la formule est simple; dans le
deuxième, il dépend k la fois de P et de p.
Pour les deux cas, d'ailleurs, c'est la section la plus
{*) J*appeUe « col y> de la tuyère convergente-divergente, la partie la
plus rétrécie.
(•♦) Comptes Bendus de V Académie des Sciences, t. CIII, 1886, p. 100.
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8
RECHERCHES EXPERIMENTALES
rétiécie de la tuyère (au col, si elle est convergente-di-
vergente, ou à la sortie, si elle est seulement convergente)
qu'il faut faire intervenir dans le calcul du débit.
Ce qui précède ne s'applique, bien entendu, qu'aux
tuyères proprement dites. S'il s'agit d'orifices en mince
paroi, le coefficient de contraction K, qui varie beaucoup
avec le rapport ^ des pressions, complique le phénomène.
Nous verrons plus loin les valeurs expérimentales de ce
coefficient.
3. Pormule de la vitesse. — La vitesse V de la vapeur
peut se calculer par deux voies dilTérentes : ou bien par la
mécanique ordinaire, quand on connaît la relation entre le
volume spécifique v et la pression />, ou bien par la thermo-
dynamique, quand on dispose des constantes calorifiques de
la vapeur, c'est-à-dire des tables de Regnanlt pour la
vapeur d'eau.
La première méthode donne la formule générale <lite
de Weisbach :
(2)
V2 .P .
(déjà indiquée par Wantzcl et de Saint- Venant, en 1839),
que Ton pourra intégrer si l'on a la relation entre v et p.
Il faut toujours supposer, dans l'écoulement des fluides
par les tuyères, que la détente est adiabatique, car le
fluide reste si peu de temps dans la tuyère (quelques dix-
millièmes (le seconde) qu'il ne peut céder ou recevoir une
quantité de chaleur appréciable. Or, on sait que, pour le
cas do la détente adiabatique de la vapeur d'eau initiale-
ment saturante, Zeuner a montré (*) qu'on avait approxi-
(•) Théorie mécanique de la chaleur Traduction Arnthal et Cazin,
p. 331.
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SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 9
mativement dans de larges limites de pression :
(3) pv^ ^= constante,
comme pour les gaz, mais avec 7 = 1,1 35 au lieu de 1,41.
En portant v, tiré de cette relation, dans la relation
précédente, on obtient V en fonction de P et p. Tenant
compte, d'autre part, de la formule empirique, indiquée
par Zeuner (rj = 0,587 p^^'^), qui donne le poids spéci-
fique de la vapeur en fonction de la pression, on trouve
pour formule du débit, lorsque p égale 0,58 P :
(4) 1 = 15,26 PW,
1 étant le débit de vapeur en grammes par seconde et par
centimètre carré d'orifice.
Cette formule a été donnée par le D"" Grashof {Théo-
retische Maschinenlehrey t. I, § 111).
D'après la deuxième méthode, développée par Zeuner,
l'énergie cinétique — de Tunité de poids du fluide doit,
quand la détente dynamique s'est effectuée de P àjo, être
égale à Ténergie représentée par le diagramme entro-
pique.
Soient :
To la température de vapeur saturante correspondant à P,
T| celle qui correspond à la pression p.
Traçons le diagramme d'entropie (fig, 1), avec l'entro-
pie S en abscisse et la température absolue T en ordon-
née. AE et DF sont les isothermes de ces températures
Tq et Tj. AD est la courbe d'entropie de l'eau et EF la
ligne de la vapeur saturante. Soit Ble point qui correspond
à l'état de la vapeur en amont de la tuyère au moment
011 elle va y pénétrer. On sait que les poids relatifs du
liquide et de la vapeur, dans le mélange fluide représenté
par le point B, sont entre eux comme les deux segments
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RECHERCHES EXPERIMENTALES
BE et BA (Nous supposons ici, pour plus <le généralité,
que le fluide peut, à Torigine, ne pas être à Tétat de
vapeur saturante). BC est la ligne de détente du fluide
dans lia tuyère ; si cette détente est adiabatique, BC est
une <lroite parallèle à Taxe des températures.
Fio. 1.
L'énergie mécanique totale dé^ eloppée par le fluide pen-
dant sa détente complète do la pression P à la pres-
sion p est représentée sur le diagramme par Taire du tra-
j)èzo ABCl). Cette aire a pour expression simple OL, en
appelant 6 sa hauteur, c'est-à-dire la chute de tempéra-
ture de Tq à Tj, et en représentant par L sa largeur
moyenne MN.
Quand la chute 0 de température est faible, cette
largeur moyenne L peut être, en pratique, prise égale à
la moyenne des deux bases AB et Cl). Mais, si Ton veut
la formule exacte, il faut décomposer le trapèze dans le
rectangle ABCG égal à 0 . AB, et dans le triangle, à hypo-
ténuse curviligne, AGI). Si la vapeur est initialement
saturante, AB égale — ^ /• étant la chaleur de vaporisa-
tion de Teau à la température T^.
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SDR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
La formule de la vitesse est donc, en introduis
coefficient E, équivalent mécanique de la calorie,
(n) V3==:2^E0L.
Quand la vapeur est initialement saturante, or
écrire :
C étant la chaleur spécifique du liquide, et T' étant
1
de la moyenne arithmétique - (Tq -\- T^) des ter
tures extrêmes.
Telle est, sous son expression la plus simp
formule qui sert à calculer la vitesse d'écoulemeni
vapeur. On voit qu'elle suppose la connaissance :
températures qui correspondent aux pressions; !
chaleurs de vaporisation du liquide; 3" de la c
spécifique du liquide. Ces renseignements sont d<
en ce qui concenie TeaUjpar les tables de Regnault
une approximation plus que suffisante pour la prati(
4. Calcul du débit en poids. — Pour calculer le
en poids, il faut d'abord avoir calcule la vitesse
évaluer le poids spécifique de la vapeur dans la sect
la tuyère considérée, enfin tenir compte dé la quan
liquide qui s'est formée pendant la détente adiabati
qui est entraînée dans la vapeur, en faisant ave
un mélange probablement homogène.
Le poids spécifique u de la vapeur d'eau se
des tables de Regnault, à Taide de la formule d
peyron. Il a été calculé une fois pour toutes et se
habituellement dans une colonne supplémentaire des
tirées de celles de Regnault. Quant à la quant
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12 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
liquide formée, il faut la calculer d'après le diagi*amiiic
d'entropie, ou la relever sur un abaque tracé une fois
pour toutes, comme celui que j'ai donné dans mon rap-
port au Congrès International de mécanique appliquée.
Ainsi s'obtient la proportion d'eau ] — x.
Si on néglige le volume spécifique du liquide vis-à-vis
de celui de la vapeur (qui est plusieurs centaines de fois
plus grand), on aura pour le débit en poids,
X
Inversement, étant donné un poi<ls I de fluide coulant
par une tuyère, on peut, par cette formule, calculer la
section transversale nécessaire à récoulement de ce
poids I quand la pression a pris une valeur quelconque/;.
Nous allons voir un exemple de ce calcul.
Auparavant, nous devons remarquer que les deux mé-
thodes employées pour calculer la vitesse et le débit de
vapeur, différentes dans la forme, sont identiques au fond,
parce que c'est précisément des tables de Regnault que
Zeuner a tiré la formule empirique reliant à la pression
le volume spécifique du mélange de vapeur et de liquide
pendant la détente adiabatique ; en sorte que c'est tou-
jours, en définitive, aux tables de Regnault, c'est-à-
dire aux données de la thermodynamique, qu'il faut en
venir.
6. Profil des tuyères à vapeur. — Voici dans le tableau
ci-après, à titre d'exemple, le calcul des vitesses d'écou-
lement de la vapeur initialement saturante, à partir de
la pression P = 10 kilogrammes par centimètre carré.
La première colonne de ce tableau donne la pression/)
pour laquelle on veut calculer la vitesse.
La seconde colonne indique la chute 0 de température.
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SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
13
c'est-à-dire la différence des températures qui corres-
pondent aux pressions P et /).
La troisième colonne donne la valeur de ce que nous
avons appelé précédemment L, c'est-à-dire la somme
9* fi 0
- + ^^ OÙ r = T — -î approximativement.
La quatrième colonne exprime alors la vitesse d'écoule-
ment V en mètres par seconde, calculée d'après la formule
précédente (6).
Calcul des vitesses et des sections théoriques d'écoulement rfe la vapeur
d'eau saturante. — Pression initiale, 10 kgjcm^.
À ett le rapport du rayon de la section d'écoulement correspondant à la pression indiquée dans la
première colonne, an rayon de la section du col de la tuyère.
p
\
^ + oJ
V
CI
niV
X
1.000 —
X
kp/cms
T^2T-e
m /sec
ctV
1
2
:i
4
5
6
7
8
9
10
9
4»
,521
1,0673
200,554
4,6160
925,757
0,9933
1,0730
1,2358
8
9
,427
1,0728
290,347
4,13;M
1.20O,a32
0,9858
0,8*215
1,0813
7
14
,862
1,0791
365,629
3,6467
1.333,338
0,9767
0,7325
1,0210
6
2t)
,m
1,0860
435,417
3,1558
1.374,012
0,9673
0,7041
1,0009
5,9
21
,596
1,0868
442,330
3,1065
1.374,100
0,9661
0,7031
1.00024
5,8
22
,258
1,0875
449,188
3,0570
1.373,169
0,9650
0,70276
\.
5,75
22
,594
1,0879
452,650
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1.372,523
0,ÎK>46
0,70279
1,00007
5,7
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456,076
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1.371,aV)
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1,00015
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1,0892
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0,70:i3l
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0,70483
1,0015
5
27
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1,0942
504,445
2,6596
1.341,620
0,9562
0,71272
1,0071
4
3fi
,078
1,10:^8
576,152
2,1572
1.2'i2,875
0,9432
0,75885
1,0392
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46
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1,1159
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1,6466
1.078,116
0,9279
0,86067
1,1066
2
59
,:«6
1,1328
748,580
1,1250
842,150
0,9068
1,0768
1,2.378
î
79
,808
1,1591
878,121
0,5860
514,579
0,875h
1,7016
1,5563
0,8
85
,8H4
1,1673
914,152
0,4749
434,131
0,8654
1,9934
1,6S',2
0,6
93
,404
1,1775
957,4tH)
0,3021
346,707
0,85.35
2,4617
1.8718
0,4
ia3
,425
1,1014
1.013,470
0,2470
250,328
0,8374
3,3'.,52
2,1820
0,3
ito
148
1,2011
1.050,140
0,1882
197,6:i7
0.82,59
4,1789
2,4:i86
Dans la cinquième colonne, on trouve la valeur du
poids spécifique ci, qui correspond à la pression /;.
La sixième colonne contient le produit nV.
Dans la septième colonne, se trouve indiqué le titre x
en vapeur du mélange qui s'écoule quand il est parvenu
à la presion p, adiabatiquement. C'est à l'aide du dia-
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CHERCHES EXPERIMENTALES
)ie que ce titre x est calculé, ou, ce qui
5, par la formule de Zeuner :
T, - To "^'""^To
me colonne, est indiqué le quotient de x
t, pour éviter d'écrire beaucoup de zéros,
e fois ce quotient :
1.000-^.
'écoulement d'une tuyère devant débiter
iné de vapeur, seraient proportionnelles
X
1.000 -rrz* Pour les avoir en valeur
ctV
ait se donner un débit I de vapeur déter-
les nombres inscrits dans cette colonne,
\ les sections d'écoulement, d'abord dé-
u*à/? = 0,58 P, vont ensuite en croissant
st pour déterminer aussi bien que possible
inimum que nous avons resserré les in-
essions p dans le voisinage de la va-
\ traçant la courbe de la quantité ^
pression jo, on détermine, avec une ap-
si grande que le permettent les tables
position et la valeur du minimum,
péter les mêmes calculs en pai'tant d'une
quelconque; je me suis livré à ce fasti-
urquelquespressions initiales échelonnées,
rs que la position du minimum varie légè-
pression P, autour de la valeur 0,58 P.
:ine carrée de la quantité ■' ^ et for-
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SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
15
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RECHERCHES EXPERIMENTALES
i rapport de cette racine carrée à sa plus petite
nous avons alors une quantité que nous appel-
^ et à laquelle seraient proportionnels les rayons
diamètres d'une tuyère, à sections circulaires,
lelle Técoulement de la vapeur aurait lieu. Les
de X sont inscrites dans la dernière colonne du
En portant en abscisse soit />, soit une fonction
que de p (par exemple le logarithme de/?), et, en
ie, la valeur de X, on peut représenter le profil
linal des tuyères servant à Técoulement des vapeurs.
2 donne cette courbe, qui nous sert effectivement
1er rapidement les tuyères dès turbines à vapeur
laque cas particulier.
tilise cette courbe de la manière suis^ante : Ayant
;ron initiale P et la pression finale ;>, à laquelle la
doit se détendre, on relève l'ordonnée de lacourbe
espond à l'abscisse marquée par la valeur du rap-
• Cette ordonnée indique le rayon de la section
e la tuyère, la section au col ayant pour rayon
îce minimum de la courbe.
mrbe serait, il est vrai, un peu différente suivant
ion initiale; mais, pour les besoins delà pratique,
,tion peut être négligée.
ormule pratique du débit. — Lorsque la tuyère
3ment est convergente, et que la pression d'aval p
\ petite que 0,58 P, le débit ne dépend que de P,
[u'alors la pression /9 à la sortie de la tuyère est
s égale à 0,58 P. Si l'on fait le calcul du débit I
té de section de l'orifice de sortie de la tuyère, ou
le calcul du rapport- qui varie peu, on trouve des
s tels que ceux indiqués dans le tableau ci-après.
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SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
17
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Tome I, 1902.
I
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18 RECHERniKS KXPKRIMEXTALES
Cherchons la foiirtion qui relie la valeur de ce rapport
H la pression P; pour cela, portons en ahscisses, non pas
<les longueurs proportionnelles àP, mais des longueurs pro-
portionnelles à logP, et en ordonnées, lesvaleursdu rap-
port p trouvées d'après les tables de Reguault. Nous remar-
quons que les points ainsi obtenus viennent se ranger
presque rigoureusement sur une ligne droite depuis
P = l kilogramme par centimètre carréjusqu'à P = 13 kilo-
grammes par centimètre carré. Les écarts ne dépassent
pas 1 millième, ainsi qu'on le voit sur la figure de la
PL II, où les points théoriques calculés sont marqués
par des points entourés de cercles. L'on peut donc écrire
la formule empirique très simple suivante :
(7) iz^a-6IogP,
a et b étant deux constantes dont les valeurs les plus
convenables sont : a = 15,20 et A =^ 0,96, le débit étant,
nous le répétons, estimé en grammes par seconde et par
centimètre carré de rorifice de sortie delà tuyère.
Cette formule peut être aussi remplacée par la suivante,
qui lui est à peu près équivalente en pratique, comme Ton
sait ( - étant petit \ :
(8) I--aP*-^^^^
e étant la base des logarithmes naturels; ou bien, en
chiffres,
(9) I =i: r;,20 PO'372"'.
Cette forme est celle de Grashof (la formule de Grashof
est I = 15,20 po-"»''^, quand on suppose le coefficient de dé-
pense égal à Tunité) (*).
(*) Dans cert lins onvratjes a.lenjimJs, on donne comme formule
(\c Grrshnf nie fnniuilo dont le coenhicnt est un peu plus faible
iMio In, 20 ;^ile I p. iOO eiiviroii pour tenir compte de la contraclion <le la
>\ inc.
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Tisr
SDR l/ÉCODLEMENT DE LA VAPEUR D^EAU 19
Pour les applications, la proinière forme est la plus
commode. C'est celle que je préconise.
Nous verrons que nos expériences conduisent à aug-
monter un peu le coefficient 15,20 et aie porter précisé-
ment à la valeur 15,26 adoptée par Grashof .
EXPÉRIENCES.
7. Bipériences précédentes. — Avant le travail que je vais
maintenant exposer et dont je donnerai les résultats com-
plets, on possédait quelques séries d'expériences sur
l^écoulement de la vapeur d'eau : notamment, en France,
celles de Minary et Résal (*) en 1861, puis, plus récem-
ment, celles de M. H. Parenty (**) en 1891 ; en Amérique,
celles de NapierC**) en 1866, puis celles de Peabody et
Kunhard (***') en 1888-1890, Miller et Read (*"***) en
1895; en Angleterre, celles toutes récentes de Rosen-
hain (******) en 1899. Tous ces auteurs ont opéré avec la
même méthode, consistant à recueillir la vapeur, après
qu'elle a traversé la tuyère en essai, dans un condenseur
de surface oii elle se réduit à Tétat d'eau, et à peser
l'eau qui se trouve ainsi condensée pendant un certain
laps de temps.
Mais cette méthode, qu'on peut appeler méthode directe,
présente plusieurs inconvénients:
1" On ne peut sans difficulté opérer sur de grandes
tuyères, car il faudrait alors un condenseur relativement
énorme pour (les expériences, et pourtant il y a utilité à se
servir de grandes tuyères, d'abord pour se rapprocher
(*) Annales des Mînes^ 5" série, t. IX.
{•*) Annales de Chimie et de Physique, mai 18%
(*•*) On the velodty of steam and otherqases, Spon, 18G6.
(****) American Society of Mechanical Enyineevs, 1890.
(••***) Technology quaterly de Boston, 189.;, vol. VIII.
(*••♦•♦) Experimenls on steam-jets [Proc. ofthe Civil Engineers^ 1900).
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20 RECHERCHES EXPERIMENTALES
des conditions de la pratique, et ensuite afln do diminuer
Tinfluence dos frottements et l'influence thermique des
parois ;
2° La durée des séries d'essais est nécessairement
longue, puisque, pour chaque mesure, il faut attendre que
Ton ait un poids d'eau condensée suffisant, ce qui conduit
à faire durer chaque essai dix à quinze minutes ;
3° La méthode comporte peu de précision, à cause des
variations incessantes de la pression aux chaudières. Il est,
en effet, bien difficile de tenir la pression d'une chaudière
à peu près constante pendant une dizaine de minutes, et
les variations se répercutent jusqu'à la tuyère. On doit dès
lors prendre des moyennes, ce qui complique et devient
peu précis;
4** Enfin, on pèse avec la vapeur écoulée Teau qu'elle
entraîne, et la mesure est alors faussée d'une quantité
relative presque égale à la proportion d'eau. C'est pour-
quoi les résultats obtenus sont généralement exagérés.
Ainsi, on voit sur le diagramme de la PI. II, où j'ai
marqué par des triangles les résultats des expériences
*de Résal, que ces expériences ont donné en moyenne
une exagération de 3 p. 100. Celles de Rosenhain et des
autres auteurs donnent des résultats analogues.
8. Expériences actuelles. — Pour s'affranchir de ces
causes d'erreur, il faut s'arranger de façon à exécuter
toutes les lectures dans un instant très court, lorsque le
régime permanent de l'écoulement est suffisamment éta-
bli. Les expériences deviennent alors rapides et précises.
Je suis parvenu à ce résultat par l'application d'une
méthode nouvelle, indirecte, consistant à condenser la
vapeur qui s'est écoulée par la tuyère dans un couran t
d'eau très froide et à mesurer simultanément le débit total
du courant et l'élévation de température de l'eau. Cette
méthode est fondée sur l'emploi d'un éjecto-condenseur
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SUR L^ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR d'eAU 21
Le débit total du courant d eau, après condensation de
la vapeur, est évalué par l'écoulement de ce courant à
travers une tuyère conique, sous une hauteur de charge
que Ton mesure avec soin. Connaissant le débit Q total et
rélévation de température 6, on en déduit le débit X de
vapeur en poids, d'après la chaleur spécifique C et la cha-
leur totale de formation X de la vapeur d*eau, par la foi*-
raule:
/q étant la température initiale de Teau.
Les avantages de cette méthode sont évidents. La durée
de chaque essai individuel n'excédait pas deux à trois
minutes. Il suffisait d'une minute environ pour que le
régime permanent fût établi; et, lorsque tous les appa-
reils de lecture étaient devenus stables, on avait fait
en quelques secondes le relevé de leurs indications ; puis
on changeait les conditions de pression, et ainsi de suite.
Quant à l'exactitude, voici sur quoi j'estime pouvoir
Compter.
9. Ustimation de la précision des mesures. — Les écarts
de température étaient en moyenne de 20"* et la mesure
de chacune des. températures à l'amont et à l'aval de
\
Téjecto-condenseur était faite à ^ de degré près, d'où
1
une erreur moyenne de t-t-t- Toutefois, il s*est introduit,
ainsi que je le dirai plus loin, une cause d'erreur assez
importante : le déplacement du zéro du thermomètre de
Taval pendant le cours des mesures. Ce déplacement a pu
atteindre 2 dixièmes de degré, soit près de 1 p. 100, ou
un demi pour cent en plus ou en moins. Les pressions
d amont et d'aval étaient estimées par différents mano-
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22 RECHERCHES EXPERIMENTALES
mètres : d'abord des numomètres motalliques, et ensuite
un manomètre à mercure pourvu de robinets k trois voies de
manière h pouvoir mettre les branches du manomètre en
communication, soit avec l'atmosphère, soit avec Tinté-
rieur des tuyaux, lorsque la pression, ou la différence
des pressions, ne dépassait pas 1 kilof^ramme par centi-
mètre carré ; je pouvais donc mesurer par le manomètre à
mercure soit la pression d'amont, soit la pression d'aval,
soit la différence de ces pressions. La lecture principale
était celle de la pression d'amont P; je la faisais ordi-
nairement à Taide d'un grand manomètre niétallique de
Boiu'don, fabriqué tout spécialement pour mes expériences
et donnant le centième de kilogramme, ce qui, pour 5 kilo-
grammes de pression moveime, correspond à une approxi-
mation moyeime de 2 millièmes.
La hauteur de charge H sur la tuyère d'écoulement de
l'eau s'élevait en moyenne à 450 millimètres ; comme l'er-
1
reur de lecture était inférieure à - millimètre, on voit
que Terreur d'appréciation sur le débit ne pouvait dépas-
1
ser en moyenne.
Pour évaluer le débit d'après cette hauteur H, il a fallu
préalabiement faire le jaugeage de la tuyère à eau;
j'estime à quelques millièmes au plus Terreur qui a pu
s'introduire dans ce jaugeage, qui sera décrit plus loin.
Le diamètre des tuyères à vapeur a été relevé avec
grande précision à l'aide de mandrins calibrés au cen-
tième de millimètre. Conmie le diamètre moyen était
de 15 millimètres. Terreur sur le diamètre peut atteindre
1 1
et, sur la section, — ^-
1.501) ' ' 750
Une cause d'erreur assez difficile à élinuner est la dila-
tation des tuyères pendant que la vapeur les traverse.
On sait que le coefficient de dilatation du bronze est de
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=-*Tr
SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
23
1
6U0*
La température de rextrémité de la tuyère ne peut
pas être connue avec certitude, mais on peut l'évaluer,
certainement, à une quarantaine de degrés près, et cela
est suffisant, car Terreur qui en résulte est moindre de
1 1
sur le diamètre ou rpr: sur la section.
On voit donc, en résumé, que toutes les erreurs indivi-
duelles des différentes lectures, le déplacementdu zéro du
thermomètre d'aval mis à part, sont de Tordre de 1 k
2 ou 3 millièmes. En s'ajoutant, elles ont pu donner
lieu à des erreurs accidentelles totales, sur les résultats
calculés, dépassant 1 p. lOC), mais, dans Tensemble, si
Ton prend la moyenne, cette moyenne doit être très proba-
blement exacte à moins de quelques millièmes près .
Deux causes d'erreurs systématiques doivent être exa-
minées: 1° l'eau entraînée; 2'' Tinfluence du rayonnement
des appareils.
En ce qui concerne Teau entraînée, il faut remarquer*
que notre méthode restreint autant que possible cette
cause d'erreur, car, en effet, s'il y a, par exemple, 1 p. 100
d'eau entraînée, cette quantité va réduire un peu la
vitesse d'écoulement delà vapeur à travers l'orifice ; elle
tendra , par conséquent, à diminuer la quantité totale écoulée
par seconde ; mais, par contre, cette eau apporte avec
elle de la chaleur qui remplacera, en partie, dans le cou-
rant, celle qui manque par suite de la réduction du débit
de vapeur; de sorte que, au total, si Ton fait le calcul, on
trouve que le déficit relatif réel de chaleur ne sera que la
moitié environ de la proportion d'eau ; cette méthode, on
le voitj si elle n'élimine pas complètement Tinfluence de
Teau entraînée, réduit cette influence à la moitié, et,
d'ailleurs. Terreur est en sens contraire de celle de l'autre
méthode; au lieu d'être en plus, elle se présente en moins.
Au surplus, je me suis arrangé pour avoir très peu
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r RECHERCHES EXPERIMENTALES
eau entraînée, et même pour mesurer cette eau entraînée,
ir le parcours du tuyau d'amenée de vapeur, un peu
ant la tuyère, j'avais placé un séparateur d^eau, et,
lire ce séparateur et la tuyère, j'effectuais une prise
échantillon de vapeur, laquelle était analysée dans un'
•pareil permettant de mesurer l'humidité de la vapeur,
•pareil spécialement conçu pour cet objet. En pratique, je
ivais plus dans le courant de vapeur, après le sépara-
ur, que 2 à 3 millièmes d'eau au plus, en sorte que l'er-
ur de mesure causée par rentraînement d'eau devait être
férieure à 1,5 millième.
Quant à Tinfluence du rayonnement, bien que les appa-
ils n'étaient pas enveloppés, elle était relativement
3s faible à cause du grand débit de vapeur. Pour me
ndre compte de l'importance de la perte de chaleur
r rayonnement, j'ai fait passer dans l'appareil un
tit courant de vapeur à la pression atmosphérique, et
1 recueilli l'eau condensée par le refroidissement des
rois. La quantité ainsi obtenue a été de 2,3 kilo-
ammes dans une heure. Comme la température moyenne
s diverses parties exposées au rayonnement entre la
yère à vapeur et le thermomètre en aval était, pendant
i expériences, généralement très inférieure à 100°, on
ut admettre que le rayonnement n'équivalait pas à
3 kilogramme par heure, alors que le débit était en
)yenne de 500 kilogranmies, d'où une perte relative de
On observera, au reste, que cette influence du rayon-
3nt, de même que celle de Tcau entraînée, n'aurait pu
e causer un déficit dans la quantité do vapeur évaluée.
' nous verrons que les résultats expérimentaux donnent
s chiffres de débit un peu plus élevés que le calcul
éorique fondé sur les tables de Rei^nault.
Une difficulté s est présentée pour le jaugeage du dé-
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^r DE LA VAPEUR D EAU 25
enu dans le courant d'eau. Sous
jecto-condenseur, cet air, d'abord
u, s'est mis à J'état libre, et il
qu'à la tuyère de jaugeage. En
i pas de précautions, il sort par
ulsionnée d'air. Dans ces condi-
d'eau aurait été faussée. Cette
ue en disposant dans la cuve qui
Lin séparateur, grâce auquel l'air
)artie supérieure de la caisse. Il
r une petite tuyère de 3 milli-
vant à le mesurer, tandis que
i bulle d'air, par la tuyère prin-
entale. — C'est pendant Thiver
iences ont été faites dans les
int-Etienne,oii on avait obligeam-
•n un générateur de vapeur sus-
kilogrammes de pression, beau-
grammes à l'heure. J'ai opéré
iliser de l'eau froide à 6** envi-
[)rs, obtenir un échauffement de
jntes ont été successivement sou-
un orifice en mince paroi ; enfin
ir une tuyère convergente-diver-
ergentes sont représentées dans
espectivement un diamètre final
5,19 millimètres et 24,20 mil-
e ordinaire de ib". Quant àTori-
'ésenté aussi dans la PI. II, son
lillimètres.
outes les lectures utiles, la dis-
tait nécessairement compliquée.
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26 RECHERCHES EXPERIMENTALES
On voit Tensemble de cette disposition en perspective à
gauche de la PI. I, et elle est représentée schématique-
ment à droite de cette planche.
T est la tuyère en expérience, disposée dans le joint I,
entre le tuyau d'arrivée de vapeur N et le tuyau d éva-
cuation B.
N, tuyau d'arrivée (diamètre intérieur, 60 millimètres).
B, tuyau d'évacuation (diamètre intérieur, 120 milli-
mètres), pourvu d'une plaque p formant masque pour le
courant de vapeur sortant de la tuyère, de manière à
briser le jet.
A, éjecto-condenseur recevant Teau froide par le
tuyau C et l'évacuant par le tuyau D.
S, tuyère à eau de l'éjecto-condenseur, que Ton peut
approcher ou éloigner du col de Téjocto au moyen de la
manivelle^. Grâce à cette tuyère, il est possible d'étran-
gler le courant de vapeur dans Féjecto.
K est un robinet sur le tuyau d'arrivée de vapeur que
Ton manœuvre par la poignée 18. Au moyen de ce robinet,
on peut faire varier à volonté la pression P en amont de
la tuyère, tandis que, par la tuyère S de l'éjecto, on
modifie à son gré la pression d'aval p.
i est le séparateur d'eau, à force centrifuge. L'eau
séparée est évacuée par le robinet 1 et par le tuyau 2.
L est l'appareil servant à mesurer l'humidité restante
de la vapeur. La description de cet appareil est donnée
dans les Annales des Mines [*). Il se compose d'un ser-
pentin 4, chauffé au moyen du fourneau 5 et d'un mélan-
geur 6, où se réunissent les deux moitiés en lesquelles
on a séparé la prise d'échantillon traversant le robinet 3.
L'une des moitiés va directement au mélangeur, tandis
que l'autre est surchauffée dans le serpentin 4. Le mé-
(*) A. Râteau, Appareils servant à mesurer l humidité' (V une vapeur
{Annales des }tines^ a\Til 1897).
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SDR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
27
lange est évacué par le robinet 7 à pointeau do ré-
glage 9.
La surchauffe dans la moitié du courant qui passe par
le serpentin 4 est mesurée par le thermomètre Z^, et la
surchauffe du mélange est mesurée par le thermomètre t<^ ;
la pression dans le mélangeur se mesure par le mano-
mètre M3. Des indications de ces deux thermomètres et
du manomètre, on déduit Thumidité de la vapeur.
E est la caisse en tAle servant à séparer Tair de Teau
chaude issue de réjecto-condenseur. Cette caisse est cou-
pée vers son milieu par une tôle cintrée i:{, sous laquelle
les bulles d'air. viennent se rassembler. Ces bulles montent
à la partie supérieure de la caisse par le tuyau 14 et
Tair s'écoule dans Tatmosphèro par la petite tuyère J. On
mesure la pression sou? laquelle son écoulement a lieu
par le manomètre à eau 19.
F est la tuyère pour le jaugeage de Teau, ayant une
section finale de 10,î)9 centimètres carrés à 15**. La
charge sous laquelle Técoulement se faisait était mesurée
au moyen du manomètre à eau hh, A côté du manomètre
à eau, est im thermomJ'tre A, permettant de mesurer la
température du manomètre et, par suite, de faire la cor-
rection de densité de IVan.
G est un tonneau, do ir^O litres do capacité, dans
lequel s'écoulait Teau de la tuyère, et servant au jau-
geage de cette tuyère. Ce tonneau est pourvu d'un tube
de cristal latéral KK, permettant de lire exactement le
niveau de l'eau, et d'un robinet d évacuation 10. De plus,
nue t(>le 17 cintrée en arc de cercle recevait le jet d'eau
pour l'étaler en nappe mince, de telle sorte qu'il tombe
dans le tonneau sans rejaillir et sans trop troubler la
surface libre du hquide.
M^, M.,, M3 sont les manomètres métalliipies sei'vant
à mesurer les pressions en amont et eu aval de la tuyère
à vapeur T.
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28 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
cd est le manomètre à mercure dont Tune des branches c
communique soit avec Tamont de la tuyère, soit avec
l'atmosphère par le robinet à trois voies 1 1 , et dont l'autre
branche d communique soit avec Taval de la tuyère, soit
avec l'atmosphère, par le robinet à trois voies 10. Grâce
à ces robinets^à trois voies, je pouvais mesurer, suivant
les cas, la pression amont, la pression aval, ou encore la
différence de Tamont à Taval. En outre, pour évaluer
ces pressions en grandeur absolue, j'avais soin de relever
la hauteur barométrique, ainsi du reste que la tempé-
rature ambiante autour du manomètre à mercure.
^, / sont les thermomètres permettant de mesurer
les températures /q, t^ du courant d'eau avant Téjecto-
condenseur et après réjecto-condenseur. Ces thermo-
mètres, à mercure, étaient gradués en vingtièmes de
degré ; ils ont été préalablement comparés très soi-
gneusement avec un thermomètre étalon Baudin, et j'ai
fait aussi la réduction du thermomètre à mercure à
l'échelle du thermomètre à air, en sorte que, sauf le
déplacement du zéro sur lequel je vais revenir tout à
1
Theure, les températures sont évaluées à — de degré près
ou tout au moins à t-t de degré près au plus, avec l'échelle
du thermomètre à air.
11. Remarques. — Quelques observations sont néces-
saires au sujet de la mesure des pressions et des tempéra-
tures principales.
La lecture des manomètres métalliques, pour la mesure
des pressions, ne présentait aucune difficulté. Pour les
pressions inférieures à 10 kilogrammes par centimètre
carré, j'ai utilisé le manomètre de précision Mi, et, pour
les pressions supérieures, c'est le manomètre étalon M.,
qui me servait. Mais c'est le maniement du manomètre
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>CLEMENT DE LA VAPEUR d'eAU 29
présenté des difficultés. La vapeur, eu
condenser dans le tube au-dessus de la
îure et y formait assez souvent des
ipues par des bulles d'air. Il fallait donc
a due à ces colonnes d'eau en chapelet,
inconvénient, les mesures par le mano-
n'ont pu être toujours aussi exactes que
Cependant, lorsque les colonnes d eau
ntinuité, ce qui s'est présenté quelque-
idans ce cas était certaine,
res c, f plongeaient dans de petits dés
\ l'intérieur des tuyaux oii coulait l'eau,
caution de mettre du mercure dans ces
[ue la transmission de chaleur aux ther-
5e très rapidement. En fait, l'équilibre
thermomètres était atteint en quelques
it se demander si la température indi-
ermomètres était bien la température
s courants d'eau. En ce qui concerne le
acé sur le courant d'eau froide, il ne
doute, parce que la température de ce
3u ; mais il aurait pu ne pas en être de
îrmomètre /*, qui plongeait dans un cou-
mt peu homogène, à la sortie immédiate
lont la température, d'ailleurs, variait
spérience à l'autre. Je pense, toutefois,
ures relevées sont bien à très peu de
npératures moyennes véritables, car, en
)mètre dans le courant d'eau, à la sortie
où la température était évidemment
) dans toute la masse d'eau, j'ai constaté
tre donnait toujours la même indication
1
tre / à — de degré près, tantôt en
plus ; et cette différence peut être attri-
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30 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
buée au retard dans rétablissement de Téquilibre des
températures (après le changement de régime) occa-
sionné par les parois de la caisse en tôle E.
Les thermomètres que j 'ai emplo vos étaient faits avec
du verre ordinaire. Je les avais soigneusement comparés,
ainsi que je viens de le dire, avec un thermomètre de
précision de Baudin, de manière à faire les corrections
nécessaires et à obtenir, si possible, rappré<nation du
vingtième de degré.
Malheureusement, je me suis aperçu, après coup, que
j'avais eu bien tort de ne pas me servir, pour la mesure
de la température de Teau chaude, d un bon thermomètre
en veiTe dur. Je pensais que, jusqu'à 50**, le déplacement
du zéro du thermomètre, occasionné par le recuit du verre,
aurait été négligeable. Mais il n'eu a pas été ainsi.
Mes premiers calculs ayant accusé une diflférence de
plus de 1 p. 100 entre les résultats expérimentaux et les
chiffres théoriques, j'ai soupçonné le thermomètre d'avoir
été infidèle, et j'ai dû le vérifier de nouveau. J'ai cons-
taté alors que son zéro se déplaçait facilement de 2 à
3 dixièmes de degré, quand on le soumettait à une tem-
pérature de 50°, température qui a été quelquefois dépas-
sée dans mes expériences ; puis il revenait progressive-
ment à sa position initiale. Cette fâcheuse variation du
zéro est de nature à fausser jusqu'à plus de 1 p. 100
certains de mes résultats.
Pour réduire au minimum cette influence, j*ai cherché
la position moyenne du zéro, lors iroscillations de tempé-
rature pendant phisieurs jours de suite, et, ayant vu que
cette position moyenne différait de 0**,15 de celle que
j'avais tont d'abord adoptée, il m'a fallu corriger de cette
quantité les résultats que j'avais obtenus tout d'abord.
C'est pourquoi le graphique et la conclusion que je donne
définitivement ici, quant à la formule du débit, ne sont
paî5 identiques à ce qui se lit sur cette question dans
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rjT^-
SUR l'êcodlemknt de la vapeur d'eau 31
mon Rapport au Congrès de Mé(îanique appliquée, en 1900,
sur les « turbines à vapeur «(*).
12. Tarage de la tuyère à eau. — La détermination du
poids total d'eau débité repose sur le coefficient de
dépense de la tuyère à eau. Il était donc essentiel de
mesurer d'abord ce coefficient de dépense avec la plus
grande exactitude possible. C'est ce que j'ai fait à plusieurs
reprises. Le diamètre de sortie de la tuyère est de
37"", 4 à 15°.
J'avais fixé deux repères sur le niveau d'eau en verre
du tonneau dans lequel s'écoulait l'eau sortant de la
tuyère, et j'ai pesé l'eau contenue dans le tonneau entre
ces deux repères. A deux mois d'intervalle, la pesée a
donné les deux chifi'res de 278*^^,2 et 278'**^,05 à la tempé-
rature de 15** environ; l'erreur à craindre sur cette mesure
1
ne peut pas atteindre ^^ ■
)c.000
Pendant que la charge H sur la tuyère, évaluée au
manomètre à eàu AA, restait bien coustante, je comp-
tais, avec un bon chronomètre à secondes, le temps que
mettait le tonneau à se remplir entre les deux repères.
Pour donner une idée de l'approximation obtenue, je repro-
duirai ci-après les mesures de tarage faites les 27 et
30 janvier 1896 (Voir le tableau, à la page 31).
Comme on le voit, ces mesures donnent, d'une expé-
rience à l'autre, des diff*érences de quelques millièmes.
Quel que soit le soin que j'aie apporté au maniement du
chronomètre, on comprend qu'il m'a été difficile d'éviter
des erreurs dépassant un quart de seconde, ce qui, sur
ime durée de 80 secondes environ, correspond à une er-
reur relative de 3 millièmes.
(*) Ce rapport a été rédi:(é rapidement quelques jours avant le Gon-
errès La partie relative h ri^coulfîTient des vapeurs renferme quelques
erreurs déchiffres, qui sont rectifiées ici.
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[lECHERCHES EXPERIMENTALES
Iculs des débits, j'ai adopté le coefficient
'50, peut-être un peu trop élevé. Il est
e coefficient de dépense ait atteint une
oisine de Tunité; mais c'est le résultat
> ; il me faut le prendre tel que je Tai
beaucoup de n'avoir pas pu remplacer le
I litres par une cuve beaucoup plus grande,
s cubes de capacité, do manière à compter
int une dizaine de minutes. J'aurais alors
lu Tapproximation du millième.
PLES DE TARAGE DE LA TUYERE A EAU.
uyère, 37™™,4. — Contenance du tonneau, 278', 5.
TEMPKRATUnE
t
du
manomètre
à eau
DURÉE
du
remplissage
du
tonneau
22»
lecondes
79,0
17
79,6
17
77,3
18
78,2
19
84,7
23
83,0
16
86,0
21
87,2
DU nés
COEFFICIENT
réduite à
MOYEN Nies
de
^- 478-
dépense
.Hecondes
8'«,6
secondes
j
86,1
85,4
85,2
i
0,9711
84,8
1
84,7
\
84,7
84,9
84, 75
i
0,9763
84.6
)
Résultais des expériences.
ossivement opéré sur trois tuyères -conver-
un orifice en mince paroi. Ces tuyères et
étaient faits en bronze, sont représentés
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ENT DE LA VAPEUR D EAU 33
fis la PL II. Les tuyères conver-
que je Tai déjà dit, un diamètre
ectivement, à lO'^'^/tO, 15'""»,19
ifice en mince paroi avait un dia-
5**. Ces diamètres ont été relevés
1, au centième de millimètre, et
arisé les orifices en y passant des
manière à les rendre aussi par-
ue possible.
ériences et les calculs sont donnés
îcés à ce mémoire. Les expériences
i 152 ; onze seulement d'entre elles
3s, parce qu*elles m'ont paru enta-
telles trop fortes : ce sontlos numé-
61, 82, 83, 84, 91 et 92; il con-
rimer le n° 47.
I des tableaux est celle des numé-
ons absolues à Tamont et à Taval
nées dans les colonnes 2 et 3, et,
.ns la colonne 4, on trouve le rap-
. Bien entendu, les chiffres inscrits
; bruts relevés sur les instruments,
•rigés de manière à avoir les pres-
ur la pression d'amont P, j'ai dû
lue sur le manomètre une petite
)ur d'un centième de kilogramme,
ourant de vapeur dans le tuyau N
Le manomètre, en effet, ne mesure
e dans le tuyau ; tandis que ce qu'il
pression totale obtenue en ajoutant
du courant à sa pression statique.
la hauteur H de charge sur Taxe
le chiffre inscrit a été ramené à la
roulant par la tuyère .
3
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Si RECHERCHES EXPERIMENTALES
Les colonnes 6 et 7 indiquent les températures /q ^t /j
de Teau avant et après réjecto-condenseur. Ainsi que je
Tai expliqué précédemment, ce sont les températures
ramenées au thermomètre à air ; la différence des chiffres
de ces deux colonnes donne Télévation de température
t^ — Iq de Teau inscrite dans la colonne 8.
Le débit d'eau en volume s'obtient par la formule :
(11) Q^Ksy/^gW, (K =: 0,975),
dans laquelle il faut corriger la section s de la tuyère de
la quantité qui correspond à la dilatation du laiton (car la
tuyère était en laiton) à la température du courant d'eau
chaude. Du débit en volume, on en déduit immédiatement
le débit en poids en multipliant par le poids spécifique de
Teau à la température t^. Ce débit, exprimé en kilo-
grammes par seconde, est inscrit dans la colonne 9.
La quantité de vapeur écoulée par seconde se calcule
maintenant à Taide de ce débit total d'eaa et des tempé-
ratures /q et /j . Appelons X la chaleur totale de la vapeur
depuis O"* centigrade, et C la chaleur spécifique moyenne
de Teau entre les températures l^ei /j. SoitX le poids de
vapeur s'écoulant par seconde par la tuyère, et Q — X
celui de Teau affluant à réjecto-condenseur. L'eau qui
résulte de la vapeur condensée est ramenée à la tempéra-
ture /, ; alors la quantité de chaleur qu elle cède est égale
à X (X — C/,) (*), tandis que la quantité d'eau Q — X est
échauffée de /q ^ ^» ^^ absorbe (Q — X) C {t^ — /^). On a,
dès lors, la fonnule ci-dessous :
(*) Pendant la délente de la vapeur dans la tuyère, une certaine quan-
tité <le chaleur est transformée en énergie mécanique ; mais cette quan-
tité est immédiatement et intégralement reconstituée par Panéantisse-
ment de la force vive du jet, en sorte que c'est bien l'expression
X(X — G^i) qu'il faut prendre pour quantité de chaleur cédée par la
vapeur.
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r DE LA VAPEUR D*EAU 35
Q ^'
X est donnée par la formule ou
; et la chaleur spécifique C de
3n bien connue :
•'* ^ + «'« w
de vapeur ainsi obtenus, expri-
econde, sont inscrits dans la
n de la tuyère, on a les chiffres
Té inscrits dans la colonne 1 1 .
t ici nécessaire. Quelle valeur
section d'une tuyère ? Le dia-
3suré à froid (15°), tandis que,
ie vapeur, la tuyère s échauffe
e. Il est impossible de savoir
?mpérature que prend la paroi
'ant de vapeur ayant, pendant
ère, une pression variable, a
•iable ; et, de plus, la paroi est
à des températures différentes.
;oire de chercher à évaluer la
uyère dans chaque expérience,
re moyenne de 120" et basé les
orrespondants. C'est là une dif-
sur l'écoulement des vapeurs,
l'écoulement des gaz. Pour bien
Bur, il conviendrait de se servir
faible coefficient de dilatation,
iages du fer et du nickel. A
:es ont été faites, ces aUiages
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RECHERCHES EXPIÎRIMENTALES
pas encore connus. Il ne faut pas cependant
îr l'importance de cette cause d'erreur. La tem-
vraie de la tuyère ne pouvait pas s'écarter de
1-0° environ de la température moyenne adoptée
t, pour le bronze, 40° correspondent à une dila-
1
éaire de , ^^^^ en sorte que Terreur sur la section
1.500 ^
\
pas être supérieure à r^? soit un peu plus de
le.
la dernière colonne du tableau donne soit le rap-
Jébit de vapeur I k la pression d'amont P, quand
rouve dans le cas où P est plus petit que 0,58 P,
apport du débit I au débit maximum I^, quand le
^ est plus grand que 0,58. Je distingue, d'ail-
ms des tableaux différents, ces <leux cas, car, en
ns le premier cas, le débit ne dépend que de la
d'amont (il est constant, quel que soit />), tandis
is le deuxième cas, il dépend aussi de la pression
inons maintenant ces résultats et comparons-les à
onnela théorie.
jrères convergenteB. — Le rapport - est peu variable,
autour de la valeur 15. On peut dès lors faire un
le très clair en portant en ordonnée la valeur de ce
C'est ce qui se trouve fait sur la PI. II, où j'ai
r abscisse le logarithme de la pression d'amont P.
présentation graphique est excellente parce que
des coordonnées se trouve très loin en dehors
éuille, si bien que des petites variations de
seulement correspontlent à une hauteur relative-
risidérahle. Pour bien montrer l'amplification des
es, j 'ai marqué, au-dessus et au-dessous de la droite
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SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 37
théorique AB, les droites ab et ah\ qui s'eu écartent
de 1 p. 100.
On voit que les points expérimentaux se trouvent en
majorité au-dessus de la droite théorique AB. Quelques
points seulement s'éloignent de cette droite de plus
de 2 p. 100. Si Ton prend, pour chaque tuvère, la moyenne
des écarts entre les points expérimentaux et la droite
AB, on trouve les résultats ci-après :
Pour la tuyère de 10"", 49 (21 expériences), Técart
est de 11,7 millièmes en plus ;
Pour la tuyère de 15°"", 19 (19 expériences), Técart
moyen est de 6,9 millièmes en plus ;
Et pour la tuyère de 24'"'",20 (19 expériences), Técart
moyen est de 2,5 millièmes en plus.
Ce sont là des différences assez faibles, qui montrent
bien l'accord satisfaisant entre Texpérience et la théorie.
Si Ton trace la courbe moyenne des résultats expéri-
mentaux, on voit qu'elle a bien Tallure de la droite
théorique AB, tout en se tenant à quelques millièmes au
dessus. Cet écart entre rexpérience et la théorie peut
provenir de diverses causes.
D'abord, dans les calculs théoriques, j'ai pris pour
équivalent mécanique do la calorie, E = 425, ce qui est
un peu faible, on le sait bien aujourd'hui. Or E entre à
la puissance - dans l'expression de la vitesse de la vapeur.
/^
Si Ton prend 428 au lieu de 425, les chiffres du débit
théorique se trouveront augmentés de 3,5 millièmes et
rérart moyen entre Texpérience et la théorie ne sera plus
que de 3,5 millièmes.
Ensuite, nous avons vu que le tarage de la tuyère à
eau n'était pas aussi précis que nous l'eussions désiré ;
peut -être y a-t-il lieu de craindre là une certaine erreur.
Toutefois, je ne crois pas qu'elle puisse dépasser 3 mil-
lièmes.
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REOUERCHES EXPERIMENTALES
1, il y a eu, dans le cours des expériences, un dépla-
du zéro i)Our le thermomètre mesurant la tempé-
de Teau chaude. C'est certainement là la cause de
:• la plus importante. J'ai indiqué précédemment
»s avoir soigneusement examiné les variations du
mètre, j'ai été conduit à modifier de 0^,15 son
V étalonnage. Néanmoins, il se peut que la position
le du zéro pendant les expériences ait différé
nent de celle que j'ai finalement adoptée. Il suffi-
1
nie différence d^ moins de j-r de degré pour occa-
' l'écart de 3,5 millièmes qui nous reste,
marqué sur le graphique les points qui corres-
t aux anciennes expériences de Minarv et Résal.
nts sont entourés d'un triangle ; l'un d'eux n'a pu
icé; il se trouve en dehors des limites de la figure,
on le voit, ces expériences ont donné des résul-
)tablement plus exagérés que les nôtres, ce qui
jue, ainsi que je l'ai déjà indiqué, par la méthode
ée, laquelle ne permettait pas de se débarrasser de
ice de Teau entrahiée. L'écart atteint jusqu'à
100, et il est, en moyenne, de 2,5 p. 100.
nême, les expériences de Rosenhain donnent une
ation (tuyère IV) atteignant 3 à4 p. 100.
1 verrons bientôt, en analysant les expériences de
ur Técoulement de Tair, qu'il en a été de même
vec ce fluide.
[, en résumé, il y â accord assez satisfaisant entre
ience et la théorie; mais le débit expérimental
un peu plus élevé qu'on ne le calcule par la théo-
it-il, dans les applications, suivre la formule théo-
ou plutôt adopter les coefficients que donnent les
nces précédentes? Si l'on veut la formule théorique,
prendre pour coefficient 15,20 avec E = 425, ou
Lvec E = 428; et, si Ion veut suivre l'expérience,
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StJR L*ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR D*EAD B9
il faut prendre pour coefficient 15,32 au plus. La formule
pratique serait donc :
(13) ^ ^i5,20 à 15,32 — 0,96 logP,
dans les limites de nos expériences, c'est-à-dire entre
P= 1 et P = 12 kilogrammes par centimètre carré.
J'avais doaaéy dans mon rapport au Congrès de Méca-
nique appliquée^ pour premier terme du second membre,
15,42, qui résultait d un aperçu sommaire des expériences,
et, pour second terme, — log P. Depuis, j'ai indiqué, au
Cengrès International de Glasgow, la valeur 15,20, qui
résulte de la formule théorique dans laquelle on fait
E = 425. Ce sont là les deux limites entre lesquelles on
peut faire flotter ce terme. Actuellement, j'estime que la
valeur la plus probable est 15,26, avec une erreur relative
possible inférieure à 4millièmes. C'est précisément là le coef-
ficient de la formule de Grashof , qui est déduite du calcul
théorique par la première méthode indiquée page 17. Mais,
par contre, cette formule de Grashof donne une décrois-
sance trop rapide pour le rapport — ? ainsi qu on le constate
sur la figure de la PL II, où la ligne CD correspond à cette
formule.
Le coefficient à mettre dans la formule devant log P est
compris entre 0,96 et l'unité. J'avais tout d'abord pris
l'unité à cause de la simplification qui en résulte. Néan-
moins, il vaut mieux prendre 0,96, qui est probablement plus
exact, car il est donné par le calcul thermodynamique.
15. Remarques. — L'accord entre Texpérience et la
théorie, à moins de i p. 100 près, nous permet de conclure
qu'il n'y a pas de retard sensible dans la condensation de
la vapeur d'eau, contrairement à l'opinion émise quelque-
fois. En eftet, le calcul tient compte de la condensation
pendant la détente, et la proportion de vapeur conden-
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40
RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
sée, quand la pression est devenue égale à 0,58 P, atteint
de 30 à 35 millièmes suivant la valeur de P. Si donc il
y avait retard à la condensation, rexpérience révélerait,
sur la quantité écoulée, un déficit pouvant atteindre 30 à
35 millièmes. Or. au lieu d'un déficit, nous trouvons plu-
tôt un supplément. On peut donc affirmer que, s'il y a
retard à la condensation, ce retard est extrêmement
faible, de Tordre du cent millième de seconde.
D'un autre côté, l'on voit aussi que le coefficient de
dépense des tuyères convergentes ayant la forme de
celles que j'ai employées est très voisin de l'unité pour
p <C 0,58 P, puisque le débit expérimental est trouvé
plutôt supérieur au débit théorique. C'est également la
conclusion qui résulte des expériences de Hirn sur Tair.
Nous allons voir qu'il n'en est plus de même pour
p > 0,58 P.
Enfin, si, renversant la question, l'on suppose a priori
que le coefficient de dépense est égal à l'unité et que
Ton cherche à évaluer le coefficient E de l'équivalent
mécanique de la calorie en égalant le débit expérimental
au débit théorique, l'on trouve pour E la valeur 431, qui
ne diffère que de 7 millièmes de la valeur 428 généra-
lement admise.
16. Expériences avec p plus grand que 0,58 P. — Quand
la pression d'aval est plus grande que 0,58 P, l'écoule-
ment ne dépend pas seulement de la pression d'amont P,
mais aussi de la pression d'aval p. On peut présenter les
résultats sous une forme facile à discuter en prenant le
rapport du débit constaté I au débit maximum I^, qui
a lieu quand la pression d'aval est inférieure à 0,58 P. Ce
rapport r- no dépend plus alors, à très peu de chose près,
que du rapport ^ entre les pressions. On peut donc por-
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8DR l'Écoulement de la vapeur d*eau 41
ter les points sur uu graphique et construire la courbe
de r- eu fonction de ^*
Les tableaux donnent, pour les expériences ohp a été
supérieur à 0,58 P, dans la colonne 12, le débit théo-
rique I„ calculé par la formule précédemment indiquée :
(i4) U i=P (15,26- 0,96 logP),
et, dans la colonne 13, le rapport :jr-.
Puis, dans la PI. III, j'ai porté les points qui ré-
sultent de ces expériences, en distinguant, d'ailleurs, ceux
qui se rapportent à chacune des trois tuyères conver-
gentes soumises aux essais.
On voit que ces points se rangent assez bien sur une
courbe de forme elliptique, comme Ta signalé M. H. Pa-
renty(*). Toutefois, nous constatons des écarts assez no-
tables ; c'est qu'en effet, ainsi que je l'ai fait remarquer,
il y avait une assez grande incertitude quelquefois pour
la mesure des différences de pressions au manomètre à
mercure, quand la colonne d'eau surmontant la colonne de
mercure était interrompue par des bulles d'air. La lecture
des manomètres métalliques ne donnait aussi qu'une
médiocre approximation pour les basses pressions. Aussi
est-ce principalement la grande tuyère de 24°°*, 20 de dia-
mètre qui présente les écarts les plus forts. Les résultats
donnés par la petite tuyère sont beaucoup plus réguliers.
Pour comparer les résultats obtenus avec la théorie, j'ai
tracé la courbe AB qui résulte du calcul thermodynamique.
On obtient aisément cette courbe en prenant les rapports
de la fonction — » définie à la page 12, à la valeur maxi-
miun de cette fonction. Cela revient simplement à pren(h-e
(*) Annales de Chimie et de Physique^ mai 1896.
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42 RECHERCHES EXPERIMENTALES
l'inverse des rapports des nombres de la colonne 8 du ta-
bleau de la page 13 au plus petit de ces nombres : 0,70276.
On remarque que la courbe expérimentale se tient,
comme elle le doit, un peu au-dessous de la courbe théo-
rique et qu'elle se raccorde avec Thorizontale un peu
après le point de raccordement de cette courbe théo-
rique; c'est-à-dire que le déhit maximum expérimental
n'est pas encore atteint quand la pression d'aval s'est
abaissée à 0,58 P ; il faut abaisser encore un peu plus
cette pression pour avoir le maximum. Si Ton prend le
rapport entre les ordonnées des courbes, expérimentale
et théorique, on a le coefficient de dépense des tuyères
convergentes. On constate alors que ce coefficient de
dépense, d'abord peu difi'érent de 0,94, quand le rapport
des pressions est voisin de l'unité, s'accroît peu à peu
pour tendre vers la valeur 1 .
La courbe expérimentale comme la courbe théorique
sont très sensiblement des ellipses. On pourrait donc,
d'après cela, exprimer par une formule simple le rap-
port r- en fonction du rapport ^ des pressions. Mais il
me semble inutile d'insister.
Nous verrons que les courbes pour l'air sont aussi très
voisines de quadrants d'ellipses.
17. Orifice en mince paroi. — L'orifice en mince paroi ne
se comporte pas de la même manière que les tuyères con-
vergentes. Le débit ne devient pas maximum pour p égal
ou un peu inférieur à 0,58 P ; il croît constamment à
mesure que p s'abaisse.
Les chifi'res d'expériences sont donnés dans les tableaux
soit avec le rapport -» soit mieux avec le rapport z-'
Sur la PI. III sont aussi traduits graphiquement les ré-
sultats relatifs à cet orifice en mince paroi, jusqu'à la
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44 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES
nous avons relevés nous-mêmes avec la vapeur d'eau.
La méthode de Hirn était directe. Il laissait écouler,
dans un récipient où il avait préalablement fait le vide,
de lair venant d'une cloche gazométrique. Par un pro-
cédé particulier <renregistrement, il mesurait les abais-
sements du gazomètre à des intervalles de temps égaux,
ainsi que les pressions d'amont et d'aval. Ses résultats
numériques sont donnés dans les Annales de Chimie et
de Physique^ mars 1886. Nous allons les analyser.
Auparavant, remarquons que Hirn n'a pas tenu compte,
dans ses calculs, de la légère contraction de Toriflce occa-
sionnée par l'abaissement de température dû à la détente
de l'air. Mais il est facile de faire la correction. D*autre part,
il me semble avoir à tort desséché lair a^rès sa sortie du
gazomètre et avant son passage à la tuyère. Car, en effet,
c'est deTair sec que débitait la tuyère, tandis que le gazo-
mètre mesurait de l'air humide. Comme le débit des gaz
en volume (ramené à la pression et à la température
initiales à l'amont) est le môme pour tous les gaz, à la
même température, et que celui de la vapeur ne peut en
différer beaucoup, il eût mieux valu, à mon avis, ne pas
dessécher l'air. L erreur qui en serait résultée n'aurait été
que d'une fraction de la proportion de la vapeur d'eau.
Quelle est l'erreur à craindre, de ce chef, dans les expé-
riences de Hirn? A 10**, température moyenne des expé-
riences, la tension de la vapeur d'eau est de 0'"^,0125
par centimètre carré, et son poids spécifique est égal à
0,00915 ; l'erreur des résultats due k cette cause serait
donc de 2 p. 100 environ en plus.
Les mesures de Hirn ont été faites sur deux tuyères
convergentes — l'une de O** d'ouverture, l'autre de 13** —
sur une tuyère conico-cylindrique et sur deux orifices en
mince paroi. En ce qui concerne les tuyères, ces expé-
riences ont bien montré que le débit devient maximum
quand la pression d'aval s'abaisse légèrement au-dessous
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SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 45
du chiffre théorique pour les gaz permanents (0,526P). Si
l'on rapporte le débit à l'unité de section de Torifice de
sortie, on a les chiffres ci-après :
19"', 80 par centimètre carré et par seconde pour la
tuyère convergente de 9**, à la température initiale
de 15%75 ;
19' '',77 par centimètre carré et par seconde pour la
tuyère convergente de 13° à la température de 8° ;
18'",85 par centimètre carré et par seconde pour la
tuyère conico -cylindrique, à la température de 6**,5;
Tandis que le débit théorique maximum, qui se calcule
par la formule Q = 1,164 v^T oii T est la température
absolue à Tamont et où Q est exprimé en litres par centi-
mètre carré et par seconde, était respectivement de
19*",77, 19,50 et 19,47. On voit donc que, pour la
tuyère conico-cylindrique, le débit expérimental est infé-
rieur au débit théorique, ce qui doit être à cause des
pertes par frottements dans la partie cyHndrique. Mais,
pour les tuyères convergentes, le débit mesuré est supé-
rieur au débit théorique, de 0,75 p. 100 en moyenne. Nous
trouvons là le même fait que nous avons déjà rencontré
pour la vapeur d'eau." Remarquons, toutefois, que cette
exagération du débit mesuré peut provenir, ainsi que je l'ai
expliqué précédemment, de ce que Hirn a desséché Tair.
Sur la PI. IV, j'ai porté les points expérimentaux en
prenant pour abscisse Te rapport ^ des pressions et pour
ordonnée le rapport ^ du débit observé au débit maxi-
mum. J'ai marqué aussi quelques points résultant du cal-
cul théorique.
On voit que, avec la tuyère convergente de 13** et
avec la tuyère conico-cyJindrique, la courbe expéri-
mentale AB suit très bien la courbe théorique, sauf dans
la partie voisine du maximum ; mais, 'pour la tuyère con-
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46 RECHERCHES EXPERIMENTALES
vergente de 9"*, la courbe expérimentale CD s'écarte beau-
coup de la courbe théorique, particulièrement du côté de
Torigine. Il semble qu'il y a eu dans la série de mesures
relative à cette tuyère une cause d'erreur systématique.
Les résultats accusés par les deux orifices en mince
paroi se laissent assez bien grouper autour de la courbe EF
tracée sur la PI. IV. Si on prend le rapport entre les or-
données de cette courbe et celles de la courbe AB relative
aux tuyères convergentes, ainsi que nous Tavons fait pour
la vapeur d'eau, on trouve des chiffres qui croissent linéai-
rement, c'est-à-dire que les points qui représentent ces
rapports et qui sont marqués sur la figure se rangent très
exactement sur une ligne droite GH tangente à la
courbe EF de l'orifice en mince paroi. L'ordonnée à
l'origine de cette droite est de 0,629, tandis que Hirn a
trouvé, par l'expérience directe, que le coefficient de
dépense des orifices en mince paroi pour de faibles chutes
de pressions était de 0,633.
Si maintenant Ton compare les courbes ainsi tracées
pour l'écoulement de l'air à celles que j'ai obtenues pour
l'écoulement de la vapeur d'eau, on constate -que ces
courbes sont tout à fait analogues, et elles se superposent
presque. Il y a toutefois cette différence que le maximum
des courbesaliou théoriquement, avec l'air, pour ^=0,526,
tandis que, avec la vapeur d'eau, il se présente pour
:^ = 0,58 ; on remarque aussi que la droite qui représente
le rapport du coefficient de dépense des orifices en mince
paroi à celui des tuyères convergentes se tient, pour la
vapeur, à 2 p. W) au-dessus de la droite correspondante
pour l'air. Cette différence est-elle due aux erreurs d'ex-
périences, ou tient-elle à la différence des natures des
fluides? Il ne semble pas actuellement possible de répondre
à cette question.
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SDR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU
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RECHERCHES EXPERIMENTALES
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Tome 1, 1902.
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NOTE SUR l'Écoulement de l'eau chaude 59
NOTE
SUR
LÉCOULEMENT DÉ LTAU CHAUDE
PAR LES TUYÈRES
Par M. A. RATEAU, Ingénieur au Corps des Mines.
Dans cette courte note, je nie propose d'analyser le
phénomène de récoulement de Teau chaude par une
tuyère convergente et trexpliquer les résultats, assez
singuliers au premier abord, obtenus par MM. Sauvage et
Pulin dans les expériences qu'ils ont faites, en 1892 (*).
La théorie que j*ai développée dans le travail précédent
à propos de Técoulement de la vapeur s'étend sans (Hf-
ficulté au problème un peu plus complexe de Teau chaude,
qui se vaporise partiellement pendant la détente.
Le cas le plus simple, que je traiterai d'abord, est celui
où on suppose que Teau se trouve initialement, dans le
récipient d'amont, exactement à la température Tq de la
vapeur qui correspoml à sa pression Pq, c'est-à-dire juste
sur le point de se vaporiser. Dès lors, elle se vaporisera
effectivement en partie dès que sa pression et sa tempé-
rature s'abaisseront.
Une circonstance remarquable donne au phénomène
une allure très spéciale. Cette circonstance est que la
quantité vaporisée, d'une part, et la \itesse d'écoulement
(*) Ed. Salvaoe, Ecoulement de Veau des chaudières {Annales des
Mines, 9* série, t. II, p. 192).
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60
NOTE SUR l'Écoulement de l'eau chaude
du mélange d'eau et de vapeur formé, d'autre part, sont
Tune et l'autre sensiblement proportionnelles à l'abais-
sement de température.
Reportons-nous, en effet, au diagramme entropique
Soit AD la courbe d'entropie de l'eau, EF la courbe de
la vapeur saturante ;
Soit A le point figuratif de l'eau chaude à la tempéra-
ture Tq sous la pression correspondante Pq.
T
Fio. 4.
Pendant la détente dans la tuyère, il se produit une
petite quantité de vapeur qui forme avec l'eau restante un
mélange plus ou moins homogène. On doit admettre, en
raison du très court espace de temps que le fluide reste
en contact avec les parois de la tuyère, que la détente est
adiabatique. Cette détente adiabatiquo est alors figurée
sur le diagramme d'entropie par la parallèle AG à l'axe
des températures. Quand le mélange est parvenu k la
température Tj différant de To de la quantité 0, la pro-
portion X de vapeur formée est donnée par le rapport (hi
(*) Je rappeUe que rutilisation du diagramme entropique pour
Tétude (le la vapeur d'eau a fait Tobjet d'articles remarquables de
M. le Prof. Boulvin dans la Hevue de Mécanique en 1897 et |901,
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rW
t>AR LES TUYÈRES 61
segment de droite DO k DF. Or la courbe AD d'entropie
de l'eau se confond sensiblement avec sa tangente au
point A, tant que rabaissement de température 6 n'est pas
grand ; DG est donc proportionnel à cet abaissement de
température (avec une tendance, cependant, à croître un
peu plus vite que 0), et Ton peut écrire que le rapport
de DG h DF est à peu près proportionnel à 0, c'est-
à-<Hre :
X -r ad,
a étant un coefficient qui dépend de la température ini-
tiale Tq et dont la valeur numérique se trouve aisément
à Taide du diagramme d entropie tracé à grande échelle.
D'un autre côté, la vitesse d'écoulement V, au moment
oîi la température est devenue T^, est donnée par la sur-
face du triangle AGD. La base de ce triangle est
r
approximativement égale à a: =-> r étant la chaleur de
vaporisation de Teau ; on a donc la relation suivante :
d'où
2g 2'''^ To 2^" V
(1) \ = B^gEaY'
Calculons maintenant la section de tuyère nécessaire
pour faire écouler l'unité de masse d'eau quand la tem-
pérature s'est abaissée de 6. Cette section est égale au
volume spécifique v du mélange d'eau et de vapeur divisé
par la vitesse V.
Le volume spécifique v est égal kl — a: + 7' Y étant
le poids spécifique de la vapeur saturante k la tempéra-
ture T| = Tq — 0 ; ou, en remplaçant x par sa valeur aô,
(2) tf = 1 — aO + ^^
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62 NOTE sOR l'êcodLement de l*eau chaude
En divisant v par V, on déduit 5 :
Pour Tq donné, a ainsi que r sont déterminés ; il n'y a
donc de variable dans a que rabaissement de tempéra-
ture 0 et le poids spécifique 7 qni est fonction de Tq — 6.
Dès lors, 5 croît ou décroit en même temps que la quan-
1 a
tité - H — > et, puisque a est très petit, s est sensible-
ment proportionnel à cette quantité. Or, quand 6 croît,
- décroît ; mais, d'autre part, le poids spécifique y dimi-
9
nue et, par conséquent, le second terme - croît. Il arrive
Y
un moment où Faugmentation du second compense la
1 a
diminution du premier. La quailtité - H — passe donc par
un mininmm.
Pour résoudre analytiquement cette question du mini-
mum, il faudrait savoir exprimer y en fonction de la tem-
pérature.
A défaut d'une relation simple entre ces quantités, on
peut résoudre le problème à Taide des tables de Regnault.
Je donnerai un exemple.
Supposons le cas oii P = 10 kilogrammes par centi-
mètre carré, auquel correspond Tq = 178%8864-273°.
On trouve par le diagramme d'entropie a = 0,00216;
et les tables donnent le poids spécifique y- Il faudra faire
attention que y <levra être exprimé en kilogrammes par
décimètre cube.
Voici les valeurs de la quantité 7^ + - pour des 6 crois-
sants autour de la valeur qui donne le minimum.
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PAR LES TUYÈRES 6!
Pour 0 =: 60 ^ + -= 0,6501
70 0,6374
8° 0,6300
90 0,6274
10' 0,6293
iio 0,6325
i2o 0,6355
En traçant la courbe, on voit que le minimum a liei
pour 8 = d'',2 approximativement. A cette valeur de
correspond une valeur de la pression absolue égale ;
S^^fiiir par centimètre carré. Par conséquent, dès que 1;
pression est tombée au-dessous de 80 p. 100 de la près
sion d'amont, environ, il faudrait que la tuyère devin
divergente pour tjue le mélange d'eau et de vapeur conti
nuàt de s'y détendre.
Si la tuyère est seulement convergente, la pression
la dernière section de la tuyère sera précisément égale ;
la valeur que nous venons de dire, et le fluide entran
dans une enceinte où la pression est beaucoup plus bass
— par exemple dans Tatmosphère — fera explosion ei
tous sens (sauf vers l'amont), beaucoup plus fortemen
que dans le cas de l'écoulement de la vapeur seule ; c'es
pourquoi on voit la veine s'élargir brusquement et prendr
la forme d'un paraboloïde très évasé, comme le montren
les reproductions photographiques données dans l
mémoire de M. Sauvage.
Le gonflement latéral de la veine est énorme dès 1
sortie de la tuyère, parce que, ainsi que nous allons 1
voir, la \itesse d'écoulement du mélange fluide n'est pa
grande. Il est d'autant plus accusé que la pression dan
l'enceinte d'aval est plus basse, au-dessous de la près
sionp du maximum de débit.
Le débit par unité de section de la dernière tranch
de la tuyère se calcule en le faisant correspondre à 1
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64 NOTE SUR l'Écoulement de l*eau chaude
1 a
pression p qui donne à la quantité t + " son minimum
En faisant ce calcul, nous trouvons d abord que la quan-
tité X de vapeur formée est égale k 1,99 p. 100, puis
que le volume spécifique du mélange atteint la valeur
5,78, c'est-à-dire que, à la sortie de la tuyère, la va-
peur occupe un volume de 4,78 fois celui de Teau. La
vitesse V du mélange à la sortie est égale à 28"*,55
par seconde. Enfin, le poids de fluide écoulé est égal à
494 grammes par centimètre carré d'orifice et par seconde.
Il est intéressant de comparer ce dernier chiffre à celui
qui aurait lieu si c'était de la vapeur initialement satu-
rante qui coulait par Torifice. Dans ce dernier cas, la
quantité débitée serait égale à 143 grammes par centi-
mètre carré et par seconde. Avec Teau chaude, le débit
est donc 3,5 fois plus grand.
Si Ton voulait continuer la détente dans la tuyère, il
faudrait donner à celle-ci, après la partie la plus rétrécie,
une forme divergente. On voit en CMD [fig. 2) la courbe
des sections (en ordonnées) en fonction de la chute de
température ô, pour le cas où P^ =6 kilogrammes par
centimètre carré, Teau étant toujours supposée initia-
lement saturante.
Quand il s'agit de l'écoulement de la vapeur initialement
saturante, on trouve que la valeur du rapport -^j quicorres-
pond au minimum de section (c'est-à-dire aussi au maxi-
mum du débit), est égale à 0,58 et qu'elle est sensiblement
indépendante de la pression initiale Pq. Ici, aYec l'eau
chaude, nous venons de trouver que, lorsque Pq = 10 ki-
logrammes par centimètre carré, la valeur du rapport-^»
qui correspond au minimiun de section, est égale à 0,804,
valeur beaucoup plus grande que la précédente. En répétant
les mêmes calculs pour des pressions initiales différentes,
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PAR LES TUYÈRES 65
on verrait que la valeur du rapport qui correspond au mi-
nimum varie beaucoup avec la pression d'amont. Elle se
rapproche de l'unité à mesure que la pression Pq décroît.
Ainsi, pour P^ = 6 kilogrammes par centimètre carré, on
trouve que rabaissement de température 6 qui donne le
minimum de - + - est égal à 7M5, puis que^ =^ 0,829 ;
la vitesse d'écoulement à la sortie de la tuyère n'est plus
que de 22",o3 par seconde, et le débit 344 grammes par
seconde.
Supposons maintenant que l'eau se trouve initialement
à une température inférieure de / à celle T, qui corres-
pond à la vaporisation sous la pression Pq. Il y aura alors
retard à la vaporisation pendant la détente. Tant que
l'abaissement de pression ne sera pas suffisant, l'eau
restera entièrement à l'état liquide et coulera à la manière
ordinaire des liquides; puis, à une pression plus basse, il
y aura vaporisation partielle, et il arrivera encore un
moment où l'augmentation du volume spécifique compen-
sera l'augmentation de \itesse. A ce moment, la section
d'écoulement passera par un minimum. Le retard / de la
température a donc pour efl*et d'accroître rapidement le
débit possible par unité de section d'une telle tuyère.
Nous allons voir d'ailleurs, par un exemple, que, sauf
pour de très petits retards de température, le minimum
de section correspond précisément au point où la vapori-
sation commence à se faire.
Si on appelle P' la pression qui existe au i)oint où la
vaporisation commence (c'est la pression qui correspond
à la température Tq — / pour la vapeur saturante), puis 0
rabaissement de température à partir de ce point, la vi-
tesse d'écoulement est donnée par la relation :
Tome I, 1901 S
]
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66 NOTE SUR l'Écoulement de l'eau chaude
n étant le poids spécifique du liquide, et a ayant la
signification déjà dite ; quant au volume spécifique du
mélange, il a toujours pour expression :
T
La discussion analytique est ici encore plus impossible
que précédemment. Mais on peut traiter des cas détermi-
nés au moyen des tables de Regnault. On voit alors qu'il
suffit de quelques degrés d'écart pour augmenter énor-
mément le débit. Ainsi, par exemple, pour obtenir sans
vaporisation le débit de tout à Theure, 494 grammes par
seconde pour la pression de 10 kilogrammes par centi-
mètre carré, il suffit que la vitesse V s'élève seule-
ment à 4'",94f et, à cette valeur, correspond d'abord
Pq — P' = 0,124, puis t = 0%54. Cette faible valeur
montre bien TinHuence considérable que le retard de
température exerce sur le débit par une tuyère conver-
gente.
Or la température de Teau d'un générateur, dans les
difl'érents points, a toujours un retard sur la tempéra-
ture de vaporisation. Ce retard s'élève facilement à plu-
sieurs degrés, et il est d'ailleurs très variable, non seule-
ment d'unpoint à l'autre du générateur, mais encore d'un
moment à l'autre, suivant l'état des courants intérieurs
et suivant l'activité de la vaporisation. On doit donc s'at-
tendre à trouver des débits extrêmement variables, ainsi
qu'il a été constaté dans les expériences de MM. Sau-
vage et Pulin. L'accroissement du débit par rapport à
celui qui aurait lieu s'il n'y avait aucun retard de tempé-
rature donne en quelque sorte la mesure du retard de
température.
A mesure que ce retard augmente, l'écoulement tend
de plus en plus à se rapprocher de celui du simple
liquide. Il n'en difiere plus du tout quand la température
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PAR LES TUYÈRES 67
initiale Tq — t de Teau est égale ou inlérieure à celle
de la vapeur qui correspond à la pression Pj dans l'en-
ceinte d'aval. Le débit atteindrait alors la valeur
\/'
^î^
par centimètre carré et par seconde.
Le débit réel constaté doit être toujours compris entre
cette dernière valeur et celle que nous avons appris à cal-
culer quand l'eau se trouve initialement à la tempéra-
ture Tq. Par exemple, pour la pression initiale de 6 kilo-
grammes par centimètre carré, l'écoulement ayant lieudans
l'atmosphère, le débit par seconde et par centimètre carré
doit être compris entre 3.130 grammes et 344 grammes,
chiffre indiqué précédemment. Dans leurs expériences,
MM. Sauvage et Pulin ont trouvé des débits irrëguliers
variant, pour cette pression de 6 kilogrammes par centi-
mètre carré, autour de 1,350 grammes, ce qui semblerait
indiquer que, dans les conditions où ils ont opéré, l'eau se
trouvait à une température de 6° environ inférieure à
celle de la vapeur pour la même pression.
A titre d'exemple, je donne dans la fig. 2 les sections
d'écoulement de Teau chaude, pour une pression initiale
de 6 kilogrammes par centimètres carré, et avec dos
retards de température £ croissant de degré en degré.
La chute totale / -f- 6 de température est portée en abs-
cisse pendant que les ordonnées indiquent les sections
d'écoulement en centimètre carrés poiu* un débit de 1 kilo-
gramme par seconde. La courbe AB est celle do Técoule-
ment de l'eau froide (sans vaporisation") ; CMD, 'Celle de
l'eau chaude initialement saturante (/ = o) ; les courbes
3, 4, ..., 9 correspondent aux cas ou le retard est de 1**,
2^, etc.
Pour 2" de retard, par exemple, Teau s'écoule d'abord
sans vaporisation, et les sections décroissent jusqu'en c ;
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68
NOTE SUR L ECOULEMENT DE L EAU CHAUDE
puis, dès qu'il y a vaporisation, les sections doivent aug-
menter. On voit donc que, si la tuyère est convergente,
Teau chaude sortira sans s'être aucunement vaporisée,
avec sa température initiale et à la pression qui corres-
pond à cette température pour la vapeur saturante.
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PAR LES TUYÈRES 69
Toutefois, ceci n'est pas absolument général. Si on trace
les courbes de sections pour des retards inférieurs à 1^*
environ, on constate qu'elles présentent deux minima
successifs, comme la courbe 2. Le premier minimum a
est un point anguleux, Tautre se trouve dans le voisinage
du point M de la courbe CD. De plus, quand t est plus
petit que 0**,395, le premier minimum est plus grand que
le second, ainsi qu'on le voit sur la courbe 1 . Il résulte de
cette forme singulière de la courbe des sections que
Técoulement, quand il a lieu dans une tuyère convergente,
doit subir une discontinuité , car il est impossible que le
fluide prenne les états qui correspondent à la partie de la
courbe comprise entre les points m et w. Puisque les sec-
tions de la tuyère vont toujours en décroissant, il est
nécessaire qu'il y ait un saut brusque de m en n, c'est-à-
dire une vaporisation partielle instantanée, et d'autre part,
ce qui est bien curieux, une augmentation de vitesse éga-
lement instantanée.
Ce phénomène remarquable d'une variation brusque
dans la vaporisation et dans la vitesse demanderait à être
soumis à un examen approfondi. Il peut sembler, à priori,
incompatible avec les lois de l'inertie des corps matériels ;
mais, en y réfléchissant, on peut voir, je crois, que des
discontinuités ne sont pas impossibles quand il s'agit de
corps fluides pouvant être décomposés en réalité, et non
pas seulement par la pensée, eu masses élémentaires infini-
ment petites.
Je me bornerai ici à ces quelques considérations, qui
suffisent pour montrer que l'écoulement d'un liquide
chaud présente des particularités très dignes d'attirer
l'attention.
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REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
REVUE
DE LA
)NSTRUCTION DES MACHINES
EN L'AN 1900
Par M. Eu. SAUVAGE, Ingénieur en Chef des Mines,
ofesseur à l'École Nationale Supérieure des Mines.
[Suite] n.
ADDITIONS AUX CHAPITRES PRÉCÉDENTS.
jiï indicateur d'ordonnée moyenne, pour les cylindres
machine à vapeur, a été récemment décrit par M. Wil-
II Ripper, dans les Proceec/ings of ihe Institution of
chanical Engineers (1899, p. 569). L'appareil plus
ien de M. Janet est décrit dans la Machine à vapeur.
Ed. Sauvage (t. I, p. 97).
Sn ce qui concerne la mesure du pouvoir calorifique
combustibles, le Co?igrès international de Mécanique
iliquée, tenu à Paris en t90(^, a émis le vœu suivant
II, p. 72] :
[ Que le pouvoir calorifique d'un combustible soit dé-
comme il suit : c'est le nombre de calories que dégage
Lilogramme de combustible complètement brftlé sous
ssion constante, les éléments et les produits de la
iibustion étant ramenés à 0"* et k la pression de 0",76
mercure. »
Sur les machines marines, on lira avec grand intérêt
\ conférence de M. L.-E. Bertin, dans le Bulletin de
Société d* encouragement pour l industrie nationale
née 1899, p. 1404).
) Voir Annales des Mines, 9" série, t. XIX (6* livraison 1901),
79 à 620, et XX (8- livraison i901j, p. 103 à 112.
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EN L*AN 1900
n
CHAPITRE YI.
DÉTAILS DE CONSTRUCTION DES MACHINES A VAPEUR. •
Une étude sérieuse des détails de construction des
Fio. 46. — Machine compound Merz : coupe vv et wv\
machines à vapeur exigerait des développements fort
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72 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
étendus : on lUi peut signaler ici que quelques points spé-
ciaux.
On recherche, surtout dans les machines rapides, les
moyens de supprimer ou d'atténuer les vibrations, non
FiG. 47. — Machine Merz : coupe xx.
seulement pour les machines marines, mais aussi pour
les moteurs fixes. Plusieurs dispositions étudiées à cet
effet ont déjà été indiquées. On peut signaler encore celle
des machines de Merz, qui figuraient à TExposition de 1900.
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EN l'an d900 73
Les fig, 46 à 52 représentent, (raprès la Revue de
Mécanique {iS9S, 2* sem., p. 678), une des dispositions
adoptées par M. Merz ; chacun des cylindres de cette
machine compound contient deux pistons à mouvements
FiG. 48 et 49. — Machine Merz : coupe par le petit cylindre et //y.
opposés, commandant des manivelles calées à 180° Tune
de l'autre ; les manivelles des deux groupes sont à 90°. On
équilibre ainsi les pièces en mouvement, et la marche est
très douce.
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EN L AN 1900 75
pistons inférieurs attaquent une bielle triangulaire médiane ;
Ffc. 51. — Machine Merz : détail du régulateur.
les pistons supérieurs, deux bielles triangulaires, agis-
«mtsur des manivelles calées à 180°
de celle que commande la bielle mé-
diane. Les pistons ne sont pas tous
en même temps à fond de course, de
sorte que la machine n'a pas do
points morts.
Pour la constniction des machines,
l'emploi des pièces coulées en acier
se répand de plus en plus. En rem-
plaçant par l'acier la fonte, on obtient
une pièce beaucoup plus résistante,
ou bien, si on ne tient pas à aug-
menter dans de fortes proportions la
résistance, on aune pièce bien phis Fjo.o^. — Machine Merz:
légère. L acier moulé a été quelque- ''^**" **'""^ P""®^^®-
... 1 T garniture,
fois, mais rarement encore, employé
pour les cylindres, ayant d'ailleurs des chemises en fonte
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76 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
rapportées. Les pistons des grandes machines fixes cora-
niencent à se couler en acier, comme ceux des machines
marines.
Fio. 53. — Machine Wigzell à bieUes triangulaires et à pistons opposés
{Revue dé Mécanique, 1899, !•' sem., p. 559).
L'acier moulé remplace aussi, dans certains cas, des
pièces forgées: notamment dans les locomotives, cet emploi
est Tissez fréquent. Il est probable que cette substitution
de Tacier coulé au métal forgé deviendra prochainement
de plus en plus fréquente.
Les coussinets sont fréquemment revêtus de métal blanc
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EN l'an 1900 77
antifriction, de sorte que l'emploi du bronze n'est plus
indispensable. Dans certains cas cependant, on conserve
quelques parties en bronze, pour maintenir les pièces en
place dans le cas de fusion du métal blanc.
Le graissage doit être très soigneusement étudié : il y
a certainement des progrès à réaliser de ce côté, et la
question est, du reste, Tobjet d'études et de recherches
importantes. Pour graisser les tiroirs et les pistons, sur-
tout lorsqu'on emploie la vapeur à très haute tempéra-
ture, il faut se servir d'huiles minérales qui ne se dé-
composent pas ou ne deviennent pas trop fluides à cette
température. Parmi les appareils graisseurs des cylindres,
les meilleurs sont ceux qui consistent en une pompe
injectant l'huile régulièrement et en quantité bien dosée.
Pour les mécanismes, le graissage est souvent encore
fait d'une manière un peu rudimentaire. On obtient un
graissage continu par l'emploi des lécheurs, employés
depuis longtemps dans les machines marines, ou à l'aide
de tuyaux articulés qui relient les godets fixes aux
pièces mobiles. Les boutons de manivelle sont graissés à
l'aide d'un tuyau formant contre-manivelle, recevant
l'huile sur l'axe de rotation et la distribuant par des ca-
naux percés dans le bouton de manivelle et débouchant
au milieu de la surface frottante.
Pour lubrifier les mécanismes des machines rapides,
souvent on les enferme dans une enveloppe hermétique-
ment close, à travers laquelle sort Tarbre moteur. Cette
enveloppe contient une quantité d'huile assez grande, qui
est atteinte et projetée en tous sens par la manivelle.
Un moyen très efficace pour assurer lo graissage con-
siste à réfouler l'air sous pression entre les surfaces
frottantes, à l'aide d'une pompe. Les applications de ce
système logique sont encore assez rares.
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78
REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
CHAPITRE VII.
CONDENSATION.
Les condonseurs des machines à vapeur s^installent
de bien des manières différentes, et les dispositions an-
Fio. 54. — Pompe à air Edwards (d'après le mémoire de M. Nadal dans
la Hevue de Mécanique, juin 1901, p. 614).
cieniies continuent à être employées. On munit encore
le plus souvent chaque machine importante de son con-
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EN l'an 1900 79
denseur avec a pompe a air; parfois même on voit, dans
les machines horizontales à deux groupes de cylindres,
deux condenseurs séparés, un pour chaque groupe, sans
que les avantages de cette complication soient bien appa-
rents. Cependant, on peut citer un certain nombre d'ins-
tallations de condenseurs centraux desservant plusieurs
moteurs.
M. J. Nadal a publié récemment, dans la Revue de
Mécanique (1901, 1" sem., p. 129 et 609), une étude
détaillée des condenseurs, où il expose la théorie et donne
la description des appareils.
Dans les condenseurs centraux munis d'un moteur
spécial à vapeur, il est important que ce moteur ne dé-
pense pas trop de vapeur : on fait parfois usage, par la
commande des pompes de ces condenseurs, de moteurs à
action directe, pour lesquels cette condition importante
n'est pas satisfaite.
Certaines pompes à air n'ont pas de clapets d'aspira-
tion, ce qui simplifie l'entretien : l'eau et l'air pénètrent
dans le corps de pompe par des orifices que le piston dé-
masque dans sa course. Par exemple, dans la pompe
verticale Edwards {fig. 54), le piston au bas de sa course
découvre des orifices, et, en môme temps, chasse IJeau
accumulée dans la chambre 4, qui pénètre dans le corps
(le pompe en entraînant l'air logé en 5 et en 7. Dans la
pompe horizontale Eastwood et Smith {fig, 55), les ori-
fices sont au milieu du corps de la pompe, qui est à
double effet; mais, comme ils n'existent qu'à la partie
supérieure, toute l'eau qui y pénètre y reste sans être
renvoyée au condenseur pendant la première moitié de la
course de refoulement.
Les dispositions qui permettent de refroidir l'eau qui a
servi à la condensation, lorsqu'elle n'est pas abondante,
sont assez fréquentes. L'eau chaude, élevée à quelques
mètres de hauteur, tombe sur une série de chicanes qui
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80 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
la divisent en gouttelettes et la mettent en contact avec
Tair. En entourant Tappareil d'une hotte rectangulaire
tronconique assez élevée, on se débarrasse des buées
T.
§-.3
2-2.
a-S"
g
c
gênantes, qui sont rejetées par une cheminée à une assez
grande hauteur, et, de plus, on crée un tirage qui fait
circuler Tair.
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ÏT^TTV
EN l'an 1900 81
Dans certaines installations, un ventilateur (*) active la
circulation de Tair.
Les condenseurs vaporisateurs paraissent assez répan-
dus, notamment en Angleterre, lorsque Teau est rare et
lorsqu'on ne dispose pas d'espace suffisant pour les appa-
reils refroidisseurs d'eau de condensation. Ils consistent
en faisceaux de tubes, dans lesquels pénètre la vapeur, et
qui sont arrosés d'eau à Textérieur; cette eau s'évapore
avec ou sans le concours d'un ventilateur. Pour augmen-
ter la surface, on fait parfois usage de tubes ondulés ou
tordus. L'eau est guidée sur la surface extérieure par une
hélice ou un treillis en fil de fer ou grâce à diverses dis-
positions.
Ces appareils ont été décrits dans la Revue de Méca-
nique (1899, d" sem., p. 524), d'après une communica-
tion de M. Oldham à Y Institution of Mechanical Engi-
neers de Londres. La dépense totale d'eau n'est guère
que les 7 dixièmes de ce qu'elle serait sans la C/Onden-
sation.
Par exemple, un condenseur Ledward, installé à
Londres (usine électrique de Kensington) pour condenser
9.000 kilogrammes de vapeur à l'heure, se compose de
tubes longs de 1",50 avec un diamètre de 1J5 mm à Tinté-
rieur. Le vide est de 580 à 680 mm de mercure. Un con-
denseur Fraser, installé à Londres pour le chemin de fer
électrique de Waterloo, se compose de tubes longs de
5", 45, avec diamètre de 75 mm, arrosés d'eau et rece-
vant l'air de ventilateurs. Un condenseur Thiesen, pouvant
condenser par heure 6 mètres cubes d'eau, occupe, d'après
le constructeur, 9,3 mètres carrés, sur une hauteur de
4", 20, emploie 10 mètres cubes d'eau de circulation par
heure et absorbe une puissance de 10 chevaux. .
{*) Voir notamment iîevi/crfe Mécanique, i8în,p. 813, et 1899, !•' sem..
p. 225.
Tome I, 1902. t>
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82 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
D'une manière générale, l'auteur du mémoire sur ces
appareils conseille une surface de 6 mètres carrés pour
condenser par minute 1 kilogramme de vapeur.
Dans Taéro-condenseur Fouché, cité à propos de
TExposition do i8Sd{Annal€sdes Mines, S"" sérieyi, XVIII,
p. 475), Tair seul était employé au refroidissement des
tubes; mais Tappareil était destiné, en outre, à servir au
chauffage des ateliers.
Les applications des condenseurs à jet, tels que celui
de Kœrting, paraissent assez limitées, sans doute parce
qu'elles exigent beaucoup d'eau et ne donnent pas un très
bon vide.
On trouvera dans le travail déjà cité de M. Abraham
{Annales des Mines, 9* série, t. XIX, p. 323) quelques
détails sur ces appareils, ainsi que sur le condenseur Weiss,
à pompe à air seul, déjà cité dans la notice faite à la suite
de l'Exposition de 1889 [Annales des Mines, 8* série,
U XVll, p. 544)(*).
Il ne semble pas qu'il y ait de dispositions nouvelles
importantes à signaler au sujet des condenseurs à sur-
face, employés en mer et quelquefois à terre, quand on ne
dispose que d'eau impropre à Talimentation des chau-
dières.
Le condenseur porte habituellement un indicateur de
vide, qui montre la différence entre la pression de l'at-
mosphère à l'extérieur et la pression à l'intérieur de
l'appareil. Cette indication est incomplète, car il faudrait
mesurer, en outre, la pression atmosphérique, pour con-
naître la pression réelle dans le condenseur; en pratique,
c'est surtout quand une machine est installée dans une
station d'altitude élevée que la pression atmosphérique
{*) Cet appareil est décrit dans un récent ouvrage de M. Weiss, Kon-
densation (Berlin, J. Springer), qui existe à la bibliothèque de TÉcole
nationale supérieure des Mines.
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EN l'an 1900 83
s'écarte notablement de la moyenne admise d'habitude.
Ce mode de mesure est, d*ailleurs, peu clair pour beau-
coup de personnes, et il ne correspond plus au mode de
fonctionnement des machines, où l'atmosphère ne joue
aucun rôle.
n serait préférable de monter sur les condenseurs de
simples manomètresL indiquant la pression absolue qui y
règne ; ces manomètres devraient, d'ailleurs, être gradués
en grammes par centimètre carré et non en millimètres
de mercure.
On peut objecter que la même observation s'applique
en principe à la mesure de la pression effective des chau-
dières ; cela est exact ; mais, en pratique, l'effet des va-
riations de la pression atmosphérique est insignifiant à
cMé de la pression des chaudières.
Le Congrès de Mécanique appliquée, tenu à Paris
en 1900, a émis le vœu « que, dans les moteurs à pres-
sion, les pressions qui s'exercent sur les faces du piston,
tant à l'admission qu'à Téchappement, soient exprimées
dans l'unité métrique, c'est-à-dire en kilogrammes abso-
lus par centimètre carré (*). »
CHAPITRE VIII.
PRODUCTION DE LA VAPEUR.
Dans la transformation du pouvoir calorifique des com-
bustibles en puissance motrice, la production de la va-
peur reste toujours la partie la plus difficile à bien régler :
des écarts assez considérables peuvent se produire dans
l'utilisation du combustible sans qu'il soit facile de les
éviter. La mesure des quantités de combustible consom-
(•) Congrès intei-nalional de Mécanique appliquée (en 190dj, t. 11
[Séances du Congrès)^ p. 81.
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84 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
mées et de vapeur d'eau produite permet seule de bien
contrôler la marche des générateurs.
Sur les essais de chaudières et la comparaison des
divers types, on consultera utilement l'ouvrage de M. Bryan
Donkin, the Heat Efficiency of steam hoilers : land,
marine, and locomotive (Londres, 1898) (*).
DéBig^ation des ohaudièreB. — Il existe trois grandes
catégories de chaudières, celles à grands corps, à tubes
parcourus par les gaz chauds et à tubes chauffés exté-
rieurement, auxquelles s'ajoutent des appareils intermé-
diaires. PUisieurs noms différents sont employés couram-
ment pour désigner les chaudières à tubes, suivant qu'ils
sont chauffés intérieurement ou extérieurement. Pour
faire cesser l'incertitude de ces désignations multiples, le
Congrès international de Mécanique appliquée, tenu à
Paris en 1900, a émis lo vœu :
« Que les dénominations ci-après soient généralement
adoptées : on désignerait sous le nom de « chaudières à
tubes de fumée » les générateurs à tubes baignés par
Teau à l'extérieur et parcourus intérieurement par les gaz
de la combustion (type locomotive) ;
« Chaudières à tubes d'eau », les générateurs formés
de tubes contenant Teau à l'intérieur et léchés extérieu-
rement par les gaz; on les distinguera, s'il y a lieu, en
chaudières à gros tubes d'eau (types Belleville, de Naeyer,
Babcock et Wilcox, etc.) et chau(Uères à petits tubes
d'eau (types Thornycroft, Normand, etc.).
« Les chaudières comportant à la fois des tubes à eau
et des tubes à fumée (ancien type Roser) ou composées
d'éléments divers, serontdénommées« chaudières mixtes. »
On consultera avec fruit, sur les chaudières, la Méca-
nique à l'Expositioîi de 1900, 2'' livraison {les Chatidières
(*) Bibliothèque de l^École nationale supérieure des Mines.
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BN l'an 1900 85
à vapeur pour rindustrie et la marine^ par Ch. Bellens)
et 1" livraison {les Installations mécaniques de r Exposi-
tion, par G. Eude) ; die Dampfkesselaufder Weltaustel-
iung in Paris 1900, par le professeur von Dœpp {Protokol-
len des St-Petershurger Polytechnischen Vereins^ n** 8,
1900); L.-E. Berlin, Chaudières marines {2* éàiiion^ Paris,
1902); une communication de M. Walckenaer au Congrès
international de Mécanique appliquée en 1900 (t. III, p. 41)
sur te Chaudières à tubes d^eau^ étudiées surtout au point
de vue de la sécurité ; les Chaudières à petits éléments^
classification^ rendement, fonctionnement, par M. Brillié
[Congrès international de mécanique appliquée, 1900,
t. I, p. 387).
Chaudiôres à grands corps. — La chaudière à bouilleurs,
généralement employée autrefois en France pour les ins-
tallations fixes, se construit rarement aujourd'hui, ou du
moins on en augmente la surface de chauffe par des tubes
à fumée (générateurs dits 5^mi-/wAi//ai>ev; voir ci-après).
Parmi les 151 chaudières exposées à Paris, en 1900,
figurait une seule chaudière à bouilleurs, construite par
Crépelle-Fontaine, et composée de deux corps cylindriques
reliés par un réservoir de vapeur transversal, et portant
chacun un bouilleur. Des émulseurs y étaient disposés
pour fah'e circuler l'eau.
La chaudière à un foyer cylindrique intérieur (chaudière
de Cornouailles), ou à deux foyers (chaudière de Lanca-
shire), et même à trois foyers, se construit encore souvent,
notamment en Angleterre, en Allemagne, en Russie. Pour
lespressions élevées, on emploie parfois les foyers ondulés
de la marine. L'Exposition de 1900 renfermait, dans la
section russe, de tels générateurs d'une exécution extrê-
mement remarquable. Les tubes Galloway, placés dans
les tubes foyers, augmentent la surface de chauffe.
A TExposition de 1900, la maison allemande Pauksch
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86 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
et C*' avait présenté deux chaudières de Cornouailles
accouplées avec carneau commun entre elles, pour une
pression de 12 atmosphères. Avec une pression élevée,
cette combinaison présente certains avantages sur la
chaudière unique à deux foyers intérieurs.
La fabrique russe de Fitzner et Gamper avait exposé
une chaudière de Lancashire fort bien construite, tra-
vaillant à 12 atmosphères, avec tubes d*eau cintrés
présentant quelque analogie avec les tubes Galloway. Les
foyers étaient construits en tôle ondulée, les ondulations
étant obtenues en chauffant suivant un cercle une virole
cylindrique remplie d'air comprimé à 6 atmosphères et
soumise à l'action d'une presse hydraulique dirigée sui-
vant son axe. Pour régulariser la chauffe circulaire, la
virole reçoit un mouvement de rotation.
Les générateurs Galloway, fonctionnant à la pression
de 10*'"',5, se retrouvent à l'Exposition avec leur disposi-
tion ancienne de deux foyers intérieurs prolongés par un
conduit de forme aplatie, traversé par une série de tubes
d*eau.
Comme exemple de chaudière à trois foyers intérieurs,
on peut citer celle qu'avait exposée en 1900 E. Ber-
ninghaus, de Duisburg.
Chaudières à tubes de fumée. — La chaudière tubidaire
ou à tubes de fumée continue à être seule employée pour
les locomotives, qui ne sont pas étudiées dans la présente
revue (*). Dans la marine, on a renoncé au type locomotive
après l'avoir employé pour des torpilleurs. Comme géné-
rateur fixe, la chaudière type locomotive est quelque-
fois employée ; mais elle est un peu trop compliquée et
(*) Une chaudière de locomotive à tuhes d'eau vient d'être proposée
en Angleterre par M. Drummond, ingénieur du lonc/on and South West-
ern Ry. (Voir Revue de Mécanique^ décembre i901, p. 705).
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EN l'an 1900 87
coûteuse pour cette application. Cette forme convient bien
pour des locomobiles. Mais, pour cet emploi, surtout quand
les dimensions sont un peu grandes, on préfère, en général,
les chaudières cylindriques à foyer intérieur, avec tubes
à la suite du foyer ou bien en retour.
Avec cette dernière disposition, les tubes étant fixés
à une extrémité sur la chambre que prolonge le foyer,
et, à l'autre, sur la tôle de façade de la chaudière, tout
le système intérieur peut être relié seulement à cette
tôle de façade. Cette tôle étant réunie à Tenveloppe exté-
rieure par une couronne de boulons faciles à démonter,
l'enlèvement du système intérieur, pour la visite et le
nettoyage, est rendu facile. C'est la disposition de Thomas
et Laurens, souvent encore imitée.
Comme grand générateur fixe, on emploie souvent en
France la chaudière dite semi-tubulaire, construite no-
tamment par Meunier, par la C* de Fives- Lille, composée
d un corps cylindrique traversé par les tubes, et de deux
bouilleurs placés au-dessus de la grille. On obtient ainsi
une grande surface de chauffe sans dimensions excessives.
Les courts-circuits du foyer à la cheminée et les ren-
trées d'air peuvent encore se produire avec ce type de
chaudière.
La fig, 56 est une chaudière à foyer intérieur, avec
tubes dans le prolongement, chauffée au gaz de haut
fourneau.
Dans le type représenté fig. 57, le foyer intérieur est
supprimé.
La disposition allemande de Tischbein, peu connue en
France, était présentée à l'Exposition de 1900 par les
constructeurs Berninghaus et Petzold : elle se compose
d'une chaudière à foyers cylindriques intérieurs sur-
montée d'un corps tubulaire, la chaudière inférieure et
le corps supérieur ayant souvent des plans d'eau séparés.
La vapeur produite dans la chaudière inférieure est ame-
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LA CONSTRUCTION DES MACHINES
supérieur par un tuyau qui en traverse
te ^
9
^ 2
u I
idisquejl'eau coule du corps supérieur,
tation, dans le corps inférieur, par un
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EN l'an 1900 89
tuyau qui affleure le plan d'eau supérieur. On peut dire
que le corps supérieur agit en grande partie corame ré-
chauffeur.
Dans la marine, la chaudière cylindrique à foyers inté-
rieurs avec tubes en retour, dite souvent chaudière
écossaise, continue à être largement appliquée. Elle est
considérée corame la plus sûre et la plus commode, et on
la préfère encore généralement lorsque le poids et Ten-
roulement admissibles le permettent. Même avec de
grands diamètres, cette chaudière se construit pour de
hautes pressions. Par exemple, les chaudières du Detctsch-
land {fig, 58 et 59) ont un diamètre de 5"',050; Fépais-
seur de Tenveloppe est de 37 mm et le timbre de 15 kg;
cela correspond à un effort d'un peu plus de 10 kg par
mm^ dans la tôle. On ne pourrait guère obtenir, avec
ce type de chaudière, les pressions extrêmement élevées,
atteignant 20 kg par cm^, qu'on commence à employer
aujourd'hui.
La chaudière renferme quelquefois quatre foyers cylin-
driques, le plus souvent trois, parfois deux et même un
seul; ces foyers débouchent dans des chambres de com-
bustion, ou boîtes à feu, dont les faces latérales sont en-
tretoisées entre elles et avec l'enveloppe extérieure ; par-
fois les parois voisines des différentes boîtes à feu sont
supprimées, tous les foyers débouchant dans une boîte
unique. Le ciel horizontal est raidi par des armatures ou
maintenu par des tirants. Des boîtes à feu partent des
tubes en retour, placés au-dessus des foyers et débou-
chant dans une boîte à fumée rapportée contre la façade.
Le nombre des foyers est justifié par la préférence qu'on
donne aux diamètres modérés, compris entre 0",90
et l-,20.
Les chaudières à double façade dérivent de deux chau-
dières pareilles accolées dos à dos, dans lesquelles on a
supprimé les deux fonds contigus, qui deviennent inutiles.
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•^w
RUCTION DES MACHINES
)r les parois parallèles voisines
n, une même chambre servant
n cr
6^
00 J 42
• - -^
ron
dis
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EN l'an 1900 91
plats étant plus grande, la fatigue de Tenveloppe cylin-
drique peut être un peu plus grande.
Comme exemples de constructions récentes de ces types
de chaudières, les fx(j, 58 et 59 représentent les chau-
dières à quatre foyers, type simple et type double, du
paquebot Dentschland,
Le montage des tubes à fumée se fait généralement
par mandrinage ou dudgeonnage(*) dans des trous légère-
ment coniques vers Textérieur des plaques. La conicité
correspond à celle de la broche du dudgeon. On peut
aussi monter les tubes dans les trous cylindriques, en
employant des galets coniques qui compensent la conicité
de la broche centrale.
Souvent on complète l'assemblage en rabattant la por-
tion du tube qui dépasse la plaque, à Textérieur. Enfin,
raddition de viroles ou bagues consolide le montage, et
permet de resserrer les tubes si des fuites se produisent.
La conicité des trous est utile pour le bon fonctionne-
ment des viroles. Les bagues ont le défaut de réduire la
section de passage des gaz k Textrémité des tubes ; mais
il est souvent assez difficile de s'en passer pour les
assemblages fortement chauff*és. Quelquefois on a dis-
posé la virole do sorte qu'elle forme vers Textérieur une
sorte de chapeau, protégeant l'extrémité du tube contre
laction trop vive des flammes.
Pour augmenter la surface de chauffe des tubes, on les
munit d'ailettes intérieures : tels sont les tubes Serve, Il
con\ient que lé diamètre de ces tubes ne soit pas trop
petit, et ne descende pas au-dessous de 60 ou 70- mm :
autrement ils s'obstrueraient trop facilement. Certaines
expériences sur les locomotives montrent que la surface
(*) Le dudgeon, ainsi désigné par le nom du constructeur anglais de
cet appareil, est un mandrin où une broche légèrement conique écarte
et fait tourner des galets en acier qui laminent le tube contre laplaque
tabulaire.
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)2 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
le chauffe intérieure, comptée suivant le développement
les ailettes, est à peu près aussi efficace qu'une même
iurface de tubes lisses.
Chaudières à tubes d'eau. — Les chaudières à tubes
l'eau sont très fréquemment employées dans les installa-
ions fixes, et sur mer, parles marines militaires ; pour les
lâtiments de commerce, c'est encore la chaudière dite
écossaise qu'on préfère généralement. Les chaudières à
ubes d'eau étaient en grande majorité à TExposition de
^aris, en 190().
La chaudière Belleville continue à être souvent applir
[uée. Dans la marine, elle est habituellement surmontée
l'un réchauffeur qui abaisse la température des gaz re-
etés dans la cheminée (*). Elle se range dans la ratégorie
les chaudières à circulation /imitée, car il semble que
eau qui pénètre dans les tubes chauffés s y vaporise à
>eu près en totalité. La solidité et la bonne construction
le cette chaudière en rendent l'emploi assez commode,
linsi que dans toutes les chaudières à tubes d'eau, les
ubes sont parfois exposés à une détérioration assez ra-
pide, surtout dans le service à la mer(**).
Dans les autres chaudières à gros tubes rectilignes, les
lifférents tubes sont parcourus par des courants paral-
èles au lieu de former des serpentins, comme dans le gé-
lérateur Belleville ; ils sont aussi généralement plus
angs que dans ce générateur, où les tubes sont tout
ntiers au-dessus de la grille. Les diverses chaudières de
(*) On trouvera dans le Bulletin de la Société d'encouragemenf^ Année
899, p. 1370 et 1483, des exemples d'inslaUations de chaudières BeUe-
ille sur des bateaux.
(**) L'emploi 1res étendu de la chaudière Belleville par la marine bri-
mnique a donné lieu récemment à des discussions prolongées dans la
resse technique anglaise. Voir notamment Engineering (1901, 1*" sem.,
. 341, et 2' sem., p. 121, etc.) eiThe Engineer (1901, 1" sem., p. 673;
• sera., p. 70, 231, etc., etc.).
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feN L AN 1900 Ô3
a.
(sa
s
0)
n
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94 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
ce genre sont, en outre, caractérisées par la nature des
pièces de communication, sur lesquelles s'assemblent les
deux extrémités des tubes, par la dimension plus ou moins
grande du corps cylindrique supérieur et par les divers
détails de construction. Parmi les appareils de ce genre,
on peut citer les générateurs de NaE^yer, Babcock et Wil-
cox [fig. 60), Roser; dans les générateurs Btittner, Ma-
thot, de la Société française de constructions mécaniques,
Pétry-Dereux, Simonis et Lanz, Steinmliller, Fitzner et
Gamper, les tubes réunissent deux caisses plates formant
lames d'eau. Cette disposition paraît actuellement en
faveur ; elle permet d offrir à Teau et à la vapeur des
passages plus grands que les communications formées
d'assemblages de pièces multiples. Dans les chaudières
Bary, les tubes, réunis par groupes de 19, sont asemblés
aux deux extrémités sur deux tambours en tôle(*).
Les chaudières à tubes fermés à une extrémité avec
tube intérieur pour diriger la circulation, imités du tube
Field, sont assez nombreuses. A ce genre appartiennent
les générateurs Collet, Durr, Niclausse, Montupet (décrits
dans le Bulletin de la Société iV encotiragement^ 1901,
p. 317; voir aussi, sur le générateur Niclausse, iôtrf.,
1899, p. 169), le générateur de la Société des chau-
dronneries du Nord de la France. Ces générateurs sont
employés non seulement dans les installations fixes, mais
largement par les marines militaires, notamment le géné-
rateur Niclausse.
Les générateurs à petits tubes de fumée droits ou cin-
trés ont été créés pour les besoins des marines militaires ;
ils ont été employés d'al)ord pour les torpilleurs, puis pour
de grands bâtiments. On les désigne sous le nom de
chaudières express. Quelques applications en ont été
(*) Voir Bellens, Chaudières à vapeur pour Vindaslrie et la marine
(dans la Mécanique à r Exposition de 1900, *2' livraison, p. 60).
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EN l\n 1900
95
faites à terre. A ce genre appartiennent les chaudières
Yarrow (yî^. 61), Normand, Thornycroft {fig. 62), Du-
FiG. 61. — Chaudière Yarrow (d'après la Revue de Mécanique, juin 1898,
p. 642).
temple [fig, 63). Ces générateurs se composent d'un
collecteur supérieur et de deux collecteurs inférieurs,
Bll^
\x'
F 10. 62. — Chaudières Thornycroft, à une griUe et à deux grilles ; coupes
x-x, y-y, x''x\ A-X, et B-B (d'après la Revue de Mécanique j jan-
vier 1898, p. 102).
réunis par les tubes chauffés, et aussi par de gros tubes
de retour soustraits à Faction du foyer. Dans la chau-
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REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINÉJ>
ie Thornycroft, les tubes chauffés débouchent
us du plan d'eau, dans le collecteur supérieur.
■ I XX^ \^\ )t^^!'r^''r^'^^
53. — Chaudière Dutemplc (d'après la Revue de Mécanique,
février 1898, p. 209).
diôres mixtes. — Les chaudières Meunier et Tisch-
— Chaudière mixte Mac-Donald (d'après la Revue de Mécanique^
février 1898. p. 240).
3(Tites dans le paragraphe des générateurs tubu-
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EN L AN 1900 97
laires, rentreraient plus exactement dans la catégorie des
générateurs mixtes. La chaudière Mac Donald [fig, 6t)
présente des tubes à fumée, parcourus par les gaz à la
" "^* ' ^ ^ des tubes d'eau, placés sur le parcours
citer certaines chaudières où de gros
averses par des tubes à fumée concon-
\Vi dans les chaudières. — La circula-
les chaudières, surtout dans les chau-
u, est d'une grande importance. Les
urent une circulation active, de sorte
ccorapagne la vapeur formée et rafraî-
t les surfaces métalliques, ont évidem-
iérêt ; mais ces dispositions sont loin
\i réalisées dans tous les types do
années, la question a été l'objet de
léoriques et expérimentales. On peut
le série d'articles dans le journal the
!Î96, des travaux de M. Brillié dans le
bro 1897 à octobre 1899) et dans sa
citée au Congrès de Mécanique appli-
[. Walckenaer dans la Revue de Méea-
7, p. 143), de M. Chasseloup-Laubat
e la Société des Ingénieurs civils de
), de M. Bêlions dans son Traité des
\r et dans la Revue de Mécanique (en
484).
é expérimentalement la ch'culation à
tube de Pitot engagé dans la chaudière,
tie^ janvier 1902, p. 60). Dans le type
i essayé, il a trouvé que la circulation
variait beaucoup avec l'activité du feu.
7
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DES MACHINKS
) assez petit pour que
nt complètement, en
liquides, provoquent
s sont employés dans
applique à différents
ludiére
Lnvier
luit la production de
uhes à des avaries par
pocialeraent disposées
nus et de qualité infé-
s'accumulent dans la
un certain intérêt, et
s grilles n'ont que do
ont souvent une insuf-
11 par ventilateur. On
Ludliczet Meldrum.
ils sans qu'on cherche
tives, reçoit quelques
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r
EN LAN 190<J
99
applications. Le système Pratt consiste en une trompe
{fi(j. 66) alimentée par un ventilateur : moyennant une
faible dépense de puissance motrice, il permet de substi-
tuer à une grande cheminée en briques une
cheminée en tôle beaucoup plus petite.
Dans la marine, le tirage par aspiration
d'un ventilateur que traversent les gaz
chauds a été assez souvent appliqué depuis
quelques années : c'est ce qu'on appelle le
tirage induit.
Une disposition d'un grand intérêt consiste
à échauffer Tair destiné à la combustion
aux dépens de la chaleur perdue des gaz de
la combustion. Au point de vue de l'écono-
mie de combustible, il importe que les gaz
soient rejetés à une température aussi basse
que possible : déjà le chauffage méthodique
de l'eau, c'est-à-dire l'emploi de réchauffeurs
d'eau d'alimentation, est un moyen pour
abaisser la température* des gaz plus qu'à
l'aide d'une même surface totale de chau-
dière proprement dite. Pour chauffer l'air, il
suffit de surfaces métalliques très minces,
parce qu'elles n'ont pas de pression à supporter ; ces sur-
faces paraissent d'ailleurs souvent plus efficaces que ne
l'indiquent les coefficients ordinairement admis pour la
transmission des calories, coefficients d'ailleurs peu précis.
Sous réserve des difficultés pratiques qui pourraient
provenir de l'emploi de l'air très chaud, il semble qu'il y
aurait économie, surtout au point de vue du poids total
des appareils, à réduire la surface de la chaudière et des
réchauflFeurs en développant suffisamment la surface de
chauffe de l'air.
En pratique, les systèmes Howden et Ellis, appliqués
dans la marine, ont procuré une certaine économie de
Fio. 66.
Tirage par
aspiration
Pratt
(Voir le Génie
civil du
29 janv, 1898,
p. 213).
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ACHINES
l'air est refoulé
5 s'être chauffé,
ivers Tappareil
)ar un ventila-
air Fraser, ap-
sr
198, p. 44).
les gaz chauds
de leur trajet,
pes extérieures
peuvent donner
courtS'circuits
En outre, il se
mportantes, air
lis des produits
int surtout dans
titrées d'air ont
e l'Association
a Somme et de
■ On trouve aux
de distribution
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2 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
ue, bien qu'aucun des nombreux appareils essayés n'ait
nné des résultats complètement satisfaisants.
La Bévue de Mécanique (*) a publié le compte rendu,
r M. Hirsch, de ce concours; ce compte rendu décrit
grand nombre d'appareils, ainsi que les essais auxquels
ont été soumis. Il indique un procédé fort simple
ur Tappréciation des fumées, classées en cinq catégo-
is. Un tableau résumant les principaux essais de la
mmission a été dressé par M. Bryan Donkin (Voir
vue de Mécanique, décembre 1898, p. 663). Le môme
teur a publié dans le journal the Engineer (1901,
sem.) un intéressant résumé de la question de la fumi-
rité(**).
Surchauffeurs. — Les appareils pour surchauffer la
peur sont quelquefois installés à côté des machines,
oc un foyer spécial. Cette disposition peut évidemment
oir quelque- avantage quand les moteurs sont fort éloi-
és des chaudières; mais l'addition d'une chauffe spé-
ile est une bien grande sujétion. Le plus souvent, le
rchauffeur fait corps avec le générateur de vapeur,
irfois il est chauffé par les chaleurs perdues des gaz, à
suite de la chaudière proprement dite ; mais cette dis-
sition est critiquable, puisqu'on place en contact avec les
z les moins chauds l'appareil oùla vapeur doit atteindre
température la plus élevée. En principe, il comient
e le surchauffeur soit entouré de gaz encore bien chauds,
is toutefois que la température en soit assez élevée
ur le détériorer.
On trouvera de nombreux détails sur ces appareils
ns Tétude importante sur la siu-chauffe que M. Sini-
*) 1898, i" sem., p. 337 et 605 ; 2- sem., p. 283 et 648.
**) Ce résumée éU> réimprimé en une brochure spéciale (Bibliothèques
1 École nat. supérieure des Mines, du Conservatoire des Arts et Métiers).
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I
EN l'an 19()0
gaglia a publiée dans la Revue de Mécanique (*) ei
un travail tout récent de M. Abraham, dans les An
des Mines (juillet 1901, p. 59). La chaudière Babcc
Wilcox, représentée fig, 60, est munie d'un surchau
Tuyauteries. — Surtout quand elles desservent d'il
tantes batteries de chaudières, et spécialement à bor
navires, les tuyauteries demandent à être étudiées e1
culées avec grand soin, car la rupture d'un tuya
fort dangereuse et a parfois causé de terribles (
Irophes.
On trouvera dans la Bévue de Mécanique (avril
p. 416) l'analyse d'une note do M. Milton sur les ti
teries des machines marines : l'auteur y préconise
ploi du fer ou de l'acier doux de préférence au ci
Le Bulletin de la Société d'encouragement pour /'?';
trie nationale (mai 1898, p. 633) donne d'intéres
détails sur l'altération de la brasure des tuyaux
trouvera dans la Zeitschrift des Vereines deutscher
nieure (27 octobre 1900) les règles tracées pou:
tuyauteries de vapeur par l'Association des Ingér
allemands (**).
Alimentation. — L'alimentation des chaudières est
vent assurée par des petits chevaux, auxquels s'ap}
trop souvent l'observation faite relativement aux mo
des condenseurs indépendants : ces moteurs consom
une quantité exagérée de vapeur. Les injecteurs
dans bien des cas, plus avantageux; mais il faut rc
quer qu'ils ne donnent toute leur économie que si
d'alimentation est refoulée dans une chaudière pr
(*y Année 1897, p. 213,333, :i36,721, 941, 1136; année 1898, 1-
p. 43, 233, 445.
(**) Le Génie civil en adonné un résumé (numéro du 15 décembn
p. 112).
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iO'lr
REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
ment dite, non munie de réchauffeur : en effet, Tinjecteur
consomme beaucoup de vapeur; mais cette vapeur échauffe
Teau d'alimentation : dans une cliaudiëre sans réchauffeur,
il n'en résulte aucune perte, et il est même préférable,
au point de vue de la conservation des tôles, d'introduire
Teau déjà chaude dans la chaudière. Mais on dépense
moins de combustible en échauffant Teau dans un ré-
chauffelir à l'aide de la chaleur perdue. En outre, pour
qu'on puisse se servir de Tinjecteur, Teau d'alimentation
doit être froide ou, du moins, ne pas être à une tempéra-
ture de plus de 40 à 50°. L'injecteur empêche donc le
réchauffage préalable de l'eau à l'aide de la vapeur
d'échappement des machines sans condensation.
Bien que les injecteurs soient presque toujours exé-
cutés en série par des constructeurs spéciaux, il n'en
existe pas moins un très grand nombre de types diffé-
rents. On construit aujourd'hui des appareils, un peu
compliqués peut-être, mais d'une manœuvre extrêmement
facile, et refoulant l'eau à des pressions très élevées, tels
que ceux de Sellers, deFriedmann IJig. 68).
Fio. G8. — lajecteur Friedrnanri (d'après la Reuue de M'canique^
décembre 1898, p. 683).
L'injecteur à vapeur d'échappement, connu depuis
longtemps, continue à recevoir quelques applications, mais
sans que l'emploi s'en répande beaucoup. Cela tient sans
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?^ '
EN t/an 1900 105
doute à ce que la inauœuvre de l'appareil est un peu
moins simple que celle de certains injecteurs ordinaires,
et à ce que la vapeur d'échappement seule ne suffit pas
Fio. 69. — Injecleur à vapeur d'échappement Melcalfe.
dès que la pression dépasse 4 ou 5 kilogrammes par cen-
timètre carré, ce qui est le cas de presque toutes les
FiG. 70. — Tnjecteur h vapeur d'échappement Metcalfe, double (d'après
la Bévue de Mécanique, juin 1900, p. 747).
chaudières. Les fig, 69 et 70 représentent deux tvposde
ces appareils.
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JE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES
in de la Sociéfr d' encouragement pour Fin-
onale a publié (février 1900, p. 297) la des-
appareil pour.ressai des injecteurs, installé au
de rinstitut technologique du Massachusetts,
i dans la Revue de Mécanique (octobre 1899,
note de M. Desgeans sur les injecteurs eni-
la Compagnie des chemins de fer de TEst,
très intéressants résultats d'essai. On remar-
imont la température très élevée qu'atteint
lis cas Teau refoulée à la chaudière. Cette
( monte jusqu'à 124°, pour une pression au
de 15 kilogrammes par centimètre carré,
d'alimentation est prise à 45'*. On voit qu'on
er de beaucoup la limite de 85** parfois indi-
es injecteurs Giffard.
IX d'alimentation des chaudières débouchent
3nt au-dessous du niveau de l'eau. Mais, depuis
nées, on applique de plus en plus la disposi-
isiste à envoyer l'eau d'alimentation dans la
tto disposition paraît de nature à diminuer la
es tôles. Une circulaire du Ministre de la
7 juillet 1891, Ta rendue réglementaire. Elle
lient de donner lieu fréquemment à des chocs
aux : la question a été étudiée en détail dans
des Mines (9*' série, t. XII, p. 513 et 533),
)ritz et Raymond.
divers. — M. Râteau a étudié un intéressant
ur-réfjénêraleur pour emmagasiner les vapeurs
3nt (le moteurs à marche intermittente, tels
Lchines d'extraction des mines. Les vapeurs
}nt, à la pression voisine de celle de l'atmo-
rendent dans un récipient contenant des
talliques convenablement divisées, qui per-
mmagasiner une grande quantité de calories.
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108 BULLETIN
BULLETIN.
SERVICE DES LOCOMOTIVES PAR ÉQUIPES BANALES
Par M. GILNICKI, Elève à l'École Nationale supérieure des Mines (*).
Le service des locomotives est une question des plus intéres-
santes dans l'exploitation des chemins de fer. Savoir si les équipes
banales sont oui ou non préférables aux équipes spéciales est un
point qui continue à diviser les ingénieurs européens. Les opi-
nions émises sont assez diverses ; c'est pourquoi nous avons
pensé qu'il ne serait pas sans intérêt de résumer l'avis de
quelques ingénieurs américains, qui ont récemment discuté la
question.
Dans la réunion duiVor//t West Railuay Club de septembre 1901,
M. Van Alsline, du Chicago Great Western^ fait un examen dé-
taillé du service banal. Pour cet examen, dit-il, on peut se placer
à trois points de vue : la commodité, le rendement, et les dé-
penses qu'il occasionne.
Pour ce qui regarde la commodité, M. Van Alstine pense que
les équipes banales sont de beaucoup supérieures aux équipes
spéciales, en ce sens que les mécaniciens prennent leur service
sans qu'on ait à leur confier de locomotive spéciale. La machine
qui est prête la premi«';re sort, pourvu quelle soit d'une catégorie
convenable, et, de plus, pendant les périodes de fort trafic, on
peut parcourir plus de kilomètres avec le même nombre de loco-
motives en employant des équipes supplémentaires.
Quant au maintien du bon état du matériel, il semble tout
naturel qu'il y ait plus d'avaries de machines avec les équipes
banales qu'avec les équipes attachées à une locomotive. Bien
(*) D'après la Railroad Gazelle du 25 octobre 1901. Voir, dans les
Annales des Mines^ une note de M. E. Sauvage sur le même sujet
(8- série, t XIX, p. 649).
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BULLETIN
que l'on admette que les visites des machim
banal, faites par des inspecteurs qui exan
au dépôt, soient exécutées aussi soigneu
mécaniciens (et M. Van Alstine déclare n'a^
égard), il y a dans les locomotives des défi
les hommes qui les conduisent peuvent d»
ciens ne s'intéressent pas, à beaucoup pr
chine dans le service banal que dans le
régulières ; dans ces conditions, ou ne '
pourrait éviter d'avoir plus d'ennuis avec
Toutefois, avec des conditions favorables <
une double voie, de la bonne eau et du b(
systèmes se valent à peu près.
Pour ce qui est des frais, la surveillan(
pense occasionnée par les contremaîtres
ciens, est, sans aucun doute, supérieure
équipes banales. Mais la surveillance est ui
d«''pense totale. En huile, en approvisionr
M. Van Alstine doute qu'il y ait une au
Comme main-d'œuvre, il y a un petit supph
pecteurs, et des hommes qui remplisse
fanaux; cela amène un petit supplément
ce supplément est difficilement appréciai
des réparations, on n'a jamais pu établir c
penses pour l'entretien des machines en
senice régulier. La locomotive conduite pa
en moyenne assez de milles pour ((uo le tai
mille parcouru soit diminué. D'après soi
Alstine ne croit pas que les réparations p;
au contraire, il incline plutôt à penser qi
croissent et, autant qu'il a pu en juger, les
banal parcourent à peu près la même distar
générales pour réparations, que les machin(
M. Van Alstine n'a pu recueillir que peu
à la consommation de combustible, toutefois
conduit à penser qu'il y a une différence
eu faveur des locomotives à équipes spé(
cette différence est plausible, et il croit qu(
Mais, même en admettant cette différence (
pense de charbon, si on considère que les
parcourir une distance plus longue de 50 p.
banales, l'intérêt du coût d'acquisition de i
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110 BtLLETLS
taires, pour permettre d'en donner une à chaque mécanicien,
ferait plus que compenser Téconomie de combustible.
M. Van Alsline conclut en ces termes: « Si je me place au point
de vue d'un ingénieur de traction, qui désirerait avant tout la
tranquillité et la facilité du service, je préférerais que chaque
mécanicien eût sa machine. Mais, pour un directeur qui regarde
de près les dépenses, il suffit d'avoir assez de locomotives pour
faire le service quand ce dernier est le plus intensif. >»
M. John Tonge dit ensuite que, sur le réseau du Minneapolis
and S^ LouiSy auquel il appartient, on a employé depuis un peu
plus de trois ans des locomotives conduites par équipes banales ;
pour ce qui regarde les avaries de toutes sortes, on ne peut pas
dire, déclare-t-il, qu'il y en ait eu plus avec les équipes ba-
nales qu'avec les autres ; et, quant à lui, il ne croit pas que les
relards ou les détresses soient plus nombreux avec le service
banal qu'avec le service régulier.
M. A. Level, du Northern Pacific^ prend ensuite la parole. Il
déclare que, sur ce réseau, on emploie quelque peu le service
banal par nécessité. Mais il ne croit pas que, s'il avait à choisir,
il prendrait ce genre de service. La plupart des lignes ne pos-
sèdent que le nombre de locomotives nécessaires pendant
l'époque de fort trafic, époque durant laquelle toutes les machines
doivent être mises en service. Mais, quand le trafic se ralentit,
il ne paraît y avoir aucune nécessité à maintenir les équipes
banales. Quand ce système est en vigueur, certaines locomotives
sont maintenues constamment en service ; il y en a, par contre,
d'autres qui ne circulent pas du tout; cela n'est pas bon. Il est
évident qu'il est préférable, dans ce dernier cas, d'avoir des
hommes régulièrement attachés à la même locomotive, faisant
chacun une partie du service avec leur machine, plutôt que
d'avoir un certain nombre de ces machines mises de côté et ne
servant pas.
Des conditions locales peuvent changer beaucoup les règles à
adopter.
Par exemple, si l'on est dans une région où l'eau est très mau-
vaise, les chaudières doivent être lavées souvent, après chaque
voyage aller et retour : avec les grandes machines qui sont en
service sur quelques lignes, il faut bien huit à dix heures pour faire
échapper la vapeur, refroidir la chaudière, en vider l'eau et ral-
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ITIN
irgh, on espère, avec le service
chine jusqu'à 13.000 et même
ila était nécessaire. Dans ces
réalisées, M. Van Alstine con-
banales ne peut qu'être écono-
ul à employer, que le trafic
'ce qu'il en résulterait un réel
de, que la question de la con-
)ins controversée en Amérique
l a paru intéressant de faire
ingénieurs américains sur la
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LE GISEMENT DE MINERAI DE FER DE LA LORRAINE llî
LE
GISEMENT DE MINERAI DE FRR OOLITHIQUI
DE LA LORRAINE
Par M. Fhançois VILLAIN, Ingénieur au Corps des Mines.
AVANT-PROPOS.
Le but que nous nous proposons en publiant cette otu(b
est de résumer, en les groui)ant d'une façon méthodique
les connaissances (^u'on possède k rhoure actuelle su:
le gisement du minerai de. fer oolithique de la Lorraine
La région minière que nous examinons en détai
embrasse environ 90.000 hectares, tant dans l'arrondisse
ment de Briey, en France, que dans les régions limitrophe:
du gi-and-duché de Luxembourg et de la Lorrain(
allemande.
Nous avons laissé de côté le bassin de Nancy, déji
très connu, et dans lequel il n'a été fait que peu d(
découvertes intéressantes dans ces dernières années.
Le bassin de Briey, au contraire, n'est bien connu ([lu
depuis la dernière campagne de recherches de 1894-1 8î)i)
Chargé du service des mines en Meurtlie-et-Moselk
depuis 1896, nous avons pu suivre personnellement ur
grand nombre d'explorations. Avant nous, M. ringénieuj
en chef Cousin avait déjà réuni quantité de documenta
relatifs aux recherches effectuées de 1883 à 1890, e
commencé Tétude de la topographie souterraine de h
couche grise. Nous n'avons fait que continuer les travaux
qu'il avait engagés et leur donner une conclusion. Ces
Tome 1, 2* livraison, 1902. h
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SEMENT DE MÎNERAl DE FER OOLITHIQtJE
çréable pour nous de rcconnaitre tout ce que
fc^ons dans la circonstance et de lui exprimer
!n vive gratitude.
ns aussi les plus grandes obligations à notre
Luxembourg, M. Tingénieur Dondelinger, et
orateur, M. le garde-mines Limpach, qui ont
avec une complaisance à toute épreuve, nous
sur les mines du grand-duché,
étions géologiques ou paléontologiques fort
lous ont été procurées par M. l'Ingénieur en
1, MM. les professeurs Bleicher et Nicklès, et
préparateur du Cours de géologie de la Faculté
3 de Nancy.
udrait enfin citer presque tous les maîtres de
Est pour remercier ceux qui ont bien voulu
' des renseignements sur les travaux d'exploi-
lines. Nous devons mentionner d'une façon
ulière le concours très utile que nous avons
fi :
Wendel et leurs directeurs de mines,
r et Bosment ;
ier, directeur de la Société de Pont-à-Mousson,
, directeur des mines de cette Société ;
' de Levait, directeur des forges de Jarville,
, chef des laboratoires desdites forges, et
[igénieur des mines de Chavigny.
r adressons, ainsi qu'à tous ceux qiu ont bien
îdre à nos demandes de renseignements, nos
nts bien sincères.
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H6 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Plappe ville (5 kilomètres à Touest de Metz), Ars-sur-
Moselle et Novéant. La ligne jalonnée par ces localités
est à peu près Nord-Sud et suit le pied des falaises
oolithiques du versant gauche de la Moselle. Les frontières
française et luxembourgeoise forment, au Sud, à l'Ouest
et au Nord, les autres limites du gisement allemand, dont
rétendue ainsi délimitée représente environ 43.<XX) hec-
tares. Il contiendrait, d'après les auteurs allemands,
un peu moins de 2.200.000.000 de tonnes de minerai.
Cette estimation, qui tient compte des minerais siliceux
peu recherchés de la partie méridionale, se décomposerait
comme suit :
Partie septentrionale (au nord de la Fentsch) : Tonnes.
Couche grise i .045.000.000
Couche brune 280.000.000
(d'après M. Kohlmann.)
Partie centrale, entre la Fentsch et Saint-Privat. 605.895.000
(d'après M. Hoffmann).
Partie méridionale, entre Rombas, Saint-Privat
et Novéant : Couche noire 250.000.000
Total 2.480.895.000
Le gisement français se divise en deux parties bien
distinctes, désignées communément sous les noms de bassin
dn Briey et bassin de Nancy, Ce dernier, le moins impor-
tant, est séparé du premier par une zone à peu près stérile
d'environ 40 kilomètres.
Il a été concédé, dans la région de Nancy, 18.536 hec-
tares de terrains miniers, pouvant renfermer 200.000.000
de tonnes.
Dans le gisement de Briey, une étendue de 43.186 hec-
tares a été concédée (y compris la région de Longwy-
Villerupt). Les ressources qu'elle renferme peuvent s'éva-
luer à 2.300.000.000 de tonnes.
La région concédée est limitée, à l'Est et au Nord, par
les frontières allemande, luxembourgeoise et belge; à
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DE LA LORRAINE 117
rOuest, sa terminaison (autant qu'on peut l'apprécier au-
jourd'hui par les explorations faites) est marquée par
une ligne ondulée présentant des parties très saillantes,
vers rOuest, à Brainville, Baroncourt, Bazailles et Gorcy.
Le second de ces saillants pénètre dans le département
de la Meuse (arrondissement de Montmédy) ; mais, à part
cette enclave dans la Meuse, de 1.200 hectares environ,
tout le bassin de Briey est compris dans Tarrondissement
du même nom (département de Meurthe-et-Moselle).
Ainsi, en résumé, le gisement lorrain embrasse une
étendue de plus de 100.000 hectares de terrains miniers,
et renferme approximativement, tant en Luxembourg qu'en
Allemagne et en France, un tonnage de minerais qu'on
peut évaluer à 5.000.000.000 de tonnes.
Nous nous proposons, dans ce qui va suivre, de faire
l'inventaire méthodique de cette richesse, qui intéresse à
un si haut degré Tindustrie sidérurgique.
§ 2. — Situation géographique et premier aperçu
géologique.
La région occupée par le gisement fait partie géogra-
phiquement et géologiquement du bassin parisien, dont la
ceinture Nord-Est est constituée pai* les massifs pri-
maires de l'Ardenne, l'Eifel, le Hundsrlick et les Vosges.
Sur ces terrains anciens, on voit s'étager d'abord les
trois termes du trias, puis les formations du lias, et en-
suite celles del'oolithe inférieure et de la grande oolithe.
C«ux de ces terrains que nous aurons à mentionner par-
ticulièrement sont : le lias (toarcien), le bajocien, le batho-
nien et le callovien.
Relief de la région septentrionale du gisement et carac-
tères hydrographiques. — Au pied des coteaux où se
trouvent les affleurements du minerai de fer, s'étendent
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J2^
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L^ GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE
aines formées par les assises marneuses du lias
leur et moyen).
jlaine du Gutland^ au pied de la cùte Rouge, dans
tembourfi^, est à la cote 300 environ (291 à la
i de Petange, 307 à Differdange, 292 à Esch),
que le plateau solis lequel se trouve le minerai est
auteur moyenne de 430 (cote 426 à Westenhof,
Differdange et Godbrange, 421 à Redange, 425 à
fny, 443 à Tiercelet, 434 à Bréhain).
plateau est désigné communément, dans la région
igwy, sous le nom de Pays-Haut. En Lorraine aile-
, il se continue sous le nom de Plateav d'Amnetz
449 et 426 de part et d'autre d'Ottange, 400 à Au-
De ces plateaux descendent plusieurs cours d'eau,
igeant vers le Nord, et tributaires de la Moselle,
: TAlzette, le ruisseau de Rumelange (Kaylbach) et
sseau de Dudelange. A TOuest, coulent la Chiers
doulaine, qui se rejoignent à Longwy, et sont tribu-
de la Meuse. Plus au Sud, et grâce au pendage
il du Pays-Haut, qui se fait, dans la partie française,
le Sud-Ouest, on trouve la Crusnes, coulant, comme
ulaine, vers TOuost, et se jetant dans la Chiers à
yon.
s la partie allemande, grâce à la dépression trans-
e profonde de Fontoy, les eaux de la Fentsch
nt se diriger, au contraire, vers la Moselle, dans
le elles se jettent à Thionville.
ief et caractôres hydrogpraphiques de la ré^on méri-
B. — Dans le versant français, au Sud de la vallée
Crusnes, le bassin de la Meuse englobe encore les
Je la Pienne et de TOtbain. Ce dernier ruisseau est
i du versant de la Moselle par les hauteurs de Nor-
-Sec, au Sud desquelles commence le bassin de
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DE LA LORRAINE 119
Ce cours d'eau est le plus important de toute la région
minière, qu'il traverse entièrement de l'Ouest à TEst,
pourconfluer finalement dans la Moselle, entre Richemont
et Uckange.
Le Longeau et l'Yron, affluents de rive droite do
rOme, dans lequel ils se jettent à Conflans, arrosent la
région située à la pointe Sud-Ouest du gisement.
Les eaux tributaires de la Moselle ne peuvent arriver
à ce fleuve qu'en passant par des vallées plus ou moins
encaissées recoupant des terrains dont la surface géné-
rale présente une pente inverse de celle des eaux. Le
sol est, en effet, près de BrainviUe, à la cote 200. Il re-
monte jusqu'à 260 au voisinage de Briey. La rivière du
Woigot, affluent de rive gauche de l'Orne, charrie ses
eaux, depuis Mance, entre deux lignes de hauteurs
abruptes. A Briey, la vallée est très profondément en-
caissée.
En continuant toujours vers l'Est, le plateau de Briey
remonte encore jusqu'à l'altitude 300, qu'il atteint à la
frontière; puis on franchit un autre affluent de rive
gauche de l'Orne, le Conroy, qui forme frontière sur une
assez grande longueur. Enfin, lorsqu'on se rapproche en
poursuivant vers le Nord-Est de Thionvilie, on gravit le
plateau qui s'étend entre Moyeuvre et Hayange, à une
altitude voisine de 350 (cote 341 au Sud de Rangue-
vaux, 358 à la ferme de Moreaux, 2 kilomètres au Sud
d'Hayange).
Entre Hayange et Brainville-en-Woëvre, la distance à
vol d'oiseau est de 30 kilomètres. La pente générale du
sol est donc, d'après les cotes que nous venons de donner,
de 1/2 p. 100. Le gisement de minerai a une pente
moyenne environ 2 fois plus forte entre les mômes points
(cote 220 près d'Hayange, cote — 70 à l'Ouest de Brain-
viUe), soit près de 1 0/0 (PI. V).
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DE MINERAI DE FER OOLITIllQUE
)rt8- terrains. — Sous le bois d'Havange,
le grise est à 130 mètres sous le sol;
près de Briey, à 200 mètres à Conflans
i^rainville.
n'ains peut être résumée comme suit
âuts :
30 mètres.
80 —
i35 ~
u'au mur de la couche
ia ~
Total 260 m.
65 mètres.
i20 —
u'au mur de la couche
i5 —
Total 200 m.
rieur 30 mètres.
100 —
u'au mur de la couclie
20 —
Total t:;o m.
ayango :
rieur ir» mètres.
iOO —
u'au mur de la couche
15 —
T(»TAL 130 m.
écroissantes du rallovien et du batho-
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DE LA LORRAINE 121
nien, dans ces différentes coupes, sont la conséquence
des érosions que la contrée a subies ; tandis que le bajo-
cien subsiste à peu près complet, le bathonien et le callo-
vien sont limités à une surface d'abrasion qui les fait finir
en biseau vers l'Est.
Que ces deux étages aient existé autrefois en entier à
l'aplomb du gisement de Briey, c'est une chose à peu
près sûre, car Toxfordien lui-même (dont les couches en
place ne se retrouvent aujourd'hui que beaucoup plus à
l'Ouest) a recouvert une partie de la région ferrifère. Ce
fait est attesté par des résidus de sa dénudation, consis-
tant en gros cailloux siliceux, qu'on retrouve çà et là
dans la campagne, et qu'on a pu rattacher à l'oxfordien,
en raison de la présence d'empreintes de Cidaris flori-
gemma qui ont été observées dans des témoins ana-
logues recueillis auprès de Nancy par M. le professeur
.Bleicher.
Une coupe qui serait faite d'Ottange à Baroncourt
donnerait des résultats analogues à ceux de la coupe
Hayange-Brainville. La couche grise, qui est à l'altitude
250 à proximité d'Ottange, descend graduellement vers le
Sud-Ouest jusqu'à la cote zéro, à Baroncourt. La distance
entre les deux points étant, à vol d'oiseau, de 27 kilo-
mètres, la pente moyenne de la couche est encore ici,
de 1 p. 100 environ.
La surface du sol, constituée par le bathonien inférieur
sur les hauteurs d'Ottange, est à peu près à 170 mètres
au-dessus de la couche grise. A Baroncourt, où le sol est
formé par le bathonien supérieur, le recouvrement atteint
240 naètres.
§ 3. — Choix des procédés d'extraction.
Nécessité des puits d'extraction. -^ Cette rapide esquisse
stratigraphique nous permet de voir que des puits de 200 à
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nien, dans r*-^ :::•••
des érosiujj- «,'- .
cien sul)<i>k a j»*-. : •
vien soDi iiii.:î*r- . :.. - -
en biseau verr VL-
Que ce^ (i-ii:. • __
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logues recul, ^
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donnerait ô-- :—
Hayange-braiL- . _
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de 1 p. 1<»«» tîiî- i\ ai-
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willée du
, la Société
rain d'établir
H^ction utile de
U'S
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\ LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
• mètres de profondeur sont indispensables en beaucoup
points pour extraire le minerai.
usqu'à ces derniers temps, toutefois, l'extraction par
ts était tout à fait inconnue en Lorraine.
Lctuellement, sept sociétés françaises exploitent ou se
parent à exploiter par puits. Ce sont :
° La Société do Vézin-Auinoye, à Homécourt ;
° MM. de Wendel et C'% à Jœuf ;
• La Société de Pont- à-Mousson, à Auboué;
" La Société de Moutiers, àMouticrs;
•° La Société des aciéries de Longwy, à Tucque-
eux ;
1° La Société des aciéries de Micheviile, à Landres;
° La Société des aciéries du Nord et de TEst, à Pienne
îs Landres).
3n Allemagne, les puits en exploitation ou enprépara-
L sont ceux de :
** La Société des hauts fourneaux de Rumelange, à
ange;
:° La Société d'Angleur, à Audun-le-Riche ;
!" La Société d'Aumetz-la-Paix, à Aumetz ;
"* La Société Krupp, à Aumetz ;
° La Société de la mine Reichsland, à Boulange ;
1° La Société Rœchling et C'% à Angevillers;
° La Société de Ronibas, à Montois;
i° La Société de la Moselle, à Sain te-Marie-aux-Chênes.
ixploitation à oiel ouvert ou par galeries à flancs de
lau. — Tout le minerai produit par les gisements de
ît avant le fonçage des puits dont nous venons de
1er était extrait à ciel ouvert ou sorti à flancs de
eau par des galeries partant des affleurements.
)'est encore uniquement par ces deux procédés que le
Lembourg arrive à produire annuellement 6 millions de
nés.
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DE LA LORRAINE 123
Toutes les mines du groupe de Longwy-Villerupt sont
également exploitées de cette façon (vallées du Coulmy,
de la Chiers, de la Moulaine, de la côte Rouge et
de TAlzette). Les couches de minerai étant situées au-
dessus des thalwegs de ces différentes vallées, il est facile
d'extraire le minerai sans être gêné par les eaux. Trois
mines cependant (Godbrange, Tiercelet et Bréhain), dont
le pendage ne se fait pas vers le thalweg, ont dû instal-
ler des pompes électriques pour assécher les travaux. La
traction électrique est également employée dans les deux
premières de ces entreprises. Elle Test aussi dans les mines
de Miche ville et Bréhain.
En Allemagne, les affleurements du minerai se ren-
contrent dans les vallées de TAlzette, d'Ottange, de Vol-
merange, de la Fentsch, de TOrne et de la Mance. Les
coteaux de rive gauche de la Moselle qui se développent
entre ces trois dernières rivières montrent également
les affleurements de la formation ferrugineuse. C'est dans
la partie méridionale de cette ligne de coteaux que se
trouvent les mines d'Ars-sur-Moselle, qui étaient déjà
exploitées au moment de la possession française.
Dans la vallée de TOrne, des extractions considérables
ont lieu par galeries, aux mines de Moy ouvre, de l'Orne,
Lothringen, Saint-Paul et Rosselange.
Les deux premières sont obligées, en raison d'un aval-
pendage qui ne peut s'assécher par galeries, d'avoir des
puits d'exhaure (à Moyeuvre Petite et à Franchepré),
munis de pompes très puissantes. On a eu à tirer, des
travaux de lamine « Orne », jusqu'à 30 mètres cubes par
minute.
Il existe aussi des affleurements dans la vallée du
Conroy, qu'on a exploités quelque peu autrefois.
Dans la vallée de la Fentsch, à Knutange, la Société
des Hauts Fourneaux de Fontoy est en train d'établir
une galerie à grandes dimensions d'une section utile de
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124 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
12 mètres carrés (qui avait 2.150 mètres de longueur au
1" janvier 1901), pour exploiter la mine d*Havange. Cette
galerie, destinée aussi à servir à l'écoulement des eaux,
est munie sous radier d'une conduite en béton, de 1 mètre
de diamètre utile.
Un autre travail en galerie considérable, digne aussi
d'être signalé, est celui de la Société Rœchling et C*% par-
tant de Beuvange pour rejoindre la mine d'Angevillers. Le
développement total de la galerie sera de 5.500 mètres,
dont 4.250 étaient déjà faits au 1" janvier 1901. Les
dimensions de louvrage sont : 2" ,50 de hauteur, 3'",20
de largeur.
Non moins important est le travail du même genre que
la Société Stumm a attaqué près d'Entrange pour aller
rejoindre la mine de Rochonvillers. Il est déjà terminé
sur un développement de plus de 4 kilomètres.
§ 4. — Altérations des couches aux affleurements.
Les affleurements des couches ayant subi profondément
Taction des agents atmosphériques sont loin de représen-
ter l'état originel des minerais. Comme les régions d'affleu-
rement sont, d'autre part, très morcelées par des dia-
clases sans nombre, il est fort difficile de se représenter
ce qu'était le gisement à son origine, si on prend, pour
localités d'éludés, celles qui ont vu naître les premières
exploitations de la Lorraine. La région de Nancy, en
particulier, et celle du Luxembourg, y compris le bassin
de Longwy, ne pouvaient donc fournir que de mauvais
champs d'expérience à quiconque se proposait de systé-
matiser les faits relatifs à l'allure et à la composition des
couches.
Au contraire, les recherches en profondeur, exécutées
tant en territoire allemand qu'en France, dans ces vingt
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DE LA LORRAINE 125
dernières années, ont donné sur les couches, conservées
pour ainsi dire à l'état vierge, une foule de renseigne-
ments généralement concordants, dont il nous a paru
possible de dégager une loi. Nous avons été amené à
penser que la plupart des particularités qu'on rencontre
dans le gisement pouvaient être expliquées par deux
ordres de considérations, savoir :
1° L'emplacement de certaines failles ;
2" Le relief du mur des dépôts.
Ce sont ces considérations que nous allons exposer, en
parlant principalement des nouvelles découvertes du
Bassin de Briey.
§ 5. — Consistance de la formation ferrugineuse.
Nous commencerons par donner quelques indications sur
la consistance de la formation ferrugineuse et sur les ter-
rains encaissants.
La formation occupe la partie tout à fait supérieure du
toarcien, et elle est recouverte par le bajocien, qui débute
généralement par une puissante assise de marnes dites
marnes micacées. Ces marnes ont jusqu'à 30 mètres
d'épaisseur, et même plus.
A la base, la formation ferrugineuse repose sur des
marnes vertes gréseuses et pyriteKses^ qui sont suffisam-
ment caractéristiques pour avoir servi, dans la pratique
des sondages, d'horizon final.
Ces marnes gréseuses, presque entièrement dépourvues
de restes organiques, surmontent directement les marnes
à ovoïdes du lias supérieur.
Elntre le toit des marnes gréseuses et le mur des
marnes micacées, s'étend la formation ferrugineuse, qui
comprend plusieurs couches exploitables, séparées par
des intervalles plus ou moins stériles, marneux ou calcaires.
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[ENT DE MINERAI DE FEÈ OOLItHIQUÉ
nce de l'élément marneux est assez géné-
est bien plus prononcée dans le Sud que
Mars-la-Tour (DV) au Sud du bassin de
si le sondage DV de Mars-la-Tour a
Formation ferrugineuse (très pauvre) de
imposée :
5C taches de calcaires 15",22
arneuse ferrugineuse (dont la
ipérieure est zonée de calcaire). . 7 ,01
'âtre : 3 ,62
nâtre ferrugineuse avec pyrites. . . 2 ,10
Total 27°»,95
reconnue par ce sondage était d'ailleurs
re (12 à 25 0/0 de fer seulement) qu'elle
d'aucune demande en concession.
oineville (AC) au centre du bassin de TOme.
AC de Moine ville, on a obtenu la coupe
rrugineux avec veines sableuses. 1"»,00
ige brunâtre (pauvre) 2 ,38
rrugineux (pauvre) 4 ,13
ige jaunâtre (pauvre) 2 ,12
risâtre avec lit de minerai de
a base 5 ,05
le micacée compacte 1 ,33
s à graiu fin (de bonne qualiU;).. 3 ,02
rrugineux veiné de minerai 2 ,22
îs marneux 2 ,62
verdâtre 1 ,60
Total 25'»,47
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r
t)E LA LORRAINE
i27
Sondage de Mairy (BC) au centre du bassin de Tuoque-
gnieux. — Dans le sondage BC de Mairy, où la formation
présente une grande épaisseur, la succession des terrains
peut se résumer comme suit :
Calcaire ferrugineux brunâtre 5"*,55
Marne stérile 0 ,30
Calcaire plus ou moins ferrugineux 4 ,55
Calcaire gris marneux presque stérile 3 ,70
Calcaire ferrugineux à veines coquillières. . ^ 0 ,95
Minerai rouge 0 ,90
Calcaire ferrugineux brunâtre 1 ,10
Marne ferrugineuse 7 ,95
Calcaire coquillier 0 ,70
Minerai gris de bonne qualité 3 ,70
Calcaire ferrugineux (pauvre) 3 ,98
Marne gris noir stérile 7 ,94
Marne gréseuse peu ferrugineuse 2 ,30
Minerai brun verdâtre siliceux 0 ,86
Total 44",48
La composition de la mine rouge et do la mine grise
de ce dernier sondage est la suivante :
Mine rouge.
Mine grise..
Fer
30 p. 100
36
Chaux
13 p. 100
11
Silice
9 p. 100
9
Alumine
8 p. 100
9
Sondage de Briey (FL) au Nord du bassin de TOrne. —
La coupe suivante, du sondage FL, de Briey, représente
un des plus riches spécimens de la formation, au point de
vue du nombre des couches exploitables.
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USEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
SOiNDAGE DE BRIEY (FL).
ÉPAISSEUR
des
couches
MGR UES CODCHBS
COMPC
>8ITI0.>(
Silice
Alumine
)n
ProfoiideBr
Altitude
Fer
Chaux
ion..
»
122-,40
13 5- .98
-
»
»
»
ux..
6-, 58
128 ,98
129 ,40
»
"
»
■
3 ,40
fSi ,38
1S6 ,00
43,38
8,99
6,i0
5,73
ux..
0 ,97
133 .35
125 ,03
>
»
»
M
2 ,67
3 ,38
136 ,0S
lîi ,36
34, Si
15.00
6,58
4,96
ux..
139 ,40
II8 ,98
»
M
»
•
i ,.W
Nf ,73
U6 ,65
37,06
1i,09
7,08
5,08
ux..
6 ,87
148 ,60
100 ,78
n
«
s
*
/ ,7?
fôO ,3i
fOS ,06
31,94
4,35
29,46
7,81
4 ,43
154 ,7,)
W3 ,63
i9,56
19,18
18,79
S,i4
32-,35
Qes séparant les couches de minerai propre-
sont rarement dépourvus complètement de
contiennent fréquemment de iO à 15 p. 100.
la coupe du sondage de Valleroy (Y) mon-
iiposition moyenne des divers bancs de la for-
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130 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
séparé d'une façon tranchée dos marnes micacées qui le
recouvrent.
Quoi qu'il en soit, dans la pratique, la démarcation des
couches et des stériles est souvent une affaire de convenance
pour l'exploitant. S'il désire obtenir un produit contenant
beaucoup de chaux, il n'hésitera pas à exploiter, avec le
minerai riche, un banc calcaire, plus pauvre, mais non
marneux ; si, au contraire, c'est la silice qu'il recherche,
il extraira avec le minerai un banc contigu moins riche,
mais d'une teneur élevée en silice, tel le banc de l"*,9o,
mentionné dans la coupe précédente, au mur de la couche
grise.
Les couches dont la teneur moyenne en fer s'élève
à 30 p. 100 sans atteindre 20 p. 100 de silice mérite-
raient seules, en général, le nom de minerais; mais, en
réalité, on tire parti de couches ne tenant pas plus de
20 à 25 p. 100 do fer, surtout quand elles contiennent
beaucoup de chaux, la production de la fonte Thomas
exigeant des lits de fusion calcaire. Nous croyons donc
prudent de nous abstenir de définir la couche exploitable ;
il suffira d'une façon générale de dire qu'une couche offre
des chances d'utilisation quand elle remplit les trois con-
ditions suivantes : teneur en fer de 30 p. iOO, teneur en
silice inférieure à 20, épaisseur de 1 mètre environ.
Minières .d'Hussigny. — On exploite, aux minières
d'Hussigny et dans celles de Redange (Lorraine annexée),
par travaux à ciel ouvert, la formation dont la coupe
figurée ci-après renferme un calcaire ferrugineux (n** 2),
qui a été utilisé quelquefois malgré sa pauvreté.
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r^^--.
DE LA LORRAINE
1 . Calcaire gris pauvre 0^,75
Calcaire ferrugineux 2 ,00
Calcaire pauvre 3 ,50
Banc coquillier 1 ,50
2. Calcaire ferrugineux avec liLs
de mine fine 2 ,00
Calcaire ferrugineux compact,
parfois très pauvre 2 ,00
3. Couche rouge avec lits de
mine tine intercalés entre
des bancs plus compacts ... 5 ,00
Calcaire marneux stérile 3 ,50
4. Couche grise, jaunâtre et fria-
ble à la partie supérieure,
gris verdâtre et compacte
en bas (elle nécessite un
triage des 2/5) 3 ,00
Marnes micacées vertes 1 ,00
5. Couche noire en grande partie
friable 2 ,50
Calcaire marneux 2 ,00
6. Couche verte (inexploitée et
mal déterminée en raison
de l'affluence des eaux) 1 ,25 ?
Total.... 30"» .00
131
Fer 30
Chaux 16
Silice 12
Fer 21
Chaux 26
Silice 10
Fer 39
Chaux 6
Silice 13
Fer 36
Chaux 6
Silice 18
Fer 41
Chaux 1
Silice 13
Terminologie usuelle pour la désignation des couches de
minerais. — Les couches 1 , 2,3 de la coupe précédente
(calcaires et couche rouge) forment un faisceau qui pré-
sente dans son ensemble une grande similitude, etjl_est_
rationnel de les ranger en un étage tmTqué'"qurserait
Vétage supérieur. La couche grise (4) formerait Vêlage
moi/en, et la noire et la verte (5 et 6), Y étage inférieur.
Dans le bassin de Nancy, on n'emploie pas d'autres
dénominations que celles de couches supérieu7*e^ moyenne
Qi inférieure ,
L.
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IINERAI DE FER OOLITHIQUE
ly, la série complète des couches
Calcaires ferruginoux
Couche rouge
Couche jaune
Couche grise
Couche brune
Couche noire
Couche verte
ns le Luxembourg, les étages
es mêmes qu'en France ; mais on
ige supérieur et on y distingue de
câbleuse
5 ferrugineux
rouge siliceuse
rouge calcareuse.
izons pouvait donner lieu à une
'n aurait donc à considérer, en
, en Luxembourg et Allemagne,
le dans les exploitations à ciel
, par le mode même d'extraction,
les couches pauvres et les couches
se rapprocher de ce maximum.
HES PRATIQUEMENT EXPLOITABLES.
souterraines, on n exploita pas,
couches.
Dans la mine de Micheville, par
chantiers d'abatage simultané-
ires ; 2° dans la couche rouge ;
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134 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Calcaires jaunâtres rougeâtres, plus ou
moins coquilliers 3", 35
Calcaire marneux 5 ,75
Minerai rouge pauvre (Fer, 24 — Chaux,
20 — Silice, 16) i ,55
Marnes avec rognons calcaires 7 ,15
Banc calcaire coquillier à éléments
grossiers (toit bien net de la couche
grise) 0 ,32
Couche grise {Fer, 42 — Chaiar, 9 —
Siliccy 5) 5 ,68
Calcaire marneux et marnes 8 ,65
Couche de minerai brunâtre pauvre ... 0 ,40
Marnes verdâtres gréseuses, avec py-
rites à la base 8 ,00
Total . . . 40"»,85
§ 8. — Épaisseur de la formation ferrugineuse.
Dans son complot développement, elle oscille entre
25 et 50 mètres. Sur les bords du gisement, elle diminue
graduellement jusqu'à zéro. Au contraire, dans certaines
parties, notamment dans la région de Sancy, en France,
et de Ludelange, en Allemagne, elle atteint plus de
50 mètres. Ces épaisseurs extrêmes ne sont pas toujours
un indice de richesse, les sédiments pauvres pouvant y
jouer un rôle prédominant.
Dans Je bassin de Nancy, Tépaisseur totale de la for-
mation n'est jamais supérieure à 10 mètres; celle des
marnes micacées qui la surmonlent n'excède pas 5 mètres.
Il y a donc un amincissement très sensible des étages
dans le sud du gisement.
Conime le montrent les divers exemples cités plus
haut, les minerais exploitables figurent pour une propor-
tion très variable dans la formation. Cette proportion
atteint 1 /2 dans les minières exploitées à ciel ouvert ;
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DE LA LORRAINE 135
mais elle reste en dessous de 1/6 et descend fréquem-
ment jusqu'au 1/10 dans les mines souterraines.
Composition des minerais. — Nous reviendrons, au cha-
pitre VII, sur la constitution physique et chimique des
minerais.
Bornons-nous, pour le moment, à citer la composition
moyenne que les maîtres de forges rccherclient le plus :
Peroyde de fer 47 i fer métal-
Protoxyde de fer i'Z \ lique = 42
Chaux 9
Silice 6
Allimine 6
Acide phosphorîque . . 2
Corps divers. . .'. 1
Perte au feu 17
Total 100
Des échantillons choisis contiennent quelquefois beau-
coup plus de fer, jusqu'à 60 p. 100; mais ils ne repré-
sentent pas la teneur pratique des couches, qui reste
comprise généralement entre 30 et 40 p. 100.
§ 9. — Aperçu paléontologique.
Avant de décrire les failles qui servent de base à la
théorie de la répartition des minerais, il convient de
s'appesantir un peu plus que nous ne l'avons fait jusqu'ici
sur les formations géologiques qu'on rencontre dans la
région et de dire un mot des données palëontologiques qui
servent à les reconnaître.
Toarcien supérieur. — Le soubassement du gitc est
formé, comme nous l'avons dit plus haut, par les /ftarnes
à ovoïdea calcaires du toarcien supérieur, ([ui ont pour
fossUe caractéristique : Grammoceraii fallaciosam. Au-
■^^.
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HSEMENT DE MINERAI DE FËR OOLITHIQtE
ces marnes viennent les marnes vertes gré-
c pyrites, sur lesquelles repose directement la
ferrugineuse^ caractérisée paléontologique-
des Dumprlieria^ Grammoceras aalense et
vrias rnactra,
t demandé si la formation ferrugineuse ne
1 être rattachée en partie au toarcien et en
bajocien. Cette question semble devoir être
ians le sens de la négative. Une collection
retirée de Texploitation des mines de Tier-
Ton n'extrait que les minerais des couches
s, a été reconnue comme ne renfermant que des •
Lsiques (vertèbres de reptiles, Grammoceras
7/2, Branco, Duniortieria sp., Gi^yphea ferru-
quem, Arca sp., Beleynnites sp., Trigonia^
'urotomaritty Lima^ Pholadomya fidiada Sow.,
^a sp., Pecteîi sp.). La partie supérieure de la
ferrugineuse coïnciderait donc avec la fin des
rciens.
— Le bajocien vient ensuite, mais avec une
i semble indiquer un exhaussement, tout au
tiel, de la région sous-marine dans laquelle
u les dépôts.
îs à Lîoceras opalinitm et à Harpoceras Mur-
>ar lesquelles débute le bajocien dans les loca-
est complet, font défaut en nombre de points,
de aux environs de Nancy, où le contact du
rec le bajocien se fait par la zone à Lioceras
, représentée à Marbache, en particulier, par un
onglomérat ferrugineux contenant une faune
[Lioceras concavinn, Lioceras Bradfordense^
cornu, Ludwigia rudis,.,),
icontre, de plus, des fragments de fossiles toar-
smcnt usés, roulés, et QndôhnH{Gra?nmoceras).
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I)K LA LORRAINE
Dans le bassin de Longwy, le même nivea
reconnu par M. Authelin, qui y a recueilli les fo;
groupe de Lioceras concaviun^ immédiatement au
des marnes micacées, comme à Nancy.
M. Authelin pense que les formes qui ont et
précédemment sous le nom de Harpoceras Mw
appartiennent au groupe de Lioceras concaviim,
contre également dans le bassin de Longwy, dam
à concaviim, des formes d'ammonites du groupe d
qui ont été certainement roulées.
Le conglomérat n'a jamais qu'une faible é{
0",50 au plus; mais il est rare qu'il ne soit pas rep
C'est au-dessus de cet horizon que viennent les
micacées appartenant encore à la zone à Liocera
vum. Ces marnes sont à leur tour surmontées <
calcaires compactes, dans lesquelles on troi
espèces du genre Somiinia. Ces calcaires ont
80 et 90 mètres d'épaisseur dans le bassin de B
se terminent par les roches à Polypiers^ qui for
niveau très caractéristique par sa dureté (Ca
texture saccharoïde). Latéralement on trouve de
avec Cœloceras du groupe Humphriesianus .
Bathonien. — Le batlionien débute par un(
marneuse connue sous le nom de marnes de Lo
Cosmoceras Longovicensœ et formes voisines).
Ensuite vient une assise calcaire, très compai
tout à la partie supérieure donnant Isl pierre de <
pays [oolithe de Jaumont).
Avec cet horizon se termine le bathonien infér
Le bathonien moyen débute par une assise de
assez puissante, dites de Gravelotte^ que surmoi
caillasses à Anabacia orbulites et Oslrea costata
très caractéristique, fort utile pour les détern
géologiques sur le terrain,
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DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Dérieur vient ensuite avec les marnes
ita sp. et quelques bancs calcaires
iguliers, avec Rhynchonella varians,
nalis^ etc. Au-dessus se trouve une
Ostrea Knorri et une formation peu
sistance marneuse ou calcaire (dalle
callovien inférieur intéresse seul la
après les études de M. Nicklès, il se
'ons de Brainville-en-Woëvre, avec
naniim et de nojnbreuses Trigonies
fenm et Trigonia elojigata),
anné précédemment les épaisseurs
Térents terrains qui viennent d'être
en revue. Nous avons, en outre, donné
pes de la formation ferrugineuse pour
lecteur; nous pouvons donc aborder
des failles et exposer la théorie de la
CHAPITRE IL
lES FAILLES NOÏÏBBIGIÉBES.
RETROSPECTIVE DES TRAVAUX PUBLIES
SUR LE GISEMENT.
larquablc que tous les auteurs qui ont
lorrain ont insisté énormément sur les
peut. Cependant tous ont admis expli-
tement qu'elles ne jouaient aucun rôle
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DE LA LORRAINE
dans la répartition des minerais. En cherchant
trer le contraire aujourd'hui, pour certaines de
que nous appelons « failles nourricières » , n
beaucoup moins l'ambition de faire œuvre de s
de fournir aux praticiens (exploitants de mines
de forges), une méthode simple et logique, qui
mette d'expliquer et de prévoir les faits dan
jusqu'à ce jour, le rôle du hasard avait été exa
L'élément nouveau que nous faisons entrer
relief du mur des couches, n'avait jamais été
Or, selon nous, on ne peut se rendre compt(
quement de la répartition des minerais que pa
dération simultanée de ces deux éléments :
reliefs. C'est pour* avoir négligé les seconds
qui lie la richesse des couches aux directions
est restée ignorée pondant longtemps.
On la pressentait cependant d'une manièn
moins confuse, quand on disait que les minen
plus riches le long des vallées que sous les pla
vallées de la jrégion sont, en effet, des vallées (
qui marquent presque toujours des directions
Le bassin de TOrne, dont rallongement Ou
fait comme la vallée de ce nom, avait déjà in
géologues, qui se refusaient à voir, dans cotte ce
un cas fortuit.
Travaux de MM. Braconnier et Daubrée. — I
mettait en évidence, dans son ouvrage paru i]
de vingt ans (Description des terrains de M
Moselle^ Nancy, 1879), les deux principaux sy
failles N.E.-S.O. et N.O.-S.E., qui découper
trée suivant deux directions sensiblement ortl
Il montrait que les méandres de TOrne, dans la
cours de cette rivière qui suit des vallées do
sont dirigés suivant ce double système de cassi
L.
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r DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
^ribue, toutefois, aucun rôle aux failles
n des minerais. Dans sa Description
rrains de Meurthe-et-Moselle (p. 207;
exprime ainsi, à propos des variations
puissance et la richesse des couches
accidents de la surface du sol et les
emnient sans influence sur ces varia-
it postérieurs au dépôt du minerai. »
idant, à la page 333 du même ouvrage,
avant certaines directions^ Ton peut
3 sur des étendues considérables ; dans
culaire, on observe des amincissements
vent très rapides. Les lits stériles ont
lenticulaire. »
l , parlant de la faille de Godbrange :
> système N.E.-S.O. la faille de God-
, rOuest, le bassin des riches minières
î aucune conséquence au sujet de la
jches de minerais, attendu qu'il n'avait
écise sur les reliefs des couches, qui
par la considération du rôle joué par
rminer les directions suivant lesquelles
)uvé porté de préférence,
du rôle des failles dans la formation du
5 Briey, a pris pour exemple du creuse-
fracture, suivant les diaclases et para-
lême qui nous intéresse, et Ton trouve,
564 de son Traité de Géologie expéri-
879), une carte qui fait ressortir les
itions qui ont affecté le plateau de
[offtnann. — Les auteurs allemands qui
ent de la Lorraine ont tous donné, dans
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DE LA LORRAINE 141
leurs mémoires, une grande place à la description des
failles. Étudiant la répartition des minerais dans la région
comprise entre Fontoy et Saint-Privat, M. Hoffmann
[Stahl nnd Eiseriy 1896, n° 2i) fait la constatation sui-
vante :
<c La puissance des minerais et des couches interca-
w laires décroit du Nord au Sud et croît do l'Est à l'Ouest.
« On peut observer toutefois des variations locales;
« mais Taugmentation ou la diminution de puissance se
« fait toujours graduellement. Des renflements brusques,
u comme des rétrécissements subits sont choses absolu-
« ment inconnues.
(( La teneur en fer des couches, et, par suite, leur
« degré d'exploitabilité, est très variable. On observe des
« zones allongées du Sud-Ouest au Nord-Est dans les-
« quel/es la teneur en fer est maximum. »
Si nous notons dès maintenant que les failles de Neuf-
chef, de 1 Orne, do Rombas, affectent précisément cette
même direction, on conviendra qu'il est assez naturel de
faire un rapprochement entre Texistence des failles et la
distribution des zones de richesses.
Nous verrons plus loin qu'on explique, en effet, la
formation des couches riches du bassin de l'Orne en fai-
sant intervenir les failles précitées, que nous rangeons
dans la catégorie des nourricières.
Travaux de M. Oreven. — A la suite de M. Hoffmann,
qui ne s'était occupé que de la partie centrale du gise-
ment lorrain, M. Greven a étudié les couches do la
région méridionale de la Lorraine allemande [Das Vor-
komnien des oolithischen Eisenerzes im sudlichen Theile
Deutsck Lothringens, — Stahl und Eisen^ 1898, n"* 1).
Les failles ne sont mentionnées, dans son mémoire,
qu'au point de vue stratigraphique. La portion de gise-
ment qui fait l'objet du travail de M. Greven est
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142 LE GISEMENT DE BCINERAI DE FER OOLITHIQUE
d'ailleurs, à tous égards, la plus ingrate de tout le gise-
raent. Elle ne renferme pas ou presque pas de couche
grise. La couche noire y est seule représentée, mais, la
plupart du temps, avec une teneur élevée en silice qui
diminue considérablement sa valeur. La puissance de la
couche est d'ailleurs peu importante, 1 à 2 mètres ; c'est
à cause de cette pauvreté de gisement que les anciennes
usines de NoA^éant, d'Arset les premiers hauts fourneaux
de Maizières ont eu une destinée plutôt malheureuse.
Travaux de M. Kohlmann. — Tout autre est le cas de la
région Nord de la Lorraine, confinant au Luxembourg.
M. Kohlmann a publié une étude très documentée de
cette partie du bassin, sous le titre ; Die Minette Forma-
tionDeiitsch-Lothringen Nôrdlich der Fentsch [Stahliind
Eise7i, 1898, n** 13), dans laquelle les failles sont
minutieusement décrites.
L'auteur a joint à son mémoire deux coupes que nous
reproduisons sans en changer Téchelle (coupes I et 11)
(Voir PI. VII). On voit très nettement, sur la première,
Tenrichissement des couches inférieures au voisinage de la
faille de Crusnès (faille de Deutsch-Oth des Allemands) et
Tinfluence de la faille médiane et de la faille d'Ottange sur
le dépôt des couches moyennes dans un fond de bateau à
pentes douces. Très suggestive aussi est l'indication des
dépôts lenticulaires, séparés en deux parties inégales par la
faille (le Fonto y, dans la coupe II, la partie la plus importante
se trouvant en aval de la faille. On remarque, enfin, dans
les deux coupes, ramincissement graduel de la formation
vers TEst. Les affleurements sur les hauteurs de la rive
gauche de la Moselle sont, en effet, tout à fait inexploi-
tables.
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DES
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144 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE
le Luxembourg. Les érosions qui ont fait disparaître
Toolithe inférieure et une partie du lias, au nord de la
frontière française et allemande, ont mis à jour les riches
gisements de Differdange, d'Esch et de Rumelange(*).
Les noms de ces localités, qui sont ceux qu'on emploie
communément dans le pays pour désigner les centres
miniers les plus importants, sont aussi ceux qui servent
à nommer les trois failles principales qui découpent la
formation.
La faille de Differdange n'est autre que celle qui est
désignée en Franco sous le nom de Godbrange.
La faille de Rumelange porte le nom d'Ottange en
Allemagne et celui d'Audun-le-Roman en France.
Enfin, celle d'Esch, qui s'appelle Deutsch-Oth en Aile-
magne et Crusnes on France, jalonne précisément la
limite occidentale de la zone riche des minières luxem-
bourgeoises du bassin d'Esch.
§ 3. — RÉCURRENCE DES ACTIONS DE PLISSEMENT.
On est donc amené à penser que certaines failles sont
antérieures à la formation des minerais et que c'est à elles
qu'on doit rattacher en partie la constitution du gisement.
Sans doute, les formations plus récentes sont affectées
aussi par ces failles, et le bajocien et le bathonieu, en
particulier, sont fréquemnient dénivelés sur leur par-
cours; mais cela ne prouve qu'une chose, c'est que les
cassures de l'écorce se sont renouvelées à différentes
époques suivant les mêmes directions.
Rien de plus naturel, d'ailleurs, et, comme on sait, do
plus constamment observé en géologie. Les remarquables
(*) Il est fort probable que l'existence des minerais de fer de la
Meuse et des Ardennes, dans les niveaux du callovien, de l'oxfordien,
et des sables verts, dérive de ces érosions.
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LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
lés à la surface par des rentrants que forme, vers
>st, la limite des teirains bathoniens supérieurs.
1 troisième anticlinal courant de Serrouville à Preutin
îssine encore très nettement sur la topographie sou-
line de la PI. V.
itre cet anticlinal et celui de Gondrecourt se trouve
mclinal de Landros-Joudreville, que nous désigne-
par le nom de la première de ces localités.
i voit encore le bathonien supérieur dessiner dans ce
linal un bombement vers TEst, jusqu'à Pienne.
ifin, tout au Sud, de Vernévilie à Mars-la-Tour, un
rième anticlinal se dessine de nouveau dans la topo-
hie de la couche. Il est reproduit à la surface parles
urements du bathonien inférieur, qui reculent vers
îst jusqu'à Hannonville.
§ 4. — Divisions du gisement en bassins.
>us les anticlinaux que nous venons de citer sont des
)ns pauvres. Les régions riches se trouvent, au con-
e, dans les synclinaux. Telle est la grande loi, indépen-
e de toute théorie, qui domine la répartition des
^rais.
3 mot bassin,, qui sert dans la langue courante à dési-
' les régions minières, est donc bien approprié à la
ition réelle des choses. Les quatre anticlinaux énu-
'»s plus haut délimitent cinq bassins, savoir :
Au Nord-Ouest, le bassin de Lomjxmj-D'ifferdange-
^rupt^ limité à TEst par la grande faille de Crusnes et
iclinal de Serrouville-Preutin.
est la région des mines rouges et grises, plutôt sili-
es que calcarcuses ;
Le bassin (ï Ottange'Tucqitegnieiix^ limité au Nord-
ît par la faille de Crusnes, Tanticlinal de Preutin, les
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DE LA LORRAINE
failles de Bonvillers et de Norroy et Tanticlinal c
drecourt; et /au Sud-Est, par les failles de Neuf
d'Avril ;
3** Le bassin de Landres^ limité à TEst et au I
par les failles de Bonvillers et de Norroy et Tai
de Grondrecourt. Au Nord-Ouest, ce bassin n'a pas
minaison bien nette, faute d'anticlinal dans cette dii
La formation qui s'y étale en plateure renferme d(
on raoins de fer et de plus en plus de sédiments j
(quartzeux principalement) ;
4** Le bassin de ÏOnie, limité au Nord par lef
de Neuf chef et d'Avril, et au Sud par l'anticlinal (
né ville, Mars-la-Tour ;
5** Le bassin de Saint-Privat-Novéant^ situé
de celui de l'Orne, et s'étendant jusqu'à la frôntièr
çaise à hau.teur de Novéant.
C'est la région des mines noires siliceuses.
Les meilleurs minerais sont ceux qu'on trouve d
deuxième, troisième et quatrième bassins ; ce sont
la couche grise riche et calcaire qui ont été recl
récemment par les métallurgistes avec beaucoup d'
en raison des avantages qu'ils présentent pour la J
tion de la fonte Thomas.
§ 5. — Nature et degré d'authenticité des doc
utilisés dans cette étude.
La couche grise est celle que l'on connaît le miei
le gisement.
C'est sa topographie que nous avons figurée sur 1;
et c'est d'elle que nous parlerons principalement (
qui va suivre ; mais, avant de passer à la descripi
taillée de cette couche, quelques brèves indication
nature des documents qui ont servi de base à notr
sont nécessaires.
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>E MINERAI DE FER OOLTTHIQDE
\oire français. — Les nombreux son-
ance, dans ces dernières années, ont
\ grand soin par TAdministration des
de la formation ferrugineuse a été
lantilions. Les carottes retirées des
3, en général, parfaitement réussies,
rais, trop friables, se désagrégeaient
vice des Mines ont inspecté toutes
itillons ainsi formées, et ont établi
do chaque sondage, d'accord avec
x-ci ont fourni à T Administration,
e, un dossier comprenant une coupe
is traversés, au 1/200% et une coupe
on ferrugineuse, au 1/50% Cette der-
[• répaisseur et la composition des
ont les éléments étaient déterminés
ainsi que les cotes d'altitudes inté-
) faisait connaître remplacement du
cularités du ti-avail, notamment les
es.
mnexe, à titre de modèle, la repro-
es A|, Ao, A3, constituant le dossier
mile (CB) do MM. de Wendel et C'\
s dépouillements, nous avons établi,
, une coupe résumée dont la pièce
<es analyses moyennes qui figurent
léduites décolles qui ont été portées,
sur la coupe au 1/50**.
ces dossiers, qui a été préconisée par
f Cousin, dès 1894, a facilité beau-
ents des données fournies par les
des différences de procédés suivis,
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DE LA lorrain:
soit dans les prises d'échantillons, s»
d'analyse, d'une soriéto à une autr
d'une façon générale, les résidtat
cherchesd'une même région, maigre
gine, sont homogènes. Il faut cèpe
réseiTOs sur la limitation des couc
a été interprétée plus ou moins étr
sociétés.
Dans YA?inexe A3, on trouvera le r
données obtenues, sur le gisement i
dages ou puits exécutés dans ces vi
Recherches en Lorraine allemande
effectuées en Lorraine allemande or
sées et, par suite, moins uniformisée
L'institution des concessions de
Allemagne, sur le droit d'inventioj
indispensable pour Texplorateur de
est exploitable. L'essentiel pour lu
concurrence, est d'arriver à démonf
sible l'existence du gite. Cela fait, 1
richesse des couches ne présente pli
éloigné, qui ne redevient d'actualité
exploitation des mines ou leur amoc!
La plupart des reclierches ou r
Lorraine sont rapportées dans les
Stahl nnd Eiscn, déjà mentionnées
y avons puisé les renseignements qu
Ag, sauf quelques données obtenues
publications de Stahl iind Eiseiiy eti
ressants sondages de la maison de W
d'Ottange. Nous avons recueilli, en
en exploitation, nombre de données <
V€>r place dans le tableau résumé do
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LE GiSEMÈNt DE MtNÉRAÎ DÉ F*ER OOLÎTHlQCE
^on du Luxembourg. — Pour le grand-duché de
mbourg, c'est à notre collègue de Luxembourg,
ondelinger, et à M. Limpach, garde-mines à Rume-
, que nous sommes redevable des renseignements,
lous est agréable de reconnaître ici, d'une façon
spéciale, la grande complaisance et Tempressement
ont mis à répondre à nos enquêtes.
-Principes de la théorie des failles nourricières.
us nous proposons maintenant d'expliquer comment
artition des minerais est réglée d'après les failles et
ïliefs.
[if à y revenir plus loin et à les justifier par les faits
lous décrirons, nous énoncerons d'abord les principes
tiels de la théorie des failles nourricières.
Le minerai de fer a été amené dans le fond de la
)ar des fissures de l'écorce terrestre livrant passage
sources thermales véhiculant le fer principalement
at de carbonate. Ce carbonate s'est décomposé dans
de la mer et a donné naissance à un précipité d'oxyde
rulentqui a enrichi les sédiments contemporains;
Lorsque le dépôt a été abondant, une couclie de
'ai s*est formée non seulement au voisinage de
rgence de la source, mais jusqu'à une distance plus
)ins grande de celle-ci, distance qui dépendait non
ment de Tabondance du produit ferrugineux, mais
du relief du fond de la mer et des courants,
transport du fer s'effectuait à la fois par charriage
écipité ténu et par entraînement des eaux ferrifères
mcore décomposées ;
Sur le rôle des courants d'autrefois, on sera toujours
t à faire des hypothèses ; mais, sur celui des failles
îrgence et sur celui des reliefs, on peut jeter
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^^P^^rçj^
DE LA LORRAINE
quelque lumière en partant des faits que no
même d'observer actuellement.
En effet, parmi les failles qui s'étaien
Tépoque toarcienne, un certain nombre ont ,
veau, depuis cette époque ; et nous les retrou
d'hui, affectant la régularité des dépôts pluî
bajocien ou du bathonien.
On doit admettre toutefois : V que toute
toarciennes ne nous sont pas décelées aujour
dérangements observables à la surface du so
failles qui produisent de tels dérangements i
cément existé toutes à Tépoque toarcienne ;
les failles toarciennes n'ont pas été nourricièi
Cependant on conçoit que les failles non
plus importantes, autrement dit celles par 1
émissions les plus abondantes ont pu se pi
précisément celles qui présentent aujourd'h
les plus grands.
En effet, ces failles, qui devaient être très
ouvertes pour livrer passage aux sources fe
ont dû être les premières à se rouvrir dans
de recouvrement, par suite des lignes de m
tance qu'elles constituaient dans leur soubass
nous apparaissent donc aujourd'hui avec de
ou moins considérables ; ce sont, par exemp
1° D'Escli-Crusnes (125 mètres à Audun-1
2^ D'Ottange-Audun-le-Roman (20 à 40 m
S** De Neufchef (50 mètres à Neufchef) ;
4° D'Avril (60 mètres à Avril) ;
5" Du Woigot (20 mètres à Briey) ;
6** De l'Orne (30 mètres à Au boue) ;
7" De Rombas (30 mètres à Montois) ;
8** De Bonvillers (60 mètres à Bonvillers]
En ce qui concerne les reliefs que les couc
rai affectaient au moment de leur dépôt, il ù
L
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LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
it être très réservé sur ceux qu'on observe au voi-
ge iînmédiat des failles, puisque leur rejet s'est
idement modifié depuis Tépoquc toarcienne. Mais,
? Vensemble d'une région délimitée par deux ou plu-
rs failles nourricières, il est légitime de supposer que
elief que nous trouvons aujourd'hui est non pas iden-
0, mais semblable à celui de la mer toarcienne. En
iculier, les synclinaux et les anticlinaux déjà esquissés
noment du dépôt du minerai n'ont fait que s'accentuer
Liis cette époque ;
^ Les émissions ferrugineuses sous-marines étaient
irties le long des failles nourricières, d'une façon que
s ne connaissons pas avec précision. Elles étaient
iportance inégale et irrégulièrement espacées. Chacune
les, considérée en particuHer, a dû subir des varia-
s d'intensité corrélatives des diverses phases par les-
iles passait la dislocation do l'écorce terrestre. La
jation des émissions marque en même temps la fin de
dislocations et le début de l'ère bajocienne, dont le
ae se traduit par le dépôt uniforme et puissant des
nés micacées (souvent plus de 30 mètres) qui
iuvrent toute la formation ferrugineuse.
h\ peut se demander si des émissions se sont produites
lelà du rivage de la mer toarcienne, dans une région
Tgée, qui aurait été découpée par une ou plusieurs
es nourricières. Il n'est pas possible de répondre à
e question. Tout ce qu'on peut dire, c'est que, si des
ôts de minerais s'étaient formés sur des terrains émer-
, il n'en resterait aucune trace aujourd'hui, par suite
érosions considérables qui ont décapé le lias sur tout
lourtour du gisement.
i ne peut donc être question ici que des minerais for-
i sur le toarcien immergé. Leur texture oolithique,
ce d'une formation par voie chimique, vient à l'appui
l'hypothèse d'une production de l'oxyde de fer par
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DE LA LORRAINE
l'altération du carbonate, qui ne po
son instabilité bien connue, séjourne
eaux de la mer sans se décomposer.
§ 7. — Premier cas. — DÉ
SUR SOUBASSEMENT HOR
Supposons qu'une faille nourricii
[fiO- 1)» débouche dans le fond de la
plat et si, en dehors de l'agitation on
règne aucun courant spécial dans le
L. M
F
Fio. 1.
gence, le dépôt ferrugineux affecte:
laire, telle que ABCD.
La lentille ABCD sera d'autant pli
plus étendue que rémission aura é
des émissions distinctes et contemp
samment voisines pour confondre lei
au lieu dé former une lentille isob
d'une nappe continue, présentant
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DE MINERAI DE FKR OOLITHIQUE
jressifs, et ce n'est qu'à rextréiuité du
rouvera la terminaison en biseau telle
la figure. Le flux ferrugineux se dépo-
tât de pureté, attendu qu'il ne fait que
pports ordinaires des eaux de la mer ;
Il dépôt subira une loi de décroissance
î expression pouvait être employée,
ï ralentissement de rémission, la sédi-
eprenant Tavantage, le dépôt de mine-
d'une couche plus ou moins stérile jus-
ôts marneux ou calcaires qui séparent
nerai proprement dites ne sont jamais
ittendu que, même en admettant Tarrèt
ûons pendant leur formation, les pro-
antérieurement constitués étaient par-
)ar la sédimentation pour s'incorporer
écoutes.
igineuse vient-elle à renaître ou à
grande intensité? une seconde couche
se forme au-dessus de la première, et
les morts-terrains de recouvrement
LMNO ; si une vallée de fracture telle
uvre par la suite et se creuse suivant
faille nourricière jusqu'au niveau des
ses, la partie centrale des dépôts, qui
e et la plus riche, disparaît, et il ne
i les parties périphériques des lentilles
^observation, souvent faite dans les tra-
loitées en partant des affleurements à
, que la puissance et la richesse des
is s'amoindrissaient au fur et à mesure
3 l'axe de la vallée et qu'on pénétrait
sous les plateaux,
ssin de Nancy, toutes en affleurement,
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156 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
façon plus ou moins abrupte, par une falaise qui marque
la limite des érosions.
§ 8. — Deuxième cas. — Formation des dépôts
SUR soubassements INCLINÉS.
La pesanteur intervient ici pour donner au dépôt lenti-
culaire, par rapport au point d'émergence, une forme
excentrée, telle que ABCD (/?r/. 2), la partie AB d amont
étant moins puissante que la partie CD située en aval.
Fm. 2.
Si la pente, au lieu d'être régulière, comme AFD,
est variable, les zones d'aplatissement relatif CD, suc-
cédant aux parties redressées BC, se trouveront avan-
tagées [fig, 3).
Nous donnerons plus loin des coupes de la couche grise
qui reproduisent fidèlement cette allure.
La fig, 3, dans laquelle nous n'avons figure qu'une
seule faille nourricière, du côté gauche, montre que les
synclinaux sont forcément dos régions privilégiées pour
le rassemblement des dépôts feri'uginoux.
Il est clair que si, au lieu de ne figurer qu'une faille
nourricière, nous en avions imaginé une autre à droite,
le dépôt ferrugineux, qui finit en biseau du côté du point D,
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158 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE
de façon à déterminer un rejet appréciable VF dans
les dépôts existants. Si une nouvelle émission ferrugi-
neuse se fait jour par la faille, elle ne peiit former
qu'une couche CDEK, localisée uniquement du côté qui
a été enfoncé. De l'autre côté, les sédiments ordinaires
peuvent continuer à se déposer et former une couche
stérile ou pauvre, telle que GH ; mais la zone richement
minéralisée ne s'étendra jamais, de ce côté, bien loin de
la faille. Ce cas se rencontre : V aux failles de Bonvillers
et d'Audun-le-Roman, dont le rejet a permis la forma-
tion d'une couche rouge confinée dans Tangle affaissé
entre ces deux failles ; 2° aux failles de TOrne et du
Woigot (régions de Jœuf et Briey), où Ton voit des
couches jaune et rouge, confinées au voisinage de ces
failles, tantôt d'un côté, tantôt de l'autre, suivant les
afl'aissements inégaux dos lèvres, lors des mouvements
de dislocation qui ont successivement affecté la région.
Dans les chapitres suivants, nous allons passer en
revue les faits qui viennent à l'appui de cette théorie.
CHAPltRE m.
BASSIN DE LONOWT,
On doit distinguer, avons-nous dit, dans le gisement
lorrain, cinq bassins distincts (outre celui de Nancy
que nous n'étudions pas), dont les deux extrêmes, situés
au Nord et aU Sud, sont les plus anciennement connus.
Leur description offre par cela même un intérêt assez
médiocre, et nous ne nous y appesantirons pas longue-
ment.
Dans le bassin septentrional de Longwy-Differdange-
Yillerupt^ des actions de toute nature, physiques, chi-
miques et dynamiques, ont si profondément modifié l'aspect
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f ^-
DE LA LORRAINE If
la nature et ralliire des conciles postérieurement à lei
dépôt qu'il est extrêmement difficile d'en reconstituer
genèse. 11 serait n^^cessaire, en tous cas, si Ton voula
y parvenir, de pousser beaucoup plus loin que nous r
l'avons fait l'étude de la topographie souterraine.
La PI. V ne donne les courbes de niveau que de 20 c
20 mètres pour la couche grise, qui n'est pas la pli
importante du bassin. 11 faudrait baser une étude détaille
de la région sur l'allure de la couche rouge qu'on exploii
(avec des calcaires ferrugineux superposés), sur des haï
teurs considérables atteignant jusqu'à 7 mètres (mines c
Saulnes, Herserange, Hussigny). Pour l'étude d'ensemb
des différents bassins que nous avions spécialement e
vue, la topographie de la couche grise était la plus int<
rossante à envisager. Cette couche a été très bien étudie
par nivellements et par analyses, dans les trois bassii
de Landres, d'Ottange-Tucquegnieux et de l'Orne,
nous avons pu en établir dos coupes d'ensemble ans
exactes que possible. Mais, pour le gisement de Longw,
la topographie figurée sur la PI. V n'a d'autre prétentic
que d'indiquer grossièrement l'allure générale du bassi
En examinant les courbes de niveau, on voit que
direction des couches est a peu près Est-Ouest, av(
pendage au Sud. La cote supérieure est atteinte ent
Differdange et Belvaux, aux environs do l'altitude iO
Les parties les plus basses qu'on ait exploitées se trouve
à Lexy, cote 270 à 260.
En dessous de cette cote, et dans tout le rentra
délimité par Lexy, Haucourt, Tiercelet et Ville-au-Mo
tois, on est mal fixé sur la consistance de la formatic
ferrugineuse; il no serait donc pas inutile d'y faire di
travaux de recherche. On n'y a pas été beaucoup onco
ragé jusqu'à ce jour en raison de l'appauvrissement d
hinterlands des mines concédées et do la nature siliceu
de leurs minerais. La contrée est d'ailleurs mal dessorv
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160 L^ GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQrE
les voies de communication, et aucun haut-fourneau
est établi (*).
ous proposons d'établir trois subdivisions dans le
ipe de Longwy ;
' Subdivision occidentale, à TOuest de la faille de
g] a ville;
' Subdivision centrale, entre les failles de Longlaville
le Godbrange;
" Subdivision orientale, entre la faille de Godbrange et
e de Crusnes.
. — Subdivision occidentale. — Mines de Lexy
ET de Mont- Saint-Martin.
[ n'y existe qu'une couche exploitable, la grise,
li-dessous deux coupes prises dans la mine de Lexy.
TOIT DE LA FORMATION.
MAnMRg MICACKBS.
Formation ferrugineuse constituée comme suit :
Marnes ferrugineuses, avec mine friable
Marne bleue ferrugri neuse
Intervalle schislo-marneuz avec mélange de mine
Mine rouge friable, très pauvre cl bancs schiste-ferrugi-
neux ,
Aline grUc, avec rognons pauvres, à trier
Mur de la formation
roiTS
PDITS
no 1
n-2
0-65
0-65
l .
1 -
3 90
3 10
0 95
0 6:.
S .
s 50
ANALYSE DU MINERAI.
Fer 34,52
Chaux 2,46
Silice 23,40
Alumine 7,43
Phosphore 0,58
) Il a été fait tout réceaimenl (1901) un sondage à Basiicux qui a
lontré que la puissance de la foruiation ferrugineuse diminuait sen-
ement. Elle n'est plus que de 13 à 16 mètres, comprenant trois
ches de minerai bien distinctes.
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\r'
DE LA LORRAINE 161
La coupe suivante est prise dans la mine de Mont-
Saint-Martin (puits n° 10) : .
Alternance de bancs calcaires et de mine très
siliceuse 2,30
Banc coquillier 0,60
Mine rouge friable très pauvre et banc schisto-
ferrugineux 1,60
Banc marneux coquillier 0,30
Mine grise^ dont le mur est formé par un grès
sableux.. i JO
ANALYSE DL* MINERAI.
Fer 41,3
Chaux 3,34
Silice 17,83
Alumine 7,iO
Phosphore 0,60
Dans les mines de Mexy et de Mont-de-Chat qu'on
exploite, entre les failles de Mont-Saint-Martin et de
Longlaville, les conditions sont à peu près les mômes,
sauf que la teneur en chaux est un peu plus élevée
(7 à 8 p. 100 dans le minerai de Mont-de-Chat).
Le fait le plus saillant de ces exploitations, c'est Tamin-
cissement de la formation et Tabsence de toute couche
rouge exploitable.
§ 2. — Subdivision centrale. — Mines de Sadlnes
ET Herserange.
Au contraire, à TEst de la faille de Longlaville, la
couche supérieure apparaît et augmente graduellement
de puissance, de façon à donner dans lamine de Saulnes,
avec le calcaire ferrugineux du toit, des chantiers de
7 mètres de haut* En dessous de cette couche exception-
nellement puissante, on trouve, 4 mètres plus bas, une
Tome 1, 1902. 11
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162 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER ÔOLITHIQOE
couche jaune de 2 mètres et, en dessous encore, la
couche grise. Ces deux couches sont séparées par un banc
calcaire stérile de 0°,50 environ. La première mérite une
mention spéciale. Elle est exploitable, près de la frontière
franco-luxembourgeoise, sur 1°,90 d*épais<5eur, avec une
composition de 35 à 40 de fer, 2 de chaux et 14 de
silice. On Texploite aussi, en Luxembourg, dans les
mines de la Madelaine et de la Sauvage, où elle est
réunie à la grise. L'intervalle qui la sépare du mur de la
rouge est de 10 mètres en moyenne.
Même consistance à peu près pour la formation exploi-
tée dans les mines d'Herserange et de Moulaine, sauf
qu'on ny trouve pas de couche jaune exploitable. L'épais-
seur des chantiers de la couche rouge y varie de 4 à
7 mètres. On en retire un mélange de mine fine, sans
cohésion, et de petits bancs de calcaire ferrugineux,
dans la proportion de 15 à 40 p. 100 de mine et 85 à
60 p. 100 de calcaire (dans la mine de Saulnes, on
obtient souvent 60 p. 100 de mine fine). La mine fine
contient :
Fer de 35 à 40
Chaux de 6 à 10
Silice de 10 à 14
et les calcaires:
Fer de 17 à 27
Chaux de 20 à 35
Silice de 6 à 9
§ 3. — Subdivision orientale. — Mines d'Hussigny
ET DE ViLLERUPT.
C'est dans cette région que se trouvent les minières
d'Hussigny, ainsi que la mine de Micheville dont nous
avons fait connaître précédemment les coupes et les
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DE LA LÔRR.UNE 163
analyses. Outre la couche rouge, la grise et la noire sont
aussi exploitables dans la région d'Hussigny.
Pour la région luxembourgeoise, voici ce qu on peut
dire de la couche noire. Elle finit à très peu de distance à
rOuest de la faille de Godbrange. Son plus grand dévelop-
pement est à TEst de la faille ; elle diminue de valeur
à mesure qu'on s'en éloigne. A Buschenthal-Obercorn,
elle a une puissance de 2 mètres avec la composition
suivante : fer, 40; chaux, 4; silice, 16.
La couche rouge, qui atteint son apogée à Saulnes et
Hussigny, décroît vers Villerupt. Dans la concession de
ce nom, elle ne dépasse guère 2 mètres de puissance, et
nécessite du triage. Dans le Nord de la concession de
Crusnes, au Sud de celle de Villerupt, un puits d'aérage,
qui a trouvé le mur de la couche grise à l'altitude 337,93,
a reconnu les couches rouge, grise, noire et verte, avec
les épaisseurs suivantes :
Couche rouge 1,93 exploitable avec 4 bancs
calcaires intercalés, me-
surant ensemble 0,53.
Calcaire gris marneux i,H inexploitable.
Couche grise 1,71 dont 0,75 au toit d'assez
bonne qualité, le reste
marneux.
Calcaire très marneux 2,90
Couche noire 1,20 minerai brun, marneux,
pauvre.
Calcaire gris dur 0,20
Couche verte 1,13 avec 2 rognons de cal-
rr TTT^ caire, contient beaucoup
Total 10,18 , * ^ p • i •
de pyrite de fer, mexploi-
table.
Le sondage H, dans la concession de Fillières, adonné :
Epaisseur Fer Chaux Silice Alumine
Couche rouge 1,72 37 8 17 6
Couche grise 1 ,72 33 9 19 8
Couche verte 1,15 35 10 16 10
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l64 LE GISEMENT DE mInERAI DE FER OOLITHIQDE
La teneur élevée de ces minerais en silice se retrouve
dans la plupart des recherches des environs; d'où Topi-
nion généralement admise que le prolongement méri-
dional du bassin de Longwy est siliceux. Nous verrons
plus loin que les sondages de Bazailles (FG) et de Ville-
au-Montois (FB) ne sont pas de nature à modifier cette
appréciation (*).
Entre Fillières et Errouville, les courbes 260 et 240
dessinent un synclinal secondaire, orienté vers TOuest,
dans lequel deux sondages I et K sont tombés. La
couche grise de ces deux sondages est tout à fait
remarquable et dénote un enrichissement exceptionnel.
En effet, on a :
Au sondage I, une puissance de 2°,40, avec : fer, 41;
chaux, 4; silice, 15;
Et au sondage K, S'^jSO, avec : fer, 37 ; chaux, 8 ;
silice, 14.
Plus au Sud, sur le revers du synclinal, le sondage M
n'a donné qu'une couche très médiocre de 2",80, avec :
fer, 28 ; chaux, 9; silice, 18.
§ 4» — - Failles nourricières du basslv.
Pour les raisons déjà développées précédemment, il est
difficile de préciser les circonstances de la genèse dos
minerais dans le bassin de Longwy. D'une façon générale,
la détermination des points d'émergence sera d'ailleurs
un problème toujours très difficile à résoudre pour les
raisons suivantes :
Les cheminées qui servaient, le long des failles, à l'as-
cension des eaux chargées de fer, sont relativement peu
nombreuses et peu étendues ; leurs emplacements occupent
(*} Le sondage de Basiieux (FK) Ta coaûrmée de nouveau récemment.
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DE LA LORRAINE 165
donc un espace tout à fait restreint comparativement au
développement des failles. Ainsi, par exemple, la faille
d'Audun-le-Roman-Ottange est connue sur une longueur
de plus de 20 kilomètres. En supposant qu'elle ait donné
naissance à dix émissions occupant chacune un espace de
10 mètres en moyenne, il faudrait des circonstances
exceptiomiellement favorables, et qui ne se rencontre-
ront peut-être jamais dans la pratique, pour qu'on puisse
obsen-er une de ces émergences. Il paraît bien évident
cependant que, si Ton pouvait, par des travaux de mines,
rejoindre une des cheminées ascensionnelles, on ne man-
querait pas d'être frappé par l'aspect particulier dos dé-
pôts Y contenus, qui ont dû s'effectuer dans des conditions
de chaleur et d'agitations exceptionnelles. Ce n'est que le
hasard qui pourrait amener une pareille rencontre, puisque,
sur plus de 20 kilomètres, il n'y aurait en tout qu'une cen-
taine de mètres occupés par les cheminées ascensionnelles.
D'ailleurs, il y a une raison qui s'oppose à ce que les failles
soient explorées souterrainement. Elles sont accompa-
gnées d'une quantité d'eau tellement considérable que les
exploitants de mine cherchent à les éviter le plus pos-
sible.
Les régions oîi Ton s'est le plus approché jusqu'ici dos
failles nourricières sont celles d'Audun-le-Tiche et d'Ho-
mécourt ; mais, dans l'un comme dans Tautre cas, on n'a
pas percé dans la faille principale. On n'a fait que recou-
per des diaclases parallèles ou perpendiculaires.
En ce qui concerne le bassin de Longwy, on y connaît
une faille importante, celle de Differdange-Godbrange, qui
occasionne un rejet de 35 mètres environ du côté de l'Ouest.
Elle n'a malheureusement pas pu être explorée en terri-
toire français, la partie occidentale de la concession de
Godbrange qu'elle traverse étant sous l'eau. L'opinion des
exploitants, basée sur les recherches faites, il y a environ
vingt-cinq, ans en vue de l'obtention delà concession, est
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LE GISEMENT DE MTNKRAl DE FER OOLH'HIQUE
contraire à l'idée (rnii eiiricliissenient des couches
sinage de la faille. Ou semble être d accord pour
)r que les couches les plus riches sont situées dans
ion comprise entre Hussigny, Belvaux et Redange
:oupe des minières d'Hussigny, donnée au chapitre I",
iuote Texistence d'une formation ferrugineuse de
îtres, et celle des mines de Saulnes, qui est à peu
iquivalente, laisseraient supposer d'après cela que
missions ferruginenses étaient situées, d'une part,
Redange et Differdange, et, d'autre part, entre cette
îre localité et Saulnes.
n'a pas encore signalé de failles passant entre ces
tés ; mais il se peut que les ouvertures ayant livré
ge aux sources n'aient pas donné lieu ultérieurement
rejets appréciables. Deux faits permettent de re-
r comme assez plausible l'hypothèse de doux failles
icières, situées de part et d'autre de la faille de
range :
A l'Est de cette dernière, sur la limite orientale de
icession d'Hussigny, on a trouvé des fissures large-
ouvertes, qui absorbent les eaux circulant dans les
ux du voisinage. C'est dans cette région de la mine
a couche exploitée est la plus belle et donne des
^iers de 6 mètres de hauteur;
A l'Ouest (le Cîodbrange, au hameau de la Sau^^age,
s te une crevasse qui a livré passage autrefois h une
e incrustante ayant formé un dépôt de tuf considé-
. C'est encore dans cette région que la couche rouge
j calcaires feiTugineux réunis donnent des chantiers
à 7 mètres.
s exploitations à ciel ouvert, situées à proximité de
lille de Godbrange, dans le Lux-emboiirg, n'ont pas
lé de différence de composition de part et d'autre de
dent.
formation ferrugineuse présente, à l'Est comme à
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0»
,50
2
50
3
00
4
00
3
00
2
00
4
50
2
-?0
i
80
2
00
Total.. 25"
',50
DE LA LORRAINE i(
l'Ouest, la coupe ci-après :
Calcaire compact.
Calcaire ferrugineux supérieur.
Calcaire marneux stérile.
Calcaire ferrugineux inférieur.
Stérile.
Couche rouge.
Calcaire marneux un peu ferrugineux.
Couche grise.
Calcaire marneux stérile.
Couche noire.
En résumé : V Taugmentation de richesse de la coud
rouge à la Sauvage et à Hussigny ;
2* L'existence de la couche noire dans la dernière c
ces localités et celle de la couche jaune dans la premièi
(Voir délimitation de la PI. V);
3** L'amincissement en biseau de la formation vers TEs
à Villenipt, et vers TOuest, à Longlaville, sont autai
d'argmnents qui militent en faveur de Thypothèse d(
deux émissions dont il vient d'être question.
Si on considère spécialement la couche grise, on f
trouve, en outre, amené à faire intervenir les failles c
Mont-Saint-Martin et de Crusnes.
La première a donné naissance à la vallée de la Cliier
qui est profondément encaissée dans sa partie située ?
Sud de Longwy. Il en est tout autrement au Nord, où U
érosions ont ouvert très largement la plaine entre P(
tange et Halanzy, et ont détruit complètement le gîte.
Une émission ferrugineuse a pu exister sur le traj<
de la faille, dans le triangle formé par Longwy, Halan?
et Pétange, sans qu'aucune trace en subsiste de nos jour
Un raisonnement analogue s'applique k la faille c
Crusnes. Si Ton suppose qu'une émission ferrugineuse
existé autrefois près de l'emplacement actuel de la vil
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68 LE GISKMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
*Esch, on est dans Timpossibilité do la détorminer au-
Durd'hui.
Les érosions qui ont décapé le gîte dans le Luxem-
ourg, sur le passage des failles de Mont-Saint-Martin et
'Esch, ne laissent donc place qu'à des suppositions.
Ce n'est que dans la région Sud-Est du bassin de
lOngwy qu'on peut reconstituer d'une façon plus précise
emplacement d'un groupe d'émissions d'où seraient
Drtis les minerais de la région de Bréhain, Errouville,
illières.
Nous avons relaté précédemment les résultats satisfai-
ants donnés par les sondages I et K. Si on en rapproche
eux de la région située à TEst do la faille (région de
Irusnes-Aumetz), on arrive à conclure que des sources
?rrugineuses se trouvaient sur la faille de Crusnes, non
)in de remplacement de cette localité. La faille devait
tre en ce point très franchement ouverte puisqu'elle a
ris ultérieurement un rejet d'une centaine de mètres.
A l'Est comme à TOuest de la faille, les minerais sont
iliceux on couches inférieures (verte, noire ou brune),
lela tendrait à prouver que les deux lèvres de la cas-
Lire étaient peu dénivelées à cette époque, puisque, d'un
ôté comme do l'autre, les couches se constituaient d'une
içon identique.
Au contraire, la couche grise est complètement diffé-
onte d'une lèvre à l'autre. Elle est siliceuse et peu
paisse dans la direction du Sud-Ouost (Crusnes-Filliores) ;
lie n'a plus que l'",62 au sondage H, et, au sondage J,
lie n'est plus discernable, tandis qu'aux points G et K
Ile a, au contraire, :r,3() et 3"',80 avec 37 p. 100 de fer.
Du côté de l'Est (région de Crusnes-Aumetz), elle est
uissante et calcaire; aux points E et L, elle a 3", 24 et
',42; elle croît jusqu'à 6 et 8 mètres vers le Sud-Est,
5st-à-dire dans la région située en contre-bas du poin^
émergence.
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DE LA LORRAINE
1
Il résulte de laque la faille, en jouant de nouveau pc
former la couche grise, adonné lieu à un rejet vers TE
L'effet inverse a dû se produire à Tépoque de la couc
rouge, attendu qu'elle est meilleure à TOuest qu'à TE
§ 5. — Considérations générales sur les minerai
du bassin de longwy.
D'une façon générale, le bassin de Longwy ne don
donc que des mines siliceuses, sauf dans les couches
calcaires ferrugineux, qui ont un autre grave défaut, ce
d'être pauvres en métal.
Les analyses suivantes, empruntées à la notice
M. l'Ingénieur des mines Dondolinger (Exposition Univc
selle de 1900), montrent que les couches du district
Differdange, en Luxembourg, méritent les mêmes c
tiques.
DISTRICT DE DIKFERDANCIR.
DISTRICT DE DiFPRRDANOB
ri •»•« i Mine fine el friable. .
f ;«.JS„?.% { Olcaircs frrnigineux
ferrugrineux J eompacl.. .'
Coaehe roupre
(>>uche grise
Coacbe noire
41, -iO
18,17
37,71
40.10
811, ÎO
33,32
G, 94
5,20
5,30
11,03
8,48
14,76
15.08
10.1(1
5,79
2,28
5,78
6.63
0,43
PHOSPHORE
0,79
0,53
0,80
0,83
0,81
Les minerais du bassin de Longwy conviennent parf
tement pour la fabrication des fontes de moulage ; m;
ils sont trop sihcieux pour la production de la fonte Tl
mas. Les aciéries étaient donc obligées jusqu'ici, pc
obtenir un produit convenable, d'augmenter la proportî
de la chaux, en faisant entrer dans leurs lits de fusion ii
quantité considérable de calcaires ferrugineux; malhc
reusement, la faible teneur en fer de ceux-ci abaiss
beaucoup le rendement du haut-fourneau.
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170 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLTTHIQUE
Pour y reiuédior, los niaitres de forges français ont dû
acheter dans le Luxembourg des minerais riches et non
siliceux, tels que ceux d'Esch et de Rumelange, dont
ci-dessous la composition :
Fer Chaux
Couche rouge triée d'Esch . 40,98 7,40
Couche jaune de Rumelange. 36,03 15,60
Couche grise de Rumelange. 33,24 ^6,34
Silice Alumine Phosphore
8,4i 4,85 0,77
7,50 5,44 0,85
6,84 5,23 0,80
§ 6. — Historique rapide des travaux de recherches,
DE 1883 A 1899.
C'est pour répondre à ce besoin de minerais riches et
calcaires que les métallurgistes ont procédé à une pre-
mière série de recherches, en 1883, dans le bassin de
rOrno. La raison qui leur avait fait choisir cette région
était Texistence, en Lorraine annexée, des mines de
Moy ouvre, proches de la frontière, qu'on connaissait
depuis longtemps comme très riches en bons minerais.
Mais, si les mines de TOrne convenaient assez bien, en
raison de leur situation topograpliique, aux usines des
environs de Nancy, elles étaient moins bien situées pour
celles du groupe de Longwy. Des recherches qui auraient
permis de découvrir un gisement calcaire au Nord de
celui de TOrne auraient donc eu une importance décisive
pour ces usines, qui se seraient trouvées ainsi moins éloi-
gnées de leurs matières premières.
Pour quelles raisons et par suite de quelles circons-
tances malheureuses les sondages de Sancy, Trieux et
Avril, qui furent exécutés, en 1883, au Nord de la faille
d'Avril, furent-ils considérés comme négatifs, c'est ce
que nous expliquerons un peu plus loin. Toujours est-il
que ce n'est que dix ans plus tard qu'un groupe d'explo-
rateurs eut l'idée de recommencer, à Saint-Pierremont,
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DE LA LORRAINE
une nouvelle tentative, qui fut cette fois coui
succès. Ce fut le signal d'une nouvelle canipag
cherches très active qui amena la découverte du
Tucquegnieux, en 1894-1896.
Progressant de l'Est à l'Ouest, la série des
de recherches fut poussée jusqu'à la voie ferrée
à Longwy et même au delà. C'est de cette deux
de travaux que résulta la découverte du bassin di
en 1895-1898.
Les concessions instituées à la suite de ces n
qui ne comportent pas moins de quatre-vingt-
dages pour les seuls bassins de Tucquegnii
Landres, ont fait l'objet de décrets datant
et 1900.
Si nous suivions l'ordre chronologique, nouî
donc décrire tout d'abord le bassin de l'Orne,
de Tucquegnieux, et en dernier lieu celui de L
Le procédé inverse nous parait plus commo(
clarté de l'exposition. Nous allons donc décrire
vement :
V Le bassin de Landres;
2** Le bassin de Tucquegnieux;
3° Le bassin de l'Orne.
Nous utiliserons, pour cela, la topographie s
de la PI. V et différentes coupes d'ensemble s
directions marquées par les chiffres romains I, Il
jusqu'à XII sur cette même planche.
Nous croyons utile, à ce propos, de faire
une fois pour toutes que les régions situées dar
nage immédiat des failles, et surtout des cruis(
failles, étant très disloquées et très dérangées,
pas s'attendre à ce que la représentation qui en <
dans notre carte et dans nos coupes soit d'une <
absolue. C'est un fait bien connu que les
découpent la formation ferrugineuse sont non p£
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NT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
les cassures, sensiblement parallèles, qui
'me accident, occasionnent des rejets suc-
3 sens ou de sens inverse, qui donnent
séparation des couches une allure en
T, qu'on observe surtout sur le flanc des
iboulements ont encore accentue le phe-
soit, nous ne considérons, dans chaque
, que la direction mère, et nous faisons
rejets partiels qui se produisent dans le
iat de Taccident.
-nière remarque qui explique la grande
î distribution de la couche grise. Les
lesquelles se produisaient les émissions
uis les premiers temps de la fonnation
dos dénivellations peu importantes. La
des formations keupériennes et liasiques
artie supérieure de l'écorce terrestre à
lit, en effet, compati))le avec des phéno-
ment et de simple crevassement ; tandis
us Tinfluence de mouvements orogéniques
aison de la nature cassante des terrains
assises du bajocien et du bathonicn se
avec des rejets assez considérables. Les
Li voisinage des failles, n'ont donc acquis
ortance qu'après les dépôts ferrugineux.
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r-î-^î**:? ■■
DE LA LORRAINE
CHAPITRE IV.
BASSIN DE LANDBSS.
lt3
§ 1. — Coupes longitudinale et transversale
du bassin.
On se rendra compte de la consistance de ce bassin en
examinant les courbes de niveau de la PL V et les
coupes III et IV de la PI. XI.
La faille de Bonvillers est celle qui a livré passage aux
émissions ferrugineuses. Celles-ci étaient probablement
localisées en grande partie à l'extrémité méridionale de
la faille, près du point CH. Si Ton fait abstraction, pour
le moment, de la coulée qui descendait sur Mairy, dans
le bassin de ïucquegnieux, le minerai du bassin de
Landres, formé par ces émergences, était entraîné de
préférence le long de la pente du fond de la mer dans la
direction du Sud- Ouest. La terminaison de la couche en
biseau est visible aux sondages de Dommary (CO) et
d'Eton (FA). A ce dernier, on ne trouve plus qu'une couche
de 2"*,24 contenant 30 de fer, tandis que, dans toute la
région concédée, Tépaisseur de la couche oscille entre 5 et
7 mètres, et la teneur en fer entre 40 et 42 p. 100.
L'aplatissement d'Amermont correspond à une suré-
paisseur qui porte la puissance de la couche à 7"", 21
(Voir coupe III, PL XI). Le comptage de la hauteur des
couches n'ayant de valeur qu'autant que l'analyse des
différents bancs a été faite d'une façon détaillée, nous
croyons utile de reproduire ci-dessous les analyses d^s
différentes carottes retirées du sondage BW.
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174 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
COMPOSITION DE LA COUCHE GRISE DU SONDAGE d'aMERMONT (BW).
(Epaisseur totale de la couche, '7™,21.)
DéNIONATlON
des carottes
Numéros
d'ordre
74
53
m.
0,30
54
0,30
55
0,28
56
0,33
57
0,22
58
0,33
59
0,30
60
0,34
61
0,30
62
0,32
63
0,30
64
0,35
65
0,28
m
0,30
67
0,38
68
0,30
69
0,38
70
0,40
71
0,37
72
0,32
73
0,38
HAUTBUR DES
CAnOTTKS
battues
0,47
retirées
0,17
0,18
0,24
0,33
0,22
0,32
0,28
0,21
0,32
0,28
0,25
0,11
0,29
0,37
0,29
0,37
0,40
0,37
0,31
0,35
0,47
Fer
40,60
41,44
44,10
42
42,19
44,99
45,13
45,55
40,23
44,01
39,48
42,89
31,69
45,64
26,29
41,63
43,73
41,91
40,09
35,19
3.S. 30
34,35
32,34
Chaux
7,20
5,08
6.80
6,28
4,28
4,08
3,68
11,28
7,28
8,88
4,80
18,08
5,28
24,68
6,48
4,08
8,68
8,40
11,92
11,28
13,70
16,08
Silice
7,-20
7 •
6,60
6,30
6,30
7,04
6,60
6,28
5,92
6,80
7,16
6,24
6,80
5,10
6,08
5,18
6 »
6,6i
5,84
6,46
6,60
iUiiii«
6,72
7,21
7,15
6,49
6,33
6,77
7,26
6,52
6,46
7,04
7,59
7,20
7,46
7,90
6,43
7,07
7,51
0,39
7,53
7,39
7,73
7,14
7,06
Pkdspkore
0,630
0,C83
0,711
0^822
0,667
0,617
0,606
0,6i0
0,670
0,639
0,556
0,606
0,572
0,733
0,417
0,695
0,556
0,430
0,806
0,778
0,528
0,455
0,511
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fw«-
DE LA LORRAINE
175
Altitude du mur de la couche : 33'",22 ; profondeur du
mur : 225",92.
La coupe IV montre la répartition transversale des
minerais dans le synclinal, et leur disparition sur l'anti-
clinal de Xorruy. La limite méridionale du bassin exploi-
table coïncide, en réalité, avec la naissance de Tanticli-
nal Norroy-Gondrecourt, dont les courbes de niveau de la
PI. V montrent nettement Tallure.
La limite septentrionale du bassin n'est pas formée par
un anticlinal ; aussi la formation ferrugineuse se continue-
t-elle de ce côté bien au-delà de la zone concédée, mais
avec une teneur en fer peu élevée et une proportion de
silice qui ôte toute valeur aux minerais. C est ainsi, par
exemple, que la couche grise a la composition suivante, à
Bouvigny, Avillers, Domprix, Higny.
COMPOSITION DE LA COUCHE GRISE.
BouTi^ny (EB)
AriUers (EN)..,
Domprix (OU) .
Higny (Ef)...,
2«,15
1 .62
3 ,40
4 ,66
rsR
CHAOX
SILICB
42
26
6
24
9
34
21
11
31
24
12
30
La couche grise est donc inexploitable dans ces diffé-
rents points. Le (lux ferrugineux qui y parvenait, par la
dispersion en éventail du produit des émergences de
Landres, était en trop faible quantité relativement à
rapport de matières pauvres par la sédimentation ordi-
naire. Cet apport consistait à Tépoque en sable quartzeux
à peu près pur ; c'est ce qui explique la proportion de
silice de 30 à 40 p. 100 dans la couche. L'élément sili-
ceux n'étant pas incorporé chimiquement au minerai et
s'y trouvant simplement à l'état de mélange, il en résulte
que les produits sont d'une grande friabilité.
Au terminus d'Eton, c'est par défaut de matière ferru-
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ENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUÉ
couche s'amincit en même temps qu'elle
is toute la région de Landres, Dommary, au
3st formée à peu près exclusivement par
i couche, en pente continue depuis la cote
[ju'à 0 à Dommary, s'accorde avec ce fait
s purs sont distribués, suivant une zone
e sens de la plus grande pente.
) de 120 mètres qui existe aujourd'hui
ux de la couche, entre les deux points
dont et de Dommary, n'est pas évidem-
existait au moment du dépôt ; la pente
s forte ; elle s'est augmentée lors des mou-
leurs.
^^ AILLE NOURRICIÈRE DE BoNVILLERS.
la faille de Bonvillers montre, sur sa lèvre
bathogien inférieur à un niveau plus élevé
n moyen sur sa lèvre orientale, ce qui
1 rejet d'une cinquantaine de mètres vers
imine les courbes de .niveau (PL V) de la
le part et d'autre de la faille, on constate
tion est en concordance avec cette obser-
a qu'à comparer, d'autre part, les coupes
uR et DH, d'une part, et CS, de l'autre
oir combien est sensible la différence de
la formation ferrugineuse de part et
ille.
roy-le-Seci — Il convient de rattacher à la
1ers la faille de Norroy, qui se reUe elle-
linal de Norrov-Gondrecourt. Elle a dû
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DE LA LORRAINE Vi
être nourricière aussi, mais moins abondamment que cel
de Bonvillers. Car, si le sondage CF est excellent, i
sondage DA est médiocre.
A CF, on trouve 5", 80 de couche grise (Fe, 41 ; CaC
12; Si02, 6), et, à DA, on ne trouve que 1",80 ave
Fe, 33; CaO, 14; SiO^, 6.
Le rejet de la faille de Norroy dans le voisinage d
cette localité est inverse do celui de la faille Bonvillers
il paraît être également un peu plus faible.
Cet abaissement inverse explique rallure des courbes 8
et 100, dont Técartement grandit de plus en plus de pai
et d'autre de CE et CF, au fur et à mesure qu'elles s
rapprochent de la faille.
Cette irrégularité dans l'allure du mur de la couch
est la conséquence des mouvements que le sol a subis pos
térieurement au dépôt du minerai. Ils ont contribué
refouler davantage vers le Sud-Ouest l'anticlinal d
Norroy-Gondrecourt, et, par contre-coup, ont altér
quelque peu la régularité du synclinal adjacent, notammen
près du sondage de Dommary (CO), où la courbe 20 dessine
dans la direction de TOuest, un crochet qui peut surprendr
à première vue.
§ 3. — Couches accessoires dans le bassin de Landres
Couche noire de Xfvry-Circourt.
Dans le bassin de Landres proprement dît, si riche ei
couche grise, les couches inférieures (brune, noire, verte
sont insignifiantes et absolument inexploitables. Il en es
de même des couches supérieures (couches jaune, rouge
et calcaire ferrugineux).
Dans les nombreux sondages faits au Nord-Ouest di
bassin, et notamment dans les environs de Domprix, Preu
Tome L 1902. i2
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[SEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
r-Circourt, on a trouvé, au contraire, en des-
)uche grise, une ou deux couches, qui seraient
i noire ou la verte. (Il est' difficile de bien
es différents horizons, les bancs étant abso-
és de fossiles et les minerais se présentant
it avec un même aspect brun verdâtre.)
)uest d'une ligne passant par Avillers et Ré-
icun sondage n'a donné de bons résultats,
montre le tableau suivant :
FKH
CBAUX
SIUCB
19
10
34
20
6
43
26
4
44
26
8
35
16
14
40
23
4
46
f DBS SONDAGES
âPAisBBURdeieoicWt
(loire M Tflrte)
(BY)
A).
l-,80
1 ,35
2 ,55
1 ,50
3 ,80
0 ,45
^e d'Avillers (EN), on commence à rencontrer
)n plus riche, savoir :
3ire : 5"',22.
Fe 28 + CaO 2 + SiO» 37.
3rtc: l'",(X).
Fe 26 + CaO 3 + SiO» 27.
ge d'Avillers (CM), on trouve une couche
noire?) de l'",69 avec 40 de fer et 24 de
région de Domprix, Preutin et Xi\TV-Circourt
isée par les résultats suivants :
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?^;-
DE LA LORRAINE
DtolGXATION DS8 S0NDA0I8
Xirry-Circourl (EO) .
Domprix (ET)
Domprix (CU)
Preotin (EP)
Xirry-Cireourt (EE) .
Xirry-ùrcourt (EU).
Him(EF)
Preatin (ED)
ÉPAlBBEUn
DES
CO0CHB8 (atire
,TWt«)
PBI^
4-,66
34
1 ,20
38
0 ,99
35
3 ,83
39
1 ,30
31
2 ,86
26
2 ,87
39
3 ,21
33
2 ,62
38
1 ,70
40
S ,00
0 ,61
Non
3 ,01
30 ,
Hypothèse d'une faille nourricière entre h
Pionne et la vallée de la Crusnes. — Si on (
cialement les sondages dans lesquels la t
s'élève à 38 et 40 p. 100, c'est-à-dire ET,
EU, on remarque qu'ils sont distribués sui^
allongée du Nord-Nord-Est au Sud-Sud-Ou(
140 à 80.
Il est donc probable que la minéralisat
région dépend d'une faille nourricière située
la courbe 140. Les émissions ferrugineuses
cette faille ont dû être faibles pendant la j
formation de la couche grise. Cette dernier
en effet, inexploitable dans la région consi
néanmoins intéressant de remarquer que c'o
sondages ET et EU qu'elle atteint sa riches
Ci-dessous le tableau des résultats dor
sondages de la région, en couche grise.
^Hh|^^^_
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180 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
DisiONATIOH DK« SONDAGES
XiTry-Grcourt (EO) .
Domprix (ET)
Domprix (CU)
Preulin (EP)
XiTry-Circourl (BB) .
Xivry-Oircoart (EU) .
Higrny (EF)
PreutiD (ED)
iPAlSMUn DE LA
COOCHB ORise
FEB
CHAOX
SILICE
2-,09
19
12
43
7 ,16
1 ,45
28
35
5
6
32
25
3 ,40
21
11
31
5 ,34
20
17
18
4 .11
22
6
44
1 .64
1 ,85
25
35
7
4
40
25
4 ,66
24
12
30
6 ,89
19
30
15
Nous verrons plus loin que certains faits topographiques
nous conduisent à admettre l'existence d'une faille dite
de Joppécourt, entre Boisinont et Mercy-le-Haut.
Sous Domprix, où les flux ferrugineux émis par les
failles de Bonvillers et de Joppécourt ont dû se rejoindre,
la formation est extrêmement épaisse ; car, en dehors
des couches mentionnées aux deux tableaux qui pré-
cèdent, on y a remarqué une épaisseur de 7",68, occupant
le niveau de la couche jaune et contenant en moyenne :
Fe : 19; CaO : 26; SiO> : 30,
avec des bancs beaucoup plus riches, où Ton remarque
des teneurs de 27 à 31 en fer.
(Une remarque du même genre est à faire pour le son-
dage CD de Bouligny, où une couche située au-dessus de
la couche grise a une puissance de 5",20, dont on reti-
rerait, par triage, au moins 3 mètres d*un produit con-
tenant 35 de fer et 12 de silice.)
Ces deux sondages sont situés sur la région limite de
la superficie exploitable, où Ton observe, comme nous le
montrerons plus loin, un surépaississement très notable
de la zone minéralisée.
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DE LA LORRAINE
§ 4. — RÉGION RESTANT A EXPL^
Il resterait encore à explorer, auj ourdi
pléter la reconnaissance du bassin de Lanc
comprise entre Xivry-Circourt et la vallée
en dessous de Bazailles. Il est très pro
couches noire ou verte y existent dans de
peu près identiques à celles qui se rencoi
région de Xivry-Circourt, car les sondagei
Bazailles et Ville-au-Montois, placés plus
donné les résultats que voici :
Sondage de Ville-au-Montois (FB), coi
verte :
Epaisseur : 2",17.
Fer : 33; Chaux : 5; Silice :
Sondage de Bazailles (FG), couche noin
Epaisseur : 1",75.
Fer : 38; Chaux : 5; Silice :
La couche grise de ces deux sondages es
par les données ci-après :
Sondage FB : 4™,16.
Fer : 38 ; Chaux : 3 ; Silice :
Sondage FG : 3", 85.
Fer : 37; Chaux : 4; Silice :
Nous ne citerons que pour mémoire doiu
ont été entrepris à Saint-Pierrevillers et No
DQ et EH, ainsi qu'un troisième, BZ, à Am
certainement arrêtés dans les calcaires f
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lÔÔ LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQtJÉ
l'ont pas atteint le niveau de la couche grise. Il ne
'aut donc pas en faire état, et nous ne les citons ici que
)our déclarer qu'on doit les considérer comme nuls et
ion avenus (*).
En définitive, les points où il serait intéressant aujour-
l'hui d'entreprendre de nouvelles recherches pour déter-
niner l'extension du bassin, si elle existe vers le Nord-
Duest, sont ceux qui se trouvent de part et d'autre de la
igné qui joint Xivry-Circourt à Pierrepont. La vallée de
a Pienne s'allonge suivant cette direction, et son con-
sent avec celle de la Crusnes en amont de Pierrepont
lemble faire ressortir l'existence d'un groupe de frac-
aires important.
On connaît, à Boismont, un amas de tuf calcaire très
considérable qui décèle l'existence d'une ancienne source
ncrustante, dont l'abouchement sur la vallée de la
>usnes correspond sans doute à l'ouverture d'une faille.
1 n'y aurait rien d'impossible à ce qu'une formation de
ninerai plus ou moins riche existât dans cette région,
nsuffisamment explorée. Une couche jaune de qualité
)assable, rencontrée aux sondages de Bazailles et de
t^ille-au-Montois, viendrait à l'appui de cette supposition.
>tte couche jaune a :
Au sondage FG : 0",87 de puissance et :
. Fer : 37; Chaux : 4; Silice : 21.
Et au sondage FB : 2", 40 de puissance avec :
Fer : 30; Chaux : 4; Silice : 30.
Il est enfin intéressant de remarquer que les courbes
le niveau, de 200 à 100 et, à un degré moindre, celles
(*) Un sondage nouveau (FQ) a été exécuté récemment à l'Ouest de
lercy-le-Haut et à l'Est du sondage EU. Ses résultats ne diffèrent guère
le ceux qui ont été trouvés à ce dernier. Mais il a donné au point de
ue topographique des renseignements d'un haut intérêt.
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r^,-'^
DE LA LORRAINE 183
de 100 à 0, dans leur tendance à s'infléchir vers l'Ouest,
à lextrémité de la région explorée, ébauchent un syn-
clinal très aplati (que nous proposons de désigner par le
nom de Xivry-Circourt), dans lequel on aurait des
chances de rencontrer un enrichissement.
Faille de Joppécoort. — Il semble qu*on puisse déjà,
sans trop s'aventurer, tracer la faille nourricière qui
aurait donné naissance au bassin de Xivry-Circourt. Entre
les sondages FQ et EU, il passe certainement une faille,
car le mur de la couche grise est à la cote 185 dans
le premier et à 132 dans le second, et il est tout à fait
impossible, en conservant la continuité des courbes, de
raccorder ces deux résultats sans admettre une faille
entre les deux. D'autre part^ entre Joppécourt et Mercy-
le-Bas, existe une perte d'eau très importante, qu'on
appelle « le (ïrand-Bichet » et qui jalonne très proba-
blement un second passage de Taccident. C'est en nous
guidant sur ces deux observations que nous avons tracé
sur la Pi. V la faille de Joppécourt. Elle viendrait se
terminer, du côté du Nord, à la cassure deBoismont et, du
côté du Sud, à la faille de Mercy-le-Haut. Sa présence
expliquerait le relèvement du plateau sur lequel se trouve
cette localité, dont le nom est caractéristique.
§ 5. — RÉPARTmON DU FER, DU CALCAIRE ET DE LA SILICE
DANS LES MINERAIS DU BASSIN DE LaNDRES.
Partage du gisement en trois zones. — Si Ton com-
pare les compositions de la couche grise aux son-
dages CH, DB et KB, on constate des différences consi-
dérables entre elles ; de CH à DB, la distance n'est
pourtant, à vol d'oiseau, que de 3 kilomètres. Elle est de
4 kilomètres entre DB et EB.
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GUSEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
COMPOSITION DE LA COUCHE GRISE.
épAissBun
6,25
8,73
2,15
41
32
26
12
18
6
6
6
42
idages correspondent à trois zones distinctes,
lelles les minerais sont respectivement :
riches et moyennement calcaires ;
înnement riches et très calcaires ;
res et siliceux.
minant un par un les résultats de toutes les
s du bassin de Landres, nous avons été amené
rtiter comme l'indique la PL VI.
lière zone comprend les régions marquées (1)
ième zone, les régions (3) et (4) ;
ième zone est désignée par le chiffre (5).
(1) de la première zone. — Les minerais de
! ont une texture très fine, dans laquelle on ne
plus les oolithes. Leur couleur est rouge
sang de bœuf. Dans le sondage DH, on a même
banc dont la couleur est noir bleuâtre. Nous
fis plus loin sur cette particularité.
[2) de la première zone. — Les minerais de cette
it oolithiques, et leur couleur est grisâtre comme
re.
jau suivant résume la composition de la couche
emble de la première zone. On peut dire qu'elle
orisée par le produit moyen : fer, 41 ; chaux,
,6.
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86 LK GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHÎQtîÉ
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188 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE
Dans la coupe suivante, prise dans la région (2), au
sondage CE de Pienne, la constance de la teneur en silice
des différents échantillons est remarquable.
Deuxième zone. — La deuxième zone, qui comprend les
régions (3) et (4), est celle des minerais très calcaires ; les
rognons de calcaires ferrugineux incorporés dans la
couche n'ont pas de délimitation bien nette; ils passent
insensiblement au minerai riche ; leur triage constitue par
cela même une opération très délicate.
La région (3) est caractérisée spécialement par une
accumulation insolite du calcaire, qui se traduit par un
surépaississement de la couche dont la puissance excède
8 mètres.
Dans la région (4), l'épaisseur de la couche diminue
ainsi que la teneur en fer; en outre, la concentration du
calcaire en rognons tend à devenir moins nette : la
chaux est disséminée dans la masse du minerai d'une façon
plus uniforme.
Le tableau ci-après donne la composition de la couche
grise dans ces deux régions, qui correspondent au produit
moyen suivant : fer, 34 ; chaux, 17; silice, 8.
SONDAGES
ÉPAIS8ECR
KER
CHAUX
SILICE
g ( EL
8-,i3
8 G4
î) 20
8 73
3 78
2 34
5 91
6 25
33
36
36
32
28
32
31
34
17
18
14
18
20
17
20
15
8
8
7
6
8
9
7
8
fl CN
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•& DB. .
2 ; CV
a \ DK
o 1 ex
|(co. .::..::::
Dans la coupe détaillée du sondage EL, que nous re-
produisons ci-contre, on a anahsé séparément : 1*" les
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190 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
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ôoooooooooooooo
<poooooooooooooo
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Digitized by
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Digitized by
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192 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE
SONDAGE DE LANDRES (CX), COUPE DE LA COUCHE GRISE
Epaisseur totale : 5™,94.
DiSIQNATlOM
des
carottes
HAUTBUR DR8 CAROTTES
ANALYSES
'
battues
reUrées
Fer
■ét&lUqie
Chaux
Silice
Alumine
44
0-,50
0-3
34,36
14,44
7,74
7,17
45
0 44
0 44
35,11)
13,27
6,85
8,30
46
0 33
0 33
33,65
15,18
5,95
6,67
47
0 50
0 48
35,83
12,77
5,90
7,48
48
0 50
0 50
36,98
10.35
6,66
8,85
49
0 48
débris
35,73
11,83
6,45
7,85
50
0 28
0 28
30,60
18,49
5,78
7,04
51
0 22
0 22
21,91
24.36
5,60
7,02
52
0 50
0 26
39,97
7,74
7,58
9,56
53
0 30
0 30
26,85
22,38
5,36
6,68
54
0 20
0 20
35,14
13.00
7,14
8,45
55
0 25
0 25
32,37
18,39
6,15
5,61
56
0 30
0 22
30,79
18,82
6,71
6,84
57
0 40
0 08
18,36
33,32
3,76
3,37
58
0 30
0 20
20,73
29,ÎJ7
4,24
5,34
59
0 30
0 30
26,75
21,20
8,16
4,70
60
0 30
débris
24,87
25,63
6,15
4,61
La troisième zone ne comprend plus qu'une autre couche,
pauvre et très siliceuse.
Nous avons donné plus haut (p. 175 et 180) la composi-
tion moyenne des sondages EB, EN, CU, EF, EO, ET,
EP, EE, EU, ED. Pour préciser davantage, nous repro-
duisons ici la coupe détaillée du sondage EP.
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Ï)E LA LORRAINE
COUCHE GRISB DU SONDAGE DE PREUTLN (EP).
Epaisseur : 5™, 29.
193
RUMÉKOS
battues
ES cANoms
retirées
AHALYSK
des
carottes
Fer
Cbaux
Silice
Alumine
81
0-,lO
0-/25
21,00
23,50
18,68
4,07
82
0 20
0 20
20,14
21,90
17,15
4,04
83
0 16
0 16
18,04
20,80
22,42
5,68
84
0 22
0 22
22,10
16.01
24,85
6,25
85
0 32
0 32
23,57
20,10
20,80
4,48
86
G 40
0 40
21,14
20,60
21,05
5,05
87
0 22
0 22
23,41
15,54
23,65
6,20
88
0 32
0 32
21,54
17,32
23,78
6,32
89
0 52
0 52
20,48
10,47
34,39
7,99
90
0 32
0 32
19,27
10,13
39,23
7,15 ^
91
0 60
0 60
18,00
11,18
44,16
5,39
92
0 42
0 42
16,38
19,44
34,00
1,77
93
0 53
0 53
19,80
13,77
36,28
4,81
94
0 47
0 47
17,92
13,26
41,41
3,93
95
0 37
0 47
0 10
mams
La teneur élevée en silice de ces produits et leur faible
richesse en fer les rendent absolument inutilisables.
§ 6. RÉACTIONS CHIMIQUES SERVANT A EXPLIQUER
LA FORMATION DES DEUX ZONES EXPLOITABLES.
L'existence des trois zones si différentes qui viennent
d'être décrites montre, selon nous, que le carbonate de
Tome 1, i902« 13
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LE GISEMENT DÉ MINERAI DE PER OOUTMÏQOE
ux qui accompagne les composés du fer, dans le bassin
Landres, a la même origine que ceux-ci. L'élément
rtzeux, si abondant dans la troisième zone, est, au con-
tre, dû à rapport des agents de sédimentation,
^es minerais du sondage CE (p. 187), où la silice n'appa-
, que dans la proportion de 5 à 6 p. 100, contiennent
tainement une grande partie de cet élément à Tétat
ttbiné avec le fer et Talumine. Le silicate de fer, en
liculier (chlorite), est reconnaissable à la couleur verte
il donne à la pâte, dans laquelle les oolithes d'hydroxyde
it enchâssées. 11 se peut, en outre, qu'il y ait aussi de
silice libre.
Sone des minerais calcaires. — L'accumulation du car-
late de chaux dans la deuxième zone (régions 3 et 4)
it s'expliquer comme suit :
Parvenues dans les eaux sous-marines par une émergence
le que a située sur la faille nourricière de Bonvillers
1. VI), les matières amenées de la profondeur à l'état de
isolution, grâce à la haute thermalité des sources et à
grande tension de l'acide carbonique, subissaient des
rts différents, suivant la stabilité de leiu* combinaison :
les silicates et les phosphates subsistaient dans leur
at primitif et se laissaient entraîner, soit par la gravité,
it par les courants, sans subir de modifications ; 2*" le
rbonate de chaux subsistait partiellement tant qu'il ros-
it assez d'acide carbonique pour le maintenir dissous à
^tat de bicarbonate ; 3° le carbonate de fer, très instable,
i contraire, se décomposait rapidement pour engendrer
i peroxyde qui se précipitait. Des eaux riches en carbo-
ite de fer pouvaient néanmoins, en raison de l'afflux
cessant de cet élément (*), subsister jusqu'à une certaine
(*) Les agents d'oxydation pouvaient devenir à certains moments in-
ffisants et se trouver impuissants à transformer le fer au minimum
peroxyde.
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f
DE La lorraine
195
distance de l'émergence et le cliarrier sur un grand
trajet.
Zone des minerais purs. — La région 1, qui est, comme
nous l'avons dit, celle des minerais rougeâtres, constituait,
pour rémission située au point a, le laboratoire principal
où s'effectuait la décomposition du carbonate de fer. Cette
région est allongée suivant la pente depuis le sondage CH
jusqu'au sondage CB. D'une part, l'agitation de l'eau et la
rapidité avec laquelle se précipitait l'oxyde de fer ne per-
mettaient pas la formation de gi*osses oolithes ; d'autre
part, la chaleur ambiante communiquait aux dépôts la
couleur rougeâtre qui les caractérise.
La chaleur du milieu n'était pas produite seulement par
la dispersion dans la mer des produits liquides ougîizeux,
à température élevée, que débitaient les sources, mais
aussi par voie de réaction chimique.
Phénomènes calorifiques attribuables à la décomposition
du carbonate de fer. — On sait que la transformation du
carbonate de fer en peroxyde est accompagnée d'un déga-
gement de chaleur qui atteint, d'après les données de la
thermochimie, 65 calories par kilogramme de carbonate.
Cette quantité de chaleur est presque suffisante pour
élever le carbonate de fer à la température de 400", qui est
celle de sa dissociation.
Cette propriété est mise à profit à Bilbao, comme on
sait, pour calciner à très peu de frais le carbonate de fer
de ce gisement. Le minerai de carbonate, transformé en
oxyde parle grillage, a une texture homogène et un aspect
noir bleuâtre, qui se retrouve dans le banc déjà signalé du
sondage DH. En se reportant à la coupe de ce sondage
donnée p. 186, le lecteur remarquera la teneur élevée en
fer, 49,46 p. 100, et la faible perte au feu, 10,81 p. 100, de
la carotte 46. Cet échantillon est celui qui oflfre d'une
^*f^'
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196 LE GISEBIENT DB MINERAI DE FER OOLITHIQÙE
façon si frappante Tanalogie qui vient d'être signalée
avec le carbonate grillé de Bilbao.
Pour les couches de Lorraine, la teneur de 49 p. 100
est tout à fait une exception. Elle dénote qu'il s'est fait,
dans les régions du sondage, une concentration anormale
du produit ferrugineux, et, par suite, un dégagement de
chaleur insolite.
Dans la carotte 46 du sondage DH, la partie la plus
foncée est véritablement analogue au carbonate grillé de
Bilbao, car elle renferme 60,89 p. 100 de fer. C est la
teneur la plus élevée qu'on ait jamais trouvée dans le gi-
sement lorrain. L'analyse est absolument certaine, ayant
été contrôlée par trois laboratoires différents {*).
La couleur rouge et la couleur noir bleuâtre des mine-
rais dont nous venons de parler n'ont rien de commun
avec celle que prennent les minerais ayant subi l'action
prolongée des eaux. Ces derniers sont ocreux; ils tachent
les doigts en jaune très facilement.
Dans la région avoisinant le sondage DP, on a reconnu
récemment, en faisant un sondage de reconnaissance
pour préparer le fonçage du puits de la concession- de
Landres, qu'un courant d'eau circulait dans la couche
grise sous une pression élevée (18 atmosphères). Les
effets de ce courant d'eau sont décelés, au sondage DP,
(*) Voici i'smalyse complète de ce très curieux banc de minerai qui
offre une densité tout à fait exceptionnelle :
Perte au feu.... 4,68 Contenant:
Silice 3,70 per métallique. . . . 60,89 p. 100
Alumine 4,30 Phosphore 0,61 —
Chaux 2,10 Soufre 0,02 —
Magnésie 0,17
Protoxyde de fer 28 ,59
Peroxyde de fer 65,21
Oxyde de manganèse . . . traces
Acide sulfurique. 0,06
Acide phosphorique 1 , 40
Total 100,21
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DE LA LORRAINE
197
par l'aspect anormal des minerais de certaines parties de
la couche. Notamment ceux de la carotte 35 ont une
couleur ocreuse, très différente de la teinte grise des
autres bancs, et en tous points analogue à celle des
minerais d'affleurement.
§ 7. — Action des courants.
Ainsi, d'une part l'aspect spécial des minerais (texture
et couleur), d'autre part la répartition du fer, du calcaire
et de la silice, dans les trois zones que nous avons décrites,
militent en faveur de la théorie des failles nourri-
cières.
n faudrait certainement, pour expliquer toutes les par-
ticularités du gisement, tenir compte du rôle qu'ont pu
jouer les courants contemporains.
On ne peut faire, à cet égard, que des suppositions.
Une de celles qui paraissent les plus vraisemblables
consiste à admettre l'existence d'un entraînement des
produits rejetés par les sources, vers le Nord-Ouest, soit
du point a de la faille de Bonvillers, vers Domprix.
La saillie que font les limites des zones 2 et 3 dans
cette direction serait la conséquence de cet entraîne-
ment.
Dans les deux sondages CM et ET, on a trouvé des
épaisseurs considérables de bancs minéralisés, sans zone
exploitable bien nette.
Au sondage CM, le niveau de la couche grise est repré-
senté par une hauteur de 13°", 48, dont les différentes par-
ties donnent à l'analyse des teneurs en fer, comprises
entre 15 et 30 p. 100, en chaux 10 à 20, et en silice 20
à 40.
C'est la partie inférieure, sur 1",05, qui présente surtout
les caractères ordinaires extérieurs de la couche grise ;
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IMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
[ue, sur la coupe FV et à VAnîiexe A^^ le
iguré avec une couche grise de 1",05 seule-
! ET a été extrêmement curieux au point de
éraination de la minéralisation,
coupe résumée :
K DOMPRix (ET). — Morts- terrains : 188^,50.
ATIOR KBRnUOINBUSK
UX 3-,90
rneuse 1 .20
r 1
1 ,96
t et marne 9 ,16
(très mélang'ée de sté-
7 ,
3 ,80
r 0 ,20
( mélang-ée de ruf^nons;. 7 ,16
0
i ;45
3 ,05
1 ,20
errugineuse 3,15
npacle 0 ,99
Total 46 ,59
COMPQglTIOWg MOYKWWBS
Fer Chaux Silice
30
31
19
28
35
38
35
17
16
25
5
6
3
8
14
12
:30
32
25
21
11
r considérable de la formation de ce sondage
mi aux sédiments pauvres qui se sont mêlés
. Dans les couches de 7",68 et de 7", 16, où
*e en moyenne pour 30 et 32 p. 100, Tirré-
i composition est extrêmement grande,
e l'élément minerai ou le sédiment prennent
an ce, la teneur en fer dans la couche de
de 18 à 38 p. 100; la teneur en chaux, de
;elle de la silice, de 17 à 54. L'alumine est
'aible quantité, soit de 2 à 7 p. 100.
ésumer que, sur toute la lisière de la zone 2
a consistance des couches traduit d'une façon
rencontre des sédiments quartzeux avec les
rais provenant de la faille nourricière.
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DE LA LORRAINE 199
§ 8. — Contact, a Murville, du bassin de Landres
AVEC LE bassin DE TUCQUEGNIEUX.
A la pointe Nord-Est du bassin de Landres, il existe
un antagonisme du même genre non plus entre un flux
ferrugineux et des sédiments pauvres, mais entre des flux
ferrugineux de provenances diverses. A hauteur du son-
dage DC, la limite du bassin de Landres fait, en effet, un
rentrant vers TOuest qui est dû au flux ferrugineux
fourni parla faille nourricière d'Audun-le-Roman.
Les sondages CV et DK, qui sont tout à fait caractéris-
tiques de la deuxième zone (région 4), sont en effet très
différents du sondage DC.
Au sondage DK, la couche grise a 6", 03 de puissance,
avec une partie centrale excessivement calcaire.
La partie supérieure, sur 2°, 34, a la composition sui-
vante :
Fer 32
Chaux 17
Silice 9
et la partie inférieure, sur 1",50, la composition :
Fer 27
Chaux 19
Silice 11
Au sondage CV,les résultats sont à peu près similaires,
savoir, couche grise de 6",89, avec partie centrale extrê-
mement calcaire.
La partie supérieure, sur 3", 78, a la composition
moyenne :
Fer 28
Chaux 20
Silice 8
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200 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE
et la partie inférieure, sur i",56, la composition:
Fer 20
Chaux 22
Silice 24
L'augmentation de la silice dans les produits de son-
dage CV tient à ce qu'il est tout près de la lisière de la
région 4.
. Le sondage DC^ au contraire, a rencontré une couche
grise d'excellente qualité, soit :
Epaisseur : 5™,94
Fer 39
Chaux... 10
Silice 8
Ce sondage est dans la première zone du flux prove-
nant de la faille d'Audun-le-Roman, tandis que les deux
précédents sont dans la deuxième zone du flux de Bon-
villers.
Pour compléter la description de la région, ajoutons
enfin qu'au sondage DM, situé au Nord de la faille d'An-
dun-le-Roman, la couche grise est très pauvre et n'a que
1"',92 d'épaisseur.
Il est incontestable que les environs de Murville, où se
trouvent les quatre sondages que nous venons de passer
en revue, constituent une région de transition, ce qui n'est
pas pour surprendre, si Ton attribue aux failles nourri-
cières un rôle décisif dans la répartition des rainerais,
attendu qu'il y en a trois qui se terminent non loin de
Murville, savoir : celle de Bonvillers, celle d'Audun-le-
Roman et celle de Mercy-le-Haut.
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>E LA LORRAINE
ilSON DU BASSIÎ
i/Aiio OA RÉGION MÉRIDI
Nous n'avons parlé, dans tout ce qn
limite septentrionale du bassin de La
siliceux se montre de plus en plus p
remarquer, à ce propos, que, depuis o
affleurements de la couche grise dans 1
cet élément ne cesse de jouer un {
composition des assises. Il est probab
la destruction des formations puis?
existent dans le Luxembourg, dans le
mm'ien), qui devaient être émergées
Sur la lisière Sud du bassin de Land
drecourt), il n'en est plus de même.
Les sédiments sont surtout argileux
sondage AX, par exemple, dans les (
neux jugés digne de Tanalyso, des 1
variant de 10 à 20 p. 100.
La deuxième zone parait insignifi^
méridionale de la zone exploitable. El
1* Le sondage DA, où la couche
d'épaisseur et 33 de fer, 14 de chau3
2** Le sondage EM, oii elle a 3"' ,91
rieur de l'*,35 avec : fer, 26; chai
1 banc intermédiaire très pauvre d<
inférieur de 1",43 avec : fer, 22 ; chî
3** Le sondage CZ, où la couche a 5™
en fer variant de 16 à 25 et une teneui
de 20 p. 100.
La faible importance de cette zom
de la région Nord du bassin, semble
défaut de courant dans la direction du
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SISEMENT DE MfNERAI DE FER OOLITHIQDE
e quitter le bassin de Landres, une dernière
robable que des dépôts de minerais plus ou
caires se sont effectués dans les différents
livant un processus analogue à celui qui vient
lié en détail pour le bassin de Landres. Ce der-
êtait d'autant mieux à une étude de ce genre
exploré avec beaucoup de soin et qu'il est en
•rte isolé des autres bassins. Le régime de la
tion y est aussi, en raison de son éloignement
de la mer toarcienne, plus régulier et plus
lue dans les autres bassins trop rapprochés du
ins ceux-ci, Tinfluence des courants venant des
Londées, et charriant des sédiments de nature
calcaires, argileux ou quartzeux, s'est fait
sentir et masque plus facilement le rôle des
irricières.
3ra donc pas possible, dans ce qui va suivre,
la répartition des minerais en aussi grand
niveau de la couche grise, où les dépôts lenti-
)urnis par plusieurs émergences se sont con-
t celui qui offre le plus de complications à cet
n'est que dans les horizons inférieurs ou supé-
veaux des couches noires ou rouges) que le
ent des zones de richesse aux failles nourri-
a possible, parce que les émissions, beaucoup plus
nt restées indépendantes et isolées. Nous aurons
lire ressortir ces rapprochements dans la des-
Bs deux bassins : 1° d'Ottange-Tucquegnieux ;
ne, à laquelle nous allons maintenant procéder.
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DE LA LORRAINE 2<
CHAPITRE V.
BASSIN FOTTÂNOE-TnCQUXONIEUZ.
PREMIÈRE SECTION.
Couche g^rise*
1. — Faille d'Ottange-Audun-le-Roman envisag
comme nourricière.
La faille d'Ottange-Audun-le-Roman est certainem€
a nourricière la plus importante qu'il y ait lieu de con
dérer dans ce bassin. Elle se distingue très nettemeni
la surface du sol, où Ton suit sa trace depuis Runielan
jusqu'à Murville.
Dans son trajet sur le territoire français, sa direct!
est sensiblement N. 63"* E. Dans la partie luxemboi
geoise et allemande, comprise entre Rumelange et Lu(
lange, elle est orientée N. 35** E. Entre Ludelange et
frontière française, elle s'incurve vers le Nord en laissa
Boulange au Sud. Le rejet se fait constamment sur
lèvre orientale. Il est faible à Ottange, oii les courbes
niveau de la couche n'indiquent qu'une dénivellation
10 à 15 mètres. 11 augmente jusqu'à Ludelange oii
atteint 40 mètres. A hauteur de Boulange, il est
30 mètres environ; dans la partie française, il se réd
à 25 ou 20 mètres. Auprès d'Audun-le-Roman, la fai
met en regard le bajocien supérieur et le bathonien in
rieur, celui-ci se trouvant sur la lèvre méridionale.
A Boulange et Ludelange, les cartes allemam
montrent les marnes de Gravelotte (du bathonien moye
abaissées au niveau de l'oolithe de Jaumont (du bathon:
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LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
3ur). Le tracé superficiel de la faille est, d'après
parfaitement connu; il est, en outre, confirmé par
sultats des sondages.
dage de Ludelange (YU). — Celui qui a été exécuté,
$98, par MM. de Wendel, à Ludelange (YU), est
nement tombé dans la zone des brouillages de cette
car, à différentes reprises, Teau et les produits
s qui séjournent d'ordinaire dans le fond du trou de
ont disparu complètement.
1 résultats de ce sondage étant trqs intéressants,
)n reproduisons ci-après la coupe, que nous devons à
[eance de la maison de Wendel.
puissance exceptionnelle de la formation (57",65)
ue à Texistence de la couche rouge sableuse qui
e la partie supérieure de la fonnation et à la facilité
aquelle les sédiments pouvaient se rassembler dans
id du synclinal. C'est à ce phénomène qu'il faut
uer les épaisseurs considérables données pour la
e grise dans les coupes jointes au mémoire de
MmsLnii{St/ia/un(l Eisen^ 1898), dont quelques-unes
'eproduites à la PI. VIIL
[heureusement, ces coupes, qui ne sont accompagnées
me analyse, ne permettent pas de se rendre compte
nportance des bancs exploitables,
jui paraît certain, c'est qu'on commettrait une grande
:* en se basant sur les épaisseurs figurées dans ces
ias pour en déduire les tonnages utiles,
is le sondage de Rochonvillers (YM) — PI. VIII —
xemple (n° 16 de la carte de M. Kohlmann), la
e grise est figurée avec une puissance de 10",08,
st la plus grande de toutes celles qui aient été
es jusqu'à ce jour; mais rien ne fait connaître dans
proportion le minerai pourrait en être utilisé.
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>E LA LORRAINE
205
UE DK LUDKLANGE (YU).
crfcrori/îce; 339,43.
DisieXATIOR DB8 COUCHES
ALTlTCDia
du mur
Toit d« U foriDatioD . . . .
Coaeh« rouge sableuse . .
Cdeaire feirugrineux . . . .
TemÎD broyé
Mhieni rougeâtre
Marne
Mine rouge
Minerai rrisâtre
Terrain broyé
Mine jaune
Marne et minerai
Terrain broyé
Couche grise
Calcaire «t marne ,
Couche brune
Marne
Couche noire verdàtre
Mur de la formation. . . .
168,78
149,:>8
ri5,88
129,03
111,13
7-,(iO
11 ,60
1 ,40
2 ,30
0 ,39
4 ,01
1 ,75
1 ,10
3 ,80
OBSRRTATIOJUS KT ANALYSES
Sur une hauteur de 2",5(), on n'a
pas eu besoin de curer le trou
de sonde, les matières broyées
étant entraînées dans les cre-
[ 3 échantillons analysés :
Fer. Chaux.
; 1 23 20
Il 46 j
lui 29 25
Silice.
19
7
4
I On n'obtiant ni carottes, ni curage.
3 échantillons analysés:
Fer. Chaux.
,00
,r)ô
'IV
V
^ VI
26
24
23
14
12
15
2 ,15
7 ,35
6 ,75
0 ,40 I
Ni carottes, ni curage:
Analyse d'un échantillon.
Fer. Chaox.
VU 47 3
Analyses de divers échantillons:
Fer. Chaux. Silice.
Silice.
24
:so
28
Silice.
8
VIIl
IX
X
XI
XII
Ixiii
Epaisseur totale..
3 ,40
38
37
15
14
33
35
4
8
17
8
9
6
57-,65
22
15
34
11
11
Sondage de Tressante (YV). — A défaut de renseigne-
ments précis sur ce sondage (YM), nous pouvons citer ce-
lui de Tressange (YV), exécuté, en 1899, parla maison
de Wendei. Situé dans la partie centrale du synclinal, il
accuse une couche grise de H™,65; mais, en réalité, il
ny a qu'un banc de 2°*, 50 véritablement riche; le reste
est du calcaire ferrugineux.
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I.E GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
SONDAGE DE TRESSANGE (YV).
Cote de Vorifice : 342,58.
ONSISTANCE Dfi LA COUCHE JAUNE ET DE LA COUCHE GRISE.
ONATIOIf 0E8 C0UCBS8
de la couche jaune. .
ehe jaune
che gri»e .
ALTITUDES
du leur
134,03
128, î)3
1IG,68
i^PAIBSBURS
5-, 50
^ 6-, 75
i. \ 1 ,'20
OBSERVATIONS ET ANALYSES
Analyses sur échantillons:
Fer. Chaux. Silice.
I 30 23 3
Analyses de 8 échantillons:
Fer. Chaux. Silice.
19 IG 29
VI
2 ,50 ) VII
/ VIll
1 ,20 I IX
25
25
15
45
47
46
25
9
23
37
5
3
4
27
31
11
5
9
8
8
5
H. — La proportion des rognons calcaires mélangés à la mine dans la moitié
rieure de la couche atteint à peu près 50 p. 100.
— RÉGION OCCIDENTALE DU SYNCLINAL d'OtTANGE.
District d'Aumetz.
ns les sondages ZH, ZI, ZK, ZM, ZL de la région
netz, voisine de la frontière, la couche grise aurait
à 8 mètres, d'après les coupes de M. Kohlmann
VIII). En réalité, la moitié seulement, soit 4 mètres
•on ou 5 mètres au plus, peut être considérée comme
dtable pratiquement, avec une teneur moyenne de:
Î5; chaux, 14; silice, 8.
sondage E de Crusnes, en France, séparé des pré-
its par la faille médiane, est moins bon (PL X).
n'a rencontré qu'une couche grise médiocre de 4"*, 39
: fer, 28 ; chaux, 22; silice, 7.
sultats analogues au sondage L d'Errouville, 3", 42
30 de fer, 19 de chaux, 5 de silice.
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DE LA LORRAINE 207
Plus au Sud encore, à Serrouville, où la faille de
Cnisnes et la faille médiane se rejoignent, la couche
grise disparaît. Le sondage de Serrouville (N) (qui a été
vérifié par un autre placé dans son voisinage immédiat)
a donné des résultats complètement insignifiants en
couche grise (on n y a rencontré qu'une couche noire de
0"»,80) (PL X).
Aux sondages 0 et BU de Beuvillers la couche, exploi-
table a de 3 à 4 mètres. Très calcaire, puisqu'elle con-
tient près de 20 p. 100 de chaux, on n'est pas bien fixé
sur sa teneur moyenne en fer. C'est la partie inférieure
qui est la plus riche. On y trouve des teneurs de 38 à
39 p. 100 au milieu d'autres à 23 et 25 p. 100.
Ces résultats concordent avec ceux du sondage d'Au-
dun-le-Roman (ER) (PL X), exécuté en 1899, où l'on a
trouvé une couche grise de 3°*, 48, avec : fer, 32; chaux,
17; silice, 10.
Disons de suite qu'aux sondages do Malavillers (DN),
Mercy-le-Haut (DL), MurviUe (DM) (PL X), la couche
grise, pauvrement représentée, est inexploitable. Ils se
trouvent dans la région de l'anticlinal Serrouville-Preutin.
§ 3. — RÉGION ORIENTALE DU SYNCLINAL.
Si nous passons maintenant sur le bord oriental du syn-
clinal, entre Ottange et Entrange, par exemple, nous trou-
vons encore un appauvrissement, dû cette fois à ce qu'il
n'y a plus, de ce côté, de failles nourricières, ainsi que
nous l'avons déjà fait observer en parlant précédemment
de la coupe n** 1 de M. Kohlmann. C'est le cas représenté
théoriquement par la yî^. 3, au chapitre ii (Voir, PI. VIII,
les coupes des cinq sondages YE, YL, YN, YI, YK,
que nous reproduisons d'après M. Kohlmann).
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DE MINÈRAÎ t)E f'ÉR OOLtTHIQÙË
RÉGION DU LuXEMBODRa.
tion s'applique aux mines du Luxem-
s sur le versant Est de la vallée de
Bviennent meilleures sur le versant
)t à mesure qu'on se rapproche de la
ge. La faille de Dudelange, dont le
. marqué sur la coupe XII (PL IX),
é qu'un rôle très accessoire, dans la
, Les deux coupes ci-après, relevées
) et LC (Weich), donnent, en effet,
se, des résultats très semblables de
ille:
ÉPAIHSBUR
rsR
CHAUX
SILICE
!• Hn amont de la faille
3-,40 33.70
3 00 32,38
13,55
15,08
9,38
8,64
2* JSn aval de la faille.
3-,30
3 30
31,60
34,08
13,52
12,15
10,80
10,32
ativement élevée de la chaux dans ces
constamment dans la couche grise du
m Kirchberg (LE et LF), on a 3'",50
lie avec 33 de fer, 12 de chaux, 6 de
LU Schlossbuch (points LG et LH), la
5t 24 p. 100, le fer restant en dessous
val et à Touest de la faille Mittel-
un enrichissement accompagné d'une
taux, que la coupe du point LI fait
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DE LA LORKAINK
2C
ressortir. On y trouve, en effet, une couche de 3",S
avec la composition suivante :
Fer, 38,22; Chaux, 6,62; Silice, 15,52.
D'après cela, il est vraisemblable que la faille médian
est noiurricière.
Son rejet est ici très important, soit une quarantaine d
mètres vers TOuest. Au contraire, entre Crusnes e
Aumetz, il diminue sensiblement et reste en dessous d
10 mètres.
En se rapprochant de la faille d'Esch, le calcair
reprend l'avantage,, en même temps que la teneur en fe
redescend aux environs de 30.'
COMPOSITIOiN DE LA C0UCH8 GRISE D^BSCU ET d'aUDUN-LE-TICHK.
i* A EKh..
2« A Audun-le-
îlche ; partie sop'*
«jr 2- ,00.
Partie inf'* sur
3-,40.
30,84
35,85
24 »
18,05
,14,40
26,40
9,10
5,87
5,47 \ P*'8^*°
D'après M. Doude-
linf^r.
D'après M. Ch.
Il est fort difficile, d'après ces renseignements, d'u
caractère trop vague, d'indiquer les points d'émergenc
des minerais de la couche grise.
De ce que la région du Luxembourg, au Nord, et cell
de Beuvillers, au Sud, sont très calcaires, on sembl
cependant en droit de conclure qu'elles appartiennent
la deuxième zone, telle que nous l'avons définie en dé
crivant le bassin de Landros.
La première zone serait située entre les deux, de par
et d'autre d' Aumetz.
Les sondages ZH, ZI, ZK, ZL, ZP, oii 1 on voit 1
couche grise figurer avec une puissance moyenne d
8 mètres, seraient situés dans cette zone, qui dépendrai
Tome l, ItfOi. 14
L
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210 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
d'une émission située selon toutes probabilités sur la faille
médiane, entre Crusnes et Aumetz.
Les épaisseurs exceptionnelles de 10 à 12 mètres qui
ont été observées à proximité de la faille d*Ottange tien-
draient à la superposition de la deuxième zone de l'émis-
sion d'Aumetz et d'une ou plusieurs autres émissions
(première zone ou deuxième zone, suivant les points)
dépendant de cette faille.
Le sondage YM de Rochon villers, oii Ton a trouvé une
couche de 10 mètres, caractériserait la deuxième zone
d'une émission de cette dernière catégorie, dont la troi-
sième zone serait décelée par les sondages YI et YN,
qui contrastent tant avec YM (Voir les coupes de la
PI. VIII).
Pousser plus loin cette analyse serait téméraire dans
Tétat actuel des connaissances que Ton possède sur la
consistance des couches. L'essai de systématisation qui
précède indique simplement quel parti on peut tirer, au
point.de vue pratique, de la théorie des failles nourricières
pour classer les régions en première, deuxième ou troi-
sième zone. Il va de soi que, selon qu'une mine sera éta-
blie sur l'une ou l'autre des zones, sa valeur pourra dif-
férer du tout au tout.
§ 5. — RÉGION SEPTENTRIONALE DU SYNCLINAL Dfl
TUCQDEGNIEUX (AODUN-LE-ROMAN, AnDERNY).
Entre la frontière et Murville, la faille d'Audun-le-
Roman sépare deux séries de sondages bien diflférents :
Au Nord, ceux de Mercy-le-Haut (DL), de Murville
(DM), de Malavillers (DN), ne contiennent qu'une couche
grise sans aucune valeur ;
Au Sud, les sondages de Murville (DC), de Bonvillers
(OF), d'Anderny (DE), de Malavillers (BGJ,d'Audun(BK),
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bE hX LORRAINE
de Bazonville (BJ) (Voir, PI. X, la différence d
sition des sondages DM et DC, ER et BK), sont
traire, très bons, comme le montre le tableau ci-
COUCHE GRISE.
XOMS DES SONDAGES
Marville (DG) . . .
Bonviner8(DF) .
Anderny (DE)...
Malarillers (BG)
Audun (BK) . . . .
BazonviUe (BJ) .
4- ,21
4 ,35
3 ,87
2 ,45
2 »
2 ,70
COTES
du
mur
146
101
119
145
153
118
TENEURS B5
fer
chaux
38
10
38
12
38
10
36
14
41
9
39
12
silice
7
7
8
8
7
10
Nota. — Dans le dernier sondage, BJ, au-d(
la couche riche de 2", 70, il existe un banc de
les échantillons ont été très mal réussis, et qui
en une alternance de minerai et de calcaire ferr
probablement exploitable. Cela porterait la \
totale de la couche grise à 4",50, résultat pari
concordant avec ceux des sondages ZX et ZY (I
situés de Tautre côté de la frontière, oii l'on a trou
eti",?!.
Les résultats consignés au tableau qui précè
cordent avec Thypothèse d'émergences situées, d*i
sur la faille d' Audun, à hauteur de cette loc
d'autre part, sur la faille de Bonvillers.
§ 6. RÉGION OCCIDENTALE. — MaIRY-TuCQDEi
C'est de cette dernière faille, et peut-être auss
de Norroy, que proviendrait le rainerai de la r
Mairy. Quant au thalweg du synclinal, qui s'al
Sud-Ouest au Nord-Est, en passant par Tucqueg:
un peu au Nord de Trieux, il devait recevoir ne
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212 LE GISEMENT DE MINEEAI DE FER OOLITHIQDE
ment les apports des failles de Bonvillers et d'Audim,
mais aussi ceux des failles du Woigot, d'Avril, de Neuf-
chef, du Che Villon et de Fontoy. Cette diversité de pro-
venance ainsi que Téloignement relatif des centres
d 'émission , est cause que le sondage de Tucquegnieux ( AW ) ,
très favorisé sous le rapport de Tépaisseur, présente des
différences de richesse assez grandes. C'est probablement
un sondage de deuxième zone. La coupe se divise ainsi :
SOiNDAGE DK TUCJUEGNIEUX (AW).
1** 0°*,89, bon calcaire ferrugineux (n'a été analysé
qu'avec un banc supérieur de 0",38 beaucoup plus pauvre).
Le mélange a donné :
Fer : 28 — Chaux : H — Silice : 7 ;
2* 2",61, minerai calcaire, contenant en moyenne :
Fer: 32 — Chaux: 15 — Silice: 5;
3* 2",59, excellent minerai, avec :
Fer : 40 — Chaux : 8 — Silice : 6 ;
4° 0°,60 analogue au premier banc (en dessous, se
trouve encore un banc de 1"',16 notablement ferrugi-
neux).
11 convient de faire observer que, les échantillons
ayant été mal réussis dans la traversée des parties
riches, le produit analysé ne correspond peut-être pas
tout à fait à la qualité de la couche, qui serait dès lors
légèrement supérieure à celle qui résulte des chiflFres
ci-dessus.
Sondage de Mainville (BP). — Le sondage de Mainville
(BF), plus près de l'émission ferrugineuse de Bonvillers,
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DB LA LORRAINE 213
donne une couche grise de 6", 03, dont la composition est
la suivante :
Fer : 4i — Chaux : H — Silice : 6 — Alumine : 5.
La teneur en fer de certains échantillons, vérifiée au
moyen d'essais par voie sèche, monte jusqu'à 46,5 p. 100.
La partie supérieure de la couche, sur 2", 47 d'épaisseur,
donne un produit à 44 de fer, 6 de chaux et 5 de silice.
Ces résultats superbes tiennent à la situation de la région
de Mainville, dans la première zone de rémission fournie
par la faille de Bonvillers (Voir PL V et coupe n** V de
la PL XI).
Profil de la couche entre Bonvillers et la Malmaison
(Coupe V, PL XI). — Entre le sondage CS de Bonvillers
et le sondage BF de Mainville, la couche dessine un
anticlinal assez accusé. Il est hors de doute qu'il était
beaucoup moins prononcé à l'époque de la formation de
la couche, et que son relief actuel est dû à Teffondre-
ment des terrains contigus à la faille de Bonvillers, du
côté de l'Est. Avant l'effondrement, la couche formait
tout au plus une légère saillie en ce point, et elle devait
se rapprocher d'une position telle que celle qui est indi-
quée en pointillé entre le sondage Bl et la faille, sur la
coupe VI.
Dans la partie méridionale de ce profil, on remarque
un appauvrissement très marqué de la couche à Man-
cieuUes. Il existe là un anticlinal bien dessiné par les
courbes 40 et 60, qui devait naturellement limiter la
zone riche. Aucune concession n'a pu être établie sur cet
anticUnaL
Profil entre Âudun-le-Boman et Anoox. — Passons
maintenant à la coupe VI, qui nous montrera le rôle de
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214 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
la faille d'Audun-le-Roman. Elle montre la coulée régu-
lière du minerai depuis la faille jusqu'à Tucquegnieux,
point le plus bas où Ton constate le maximum de puis-
sance ; puis la diminution graduelle de la couche sur la
pente inverse d'Anoux, jusqu'au seuil situé à la cote 40
environ, après lequel on arrive dans la région d'Oze-
railles, complètement dépourvue de couche exploitable.
§i7. — RÉGION PAtVRE d'OzERNILLES.
Cette région, qui forme la troisième zone du bassin de
Tucquegnieux, a été reconnue par les deux sondages
d'Anoux (BE), et d'Ozerailles (EY), suivant Taxe du syn-
clinal et par les sondages d'Immonvillo (BA) et de
Lixières (EC), suivant une direction transversale.
Voici, en résumé, les résultats de ces recherches.
Sondage d'Anoux (BB) (exécuté en 1895). — On ne trouve,
dans les diverses couches, que de minces lits de minerais
peu riches; aucun banc n'est exploitable. La partie la
meilleure de la formation ferrugineuse est encore la
couche grise où un banc de O^iTô, compris entre les pro-
fondeurs 218,65 et 219,40 (ait. 39,18 et 38,43) est
assez bon et contient des filets de mine rendant 35 p. 100
de fonte à l'analyse par voie sèche.
Sondage d'Ozerailles (ET) (exécuté en 1899). — Aucune
couche franchement délimitée; plusieurs zones minérali-
sées à 25 p. 100 de fer environ, avec quelques filets de
mine plus riches, à 30 ou 35. Les analyses moyennes
de plusieurs tranches, ayant paru les moins pauvres, et
qu'il est impossible de dénommer, faute de caractères
distinctifs, sont les suivantes, de haut en bas :
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DE LA LORRAINE
ÉPAUSBDRS
rm
CBAOX
8IUCB
OMERVATIC
4-,06
23
24
14
Nireau de U coucl
ou jaune ?
1 ,24
28
21
8
Nireau de la coucl
0 ,80
25
21
16
Couche brune?
2 ,20
27
18
17
Couche noire ?
Sondage d'Immonville (BÂ) (exécuté en 1895).
d utilisable. On a remarqué seulement, dans 1;
rouge, un lit de 0",18, contenant : fer, 38; c
silice, 9; sa faible épaisseur le rend inexploitab
compris entre les profondeurs de 195,40 e(
(ait. 53,30 et 53,12). La couche grise, dont le
à l'altitude 46,44, ne contient que de la mari
gineuse.
Sondage de Lixières (EC) (exécuté en 1898). -
couches nettement délimitées, plusieurs tranches
20 p. 100 de fer ; résultats comparables à ceu5
dage EY, mais encore plus mauvais.
Du sondage EY, si Ton remonte aux sondages Ei
on retrouve une richesse croissante, parce qu'oi
proche de la faille du Woigot. On est alors dans
de rOme.
§ 8. — RÉGION MÉRIDIONALE ET ORIENTALE DU S
DE TUCQUEGNIEUX.
Pour rester dans le bassin de Tucquegnieux
la coupe VIÏ qui passe : 1° entre Anoux et Tucqu
2* près de Saint-Pierremont ; 3° au nord de î
c'est-à-dire à peu près parallèlement aux failles
Neufchef.
I
L
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216 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLTTHIQUE
La coupe montre Tappauvrissement sur les bords suré-
levés de la cuvette (cote 260 dans la mine de Neufchef,
où la couche, très calcaire, ne contient que 21 p. 100 de
fer). L'amincissement en biseau ne se voit pas sur le
profil; il aurait fallu le continuer encore plus loin, du
côté de TEst, au-delà de la vallée de la Fentsch, pour
trouver les anciens affleurements. Vers TOuest (côté
Norroy), la coupe finit en dessous de la faille de Norroy,
dans la deuxième zone, encore relativement riche, du gise-
ment de Main ville.
Les meilleurs minerais se trouvent, dans la coupe VII,
au sondage BM de Saint-Pierrement (4°, 10, avec 37 de
fer).
Ce sondage est compris entre deux autres, BN (Avril)
et BL (Sart), où Ton a trouvé :
BN.
BL.
iPAlSSEOR
3- ,78
3 ,87
37
41
12
9
La région d'Avril-Trieux, dans laquelle ces trois son-
dages sont situés, s'étend juste entre les failles d'Avril,
du Chevillon et de Fontoy, que nous considérons comme
nourricières. C'est cette même région que les recherches
de 1883 avaient fait considérer comme stérile. Nous
décrivons ces recliorches plus loin.
Passé la frontière, les travaux de reconnaissance ou
d'exploitation manquent trop complètement pour que Ton
puisse donner, sur la région de Lommerange, aucune indi-
cation précise.
Paille de Neufchef. — D'après les résultats des travaux
(le mine situés au Nord de la faille de Neufchef, qui a
relevé les terrains au Nord, il est probable que cette
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'■^r
DE LA LORRAINE 217
faille n'a pas été très nourricière pour le bassin de Tuc-
quegnieux ; elle Ta été davantage pour la région méri-
dionale, située en aval, vers Moyeuvre, comme nous le
verrons en étudiant le bassin de l'Orne.
Son tracé, qui est bien connu à la surface, est indiqué
sur la PI. V, tel qu'il figure sur les cartes allemandes.
Son rejet à Neufchef est d'environ 50 mètres. Il n'est
plus que d'une vingtaine de mètres auprès de la fron-
tière, et il s'annule à la rencontre de la vallée du Chevil-
lon.
Faille du Chevillon. — DiflFérents puits ou sondages
de recherches tentés dans cette vallée n'ont recoupé que
des terrains bouleversés; il est donc naturel d'admettre
qu'elle coïncide avec une faille d'une certaine impor-
tance, et ce serait cette dernière qui délimiterait les failles
d'Avril et de Neufchef.
Taille d'AvrlL — Celle-ci offre un rejet inverse de
celui de la faille de Neufchef. On voit, sur le côté Sud,
l'oolithe de Jaumont (bathonien inférieur), relevée pour
former le plateau d'Avril, et, sur le côté Nord, le batho-
nien moyen fortement déprimé. Le rejet atteint jusqu'à
60 mètres. Après la rencontre de la faille du Woigot,
l'accident se continue encore sur Lantéfontaine avec un
rejet de même sens, décroissant graduellement vers
l'Ouest, pour disparaître finalement à Génaville.
Anticlinal de Manoieulles-Anoax. — A l'intersection des
failles du Woigot et d'Avril, la région de Mance-Lanté-
fontaine a été déprimée pendant que se soulevait celle de
Mancieulles, où l'on voit un anticlinal bien accusé par
les courbes 60, 50 et 40 de la PI. V.
Le flanc oriental de cet anticlinal se raccorde par un
petit synclinal à la région de Bettainvillers. Cette ondu-
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218 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLÏTHIQUE
lation, qui découle nécessairement de la comparaison des
cotes de niveau de la couche à TEst de Bettainvillers
avec celles que Ton a trouvées à Mancieulles et la Mal-
maison, est d'ailleurs figurée encore aujourd'hui à la sur-
face par Tallure du toit de Toolithe de Jaumont, qu on
peut suivre assez commodément, de part et d'autre de la
vallée de la Mance.
§ 9. — RÉOION CENTRALE.
Paille de Pontoy. — Il nous reste à parler d'une faille
qui est isolée dans l'intérieur du synclinal d'Ottange-
Tucquegnieux ; c'est celle de Fontoy, dont la direction,
toujours S. O.-N. E. dans l'ensemble, est légèrement
retroussée vers le Nord, aux deux extrémités.
La partie septentrionale vers Angevillers a été bien
déterminée par les auteurs allemands, et nous la repré-
sentons comme eux. Pour la partie située à l'Ouest de
Fontoy, nous proposons un tracé nouveau qui a l'avan-
tage d'expliquer un fait qui n'avait pas été bien éclairci
jusqu'alors.
Entre les sondages ZZ, d'une part, où la couche grise
est à la cote 67, et XA et YZ, oii elle est à 146 et 130
(Voir Annexe A^^ il y a une différence de niveau de
70 mètres environ, que traduisent les courbes 70 et 140,
sensiblement juxtaposées sur l'accident. Au Nord de la
faille, l'allure concave des courbes 70, 80 et autres
dessine, d'une façon continue, le syncHnal d'Ottange.
Jusqu'à quel cote le thalweg de celui-ci descend-il au
Nord de la faille de Fontoy ? C'est ce que le sondage YY,
dit d'Elisabeth (dont nous avons eu connaissance par
M. Engel, directeur de mines), permet de préciser. Le
mur de la couche grise y a été rencontré à la profondeur
de 199,55 et à la cote 41,20 {Annexe Ag). D'après cela^
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DE LA LORRA.INE 21
nous sommes autorisé à continuer le synclinal d*Ottanj
par les courbes 60 et 40, telles qu'elles sont repr6sent^»(
sur notre carte; mais alors la branche occidentale de
courbe 60 vient se terminer en regard de Taltitude (
environ du côté Sud; de sorte qu'à la frontière môme
faille n'existe plus ; ce qui est bien conforme à la réalit
Ce point méritait d*être éclairci pour répondre à
remarque que M. Kohlmann faisait (1898, Stahl tir
Eisen) à Toccasion du prolongement possible de la fail
de Fontoy sur le territoire français.
M. Kohlmann faisait observer qu'avec un accident aus
important que la faille de Fontoy, il était tout à fait su
prônant que le rejet constaté en Lorraine disparût à
frontière française d'une manière tellement rapide qi
les géologues français ne pouvaient plus le retrouver s
leur territoire.
Nous venons de voir comment la forme syncUnale d
assises donnait l'explication de cette anomalie app
rente.
Pour apprécier le rôle de la faille de Fontoy au poi
de vue de la genèse des minerais, nous n'avons que 1
coupes publiées par M. Hoffmann, en 1896, dans S ta
und Eisen.
Les sondages XA et YZ, dans la région surélevée, et Z
dans la région abaissée, sont à peu près identiques qua
aux épaisseurs 5"^,30 à XA, 4"^ ,50 à YZ, 5"^,25 à ZZ (1
renseignements sur les analyses manquent). Il faudr;
conclure, d'après cela, qu'au moment de la formation
la couche grise la faille n'était qu'une crevasse sans rej(
L'enrichissement des minerais dans les régions qui av
sinent la faille, tout au moins dans la partie orienta:
semble se vérifier dès maintenant dans les travaux q
la Société des Hauts-Fourneaux de Fontoy exécute pc
mettre la mine d'Havange en exploitation. Dans la gai
rie qui traverse la concession de Guido pour accéder
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220 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER DE LA LORRAINE
celle d'Havange, la couche grise avait une teneur de 37,5
en fer et 12 de chaux. En se rapprochant de la faille,
on a pénétré de nouveau dans la couche par un fonçage
qui a donné des produits sensiblement meilleurs. Il est
infiniment probable que le môme enrichissement se cons-
tatera plus tard, de l'autre côté de la faille, entre les
localités de Fontoy et d'Havange.
[La suite à la prochaine livraison,)
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BULLETIN
221
BULLETIN.
STATISnOUE DE L'DIDUSTRIE MIIIÉRALB DE L'ESPAGNE EN 1900.
1° PRODUCTION DES CONCESSIONS.
Fer
Fer argeDtirère....>.
Wolfram
Pjrile de fer
Pyrite arsenicale...
Ocre
Ttrre aJamiDeuse. . .
PkMBb
Plo«b argentifère..
Sue
Or
»CBITAilCt8 MUléRALKS
Argeol
Cairre
EUia
îi«ïtare
A&txBoine
M*aganèac ,
^d commun
^«iMtaoees aalinea.,
«Uate de bar y le. .
Argile
Spith-fluor
Swfre ,
Pboephore
R»olin
^««Ule
Jw
Topaxe
««aille
•jfBile
CONCKS-
8IO.N8
acUvité
537
8
7
15
1
3
15
469
350
75
2
6
»305
3
25
2
35
70
j
i
8
2
1
9
4
8
6
1
1
715
53
2
5
.744
OUVRIERS
Hommes
21.372
182
236
300
70
4
26
9.088
7.438
1.437
92
243
8.638
86
i.7'i7
31
1.021
1.444
1
24
3
3
439
60
53
97
3
3
15,379
847
584
46
70.997
Femmes
220
8
173
801
165
191
45
2
32<i
237
1.077
31
12
Enfants
3.386
1.814
62
15
39
n
4
8
1.547
1.016
262
»
51
1.034
13
200
»
143
170
n
2
5
60
3
14
19
2.606
108
29
9.224
MACHINES A VaPBOR
PRODUCTION
. -^
•'•m^.'^^ ,
Nombre
Force
en
chevaux
Poids
Valeur
sur place
175
4.007
tonnes
8.675.749
francs
37.994.005
4
26
26.348
333.305
2
14
1.958
501.670
7
583
34.638
121.235
»
»
515
2.575
n
»
58
1.160
•
»
420
10.500
208
7. .382
131.437
27.248.138
200
6.550
182.016
34.376.448
14
223
86.158
3.088.254
1
5
1.300
39.000
5
139
742
655.340
45
876
2.714.714
46.230.067
»
»
47
35.815
12
312
30.216
5.521.185
1
8
30
4.500
5
68
112.897
1.901.607
15
153
450.041
4.172.494
«
18
180
»
833
7.840
»
770
4.550
»
4
300
2
10
64.364
549.733
»
4.170
92.950
.
3.794
40.171
»
8.109
234.020
■
2
250
•
kiligr.95,4
3.755
168
5.474
2.514.545
23.501.618
4
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91.133
507.337
4
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1.190.076
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i
DE LA LORRAINS
225
L*extraction des couches inférieures à Audun-le-Tiche
présente de l'intérêt en raison de leur teneur élevée en
fer, qui permet d'enrichir un lit de fusion constitué princi-
palement avec la couche grise trop calcaire et insuffi-
samment riche (33 p. 100 de fer, 15 de chaux).
A rOuest de la faille de Crusnes, nous avons déjà dit
que les couches inférieures dans les mines de Villerupt et
de Crusnes n'étaient pas exploitables.
Dans les différents sondages de A à J (sauf E et L, qui
sont à l'Est de la faille) qu'on a exécutés de Bréhain à
Fillières, on ne s'est pas toujours préoccupé de rechercher
le faisceau inférieur.
Les sondages G, F, H et J sont les seuls qui aient
donné des résultats positifs, à ce point de vue.
Ces résultats sont tous concordants.
Pas d'horizon exploitable (ni même discernable quel-
quefois) dans les couches brune et noire. Une couche
verte pyriteuse bien formée et ayant la composition
suivante :
c
F.
U
J.
if>A188KCril
2«,10
1 ,55
i .15
31
33
35
9
11
10
11
11
Itt
18
10
T
10
7 '
Nous avons vu aussi qu'au sondage N de Serrouville,
la formation était presque nulle, la couche verte seule y
est représentée par un banc riche de 0",80 avec : fer, 40;
chaux, 4; silice, 10.
A ER, cette même couche a 1 mètre avec : 26 de fer
et 30 de silice.
A BU, DN, DL, DM, les couches inférieures, extrême-
ment siliceuses, ne renferment rien d'utilisable.
Si nous revenons maintenant à TEst de la faille de
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Ji?JtU
; GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB
nous voyons d'abord, en territoire français, les
} E et L donner, en mine noire :
E : 3,75 avec fer 40, chaux 4, silice 16
L : 2,34 avec fer 34, chaux 5, silice 19.
ilte de tout ce que nous venons de dire que
des mines noires doit se trouver sur la faille de
entre cette localité et Audun-le-Tiche.
de Orusnes. — C'est précisément là que la faille
lus marquée; le rejet est de 100 à 120 mètres
asnes et Audun-le-Tiche (Voir coupe XII, PL IX).
cette dernière localité, on voit, en effet, sur la
est, les formations supraliasiques en contact avec
ires à polypier du bajocien supérieur sur la face
rejet a donc une amplitude égale au moins à
iir de l'étage bajocien.
sion ferrugineuse de Crusnes étant admise, rien
impie que d'expliquer la répartition des couches
îUes se terminent dans le Luxembourg, sur le
3vé de la faille médiane, et leur extension vers
est assez limitée, parce que le mur de la couche
►ntant. Au contraire, vers le Sud-Est, Tépanche-
jne les points bas du synclinal d'Ottange, en des-
sur la ligne de plus grande pente, qui passe
umetz et Ludelange (Voir, p. 205, la coupe du
YU) ; c'est de là que vient la richesse des son-
[, ZI, ZM, ZL, 0, ZO, ZP, ZR, ZS, ZT, ZU, ZV
), qui démontrent que le flanc occidental du
est bien minéralisé. Dans la région d'Auraetz,
e exploiter une couche de 5 mètreis avec 38 à 40
à 4 de chaux, 16 à 17 de silice.
flanc oriental du synclinal, les résultats sont tout
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I. ^
DE LA LORRAINE .
La coupe YM n'indique pas de couches inférieures,
coupes YS et YT n'en indiquent qu'une de 2" ,22 et 2"
sans nous dire quelle est sa composition.
Mais nous pouvons combler cette lacune au moyen (
coupe du sondage d'Havange (YX), exécuté, en 1898,
la maison de Wendel.
Cette coupe e^t la suivante : on n'y trouve qu
couche inférieure de 1"*,45 avec des teneurs, sur écl
tillon choisi : en fer, 29,60; chaux, 8,40; silice, 21
SONDAGE d'h AVANCE (YX).
DiSICNATIOK DES COUCUBS
Couche Mbleuse et calcaires mar-
neux
Coaebe rouge
Baoes itériles oa pauvres
Couche jaune
Caleairei marneox
Banc ferrugineux
Bftnkling (toit de la couche grise)
Couche grise
Marnes grises
Couche brune
Marnes verd&trea siliceuses
Couche rerle
J&PAISSIUR
3 ,40
10 ,40
2 ,40
5 ,90
0 ,70
0 ,55
1 ,25
6 ,1.;
1 ,45
4 ,50
0 ,12
Fer
17
17
46
24
11
4>
4.1
34
30
Chaux
34
32
M
5
24
M
15
41
7
4
12
- Silic
9
11
II
7
11
25
4
7
7
12
«
34
Puissance totale de la formation 50»,82.
Dans la partie méridionale du synclinal d'Ottange,
auteurs allemands ne signalent pas de couches ii
rieures exploitables. Si on utilise quelque peu la cou
brune dans la mine de Neufchef, c'est uniquement [
servir de fondant siliceux à la couche grise trop calca
Dans la région française, on connaît, au contra
deux régions renfermant des couches inférieures exp
tables.
L
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228 lb gisement de minerai de fer oolithiqub
§ 2. — Couches inférieures au Sud de la faille
d'Audun-le-Roman.
En examinant an par un tous les sondages de ce bas-
sin, nous sommes amenés à admettre une émission de
minerais noirs près d'Audun-le-Roman, sur la faille du
même nom.
En effet, tandis que les sondages DM, DN, ER, BU,
situés au Nord de cette faille, ne présentent dans cet
horizon aucune couehe de quelque valeur, les son-
dages BK et BJ, au contraire, situés au Sud de la
faille, c'est-à-dire en aval, donnent :
BK(AodiiB)....
BJ (Bazoarille) .
iTAIMIVft
3-,60
0 ,75
a ,i5
1 ,05
PEU
CHAOX
SILtCS
ALOMWI
41
5
13
9
42
2
21
10
39
8
15
7
34
9
17
7
Vers TEst, Tépanchement ferrugineux semble gagner
à peine les sondages ZX et ZY, oU les coupes allemandes
rie nous montrent que 1",47 et i",40 de couche (qualité
non spécifiée).
Si nous partons de rémission d'Audun pour descendre
dans le synclinal vers les sondages BD, BH et BY, nous
constatons que la couche s'y rencontre encore, mais avec
une importance décroissante, savoir :
BD (Sancy)
BH (Grand-Bois) ..
BV (Bois-la-Dane). ,
1-.07
2 ,29
1 ,48
0 ,77
0 ,99
rca
CIAUX
8IUCB
ALtjmifV
32
15
11
6
33
12
12
8
28
13
20
5
39
6
H
8
34
7
14
7
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DE LA LORRAINE 229
A droite et à gauche de cette ligne, les sondages BQ,
BP, BO, d'une part, BG, BB, DE, BC, d'autre part, ne
fournissent plus que des traces des horizons inférieurS|
-où Ton ne trouve absolument rien d'utilisable.
Dans le voisinage de la faille de Bonvillers (sondages CS,
BI, BF, AW), même pauvreté. Nous pouvons donc tracer
la zone de richesse lenticulaire des couches inférieures
•d'Audun-le-Roman, comme on le voit sur la PL V.
:§3. — Couches inférieures au Nord de la faille d'Avril,
On ne retrouve un lambeau de couches noires que
^ans la région déjà mentionnéç comme riche en couche
grise, à propos de la coupe VII au Nord de la faille du
•CSievillon,
Le sondage BL, à TEst de Trieux, a donné, en effet,
*2»,78 avec :
Fer : 37 — Chaux : 7 — Silice : 15.
A BM, le niveau de la couche n'a pas été atteint par le
trou de sonde,
BR et BS ne donnent que 0'",40 et 0",80 de couche.
BT ne donne rien, tandis que BN fournit :
0"»,80 avec fer : 31 — chaux : 15 — silice : 11
-et
0»,75 avec fer : 37 — chaux : 9 — silice : 12.
De même que pour la couche grise, nous sommes
•donc amenés à admettre qu'il y a eu émission, de la
faille de Chevillon et de la faille d'Avril, non loin de la
localité du même nom.
i
I
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230 le gisement de îdïnerai de fer oolithique
§ 4. — Couche jaune de la faille d'Ottange
(région de Rumelange, Tetange, en Luxembourg).
La couche jaune n'est vraiment digne de retenir Tat-
. tention des maîtres de forges que dans la seule région
de Rumelange, en Luxembourg.
Peut-être fournirait-elle quelques produits utilisables
dans le thalweg du synclinal d'Ottange, près de Lude-
lange, mais ce n'est pas prouvé.
• La comparaison des trois sondages de la maison de
Wendel à Ludelange (YU), à Tressange (YV) et à Ha-
^ vange (YX) semble indiquer qu'il y a une couche jaune
, utilisable à l'Est de la faille d'Ottange, c'est-à-dire sur
. le côté abaissé. Toutefois, l'étude de cette couche est trop
peu avancée pour qu'il soit possible d'en dégager une
conclusion précise.
Au contraire, la mine jaune de Rumelange est exploitée
et appréciée depuis longtemps.
La coupe XII nous indique qu'elle est située entiè-
rement à l'Est de la faille médiane.
Voici ce qu'en dit M. Dondelinger (note originale) :
« La couche jaune est inconnue au-delà du Mittelsprung,
« versant d'Esch. Elle est bien développée au fond de
« bateau que forment les courbes de niveau entre cette
« faille et la vallée de Rumelange, s'étend au-delà de la
« faille d'Ottange et disparaît vers Dudelange. » A
l'appui de cette assertion . M. Dondelinger nous a fourni
les deux coupes suivantes, faites aux points LG, LI. Au
pomt LG, à l'Est de la faille, la couche existe et commence
à devenir exploitable. Elle manque au point LI, situé à
l'Ouest du même accident.
Il est probable que c'est à cause du relèvement des
assises sur la lèvre occidentale que le dépôt de mine
jaune est limité à la faille médiane.
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PE LA LORRAINE 231
La faille nourricière serait ici celle d'Ottange.
COUPS LG
Coaeb« rooge sableuse ,
Interralle stérile ,
Couche rouge, pauvre.,
Inlenralle stérile
Couche jaune
loterralle stérile
Cooehe grise ,
iPAlSSBUR
PB»
CBAVl
StMCB
8-,00
19
7
50
10 ,90
»
m
1 \m
20
31
5 ,00
•
•
•2 ,90
31
17
lî
1 ,60
»
»
3 ,20
29
21
COUPS LI
Couche rouge pauTre.
loterralle stérile : . . . .
Couche grise
Interralle stérile . . . .
Couche bruoe
Apaissbur
FBR
CHAUX
SILICB
2-,20
»
»
m
10 ,30
1»
»
m
3 ,90
38
7
16
7 ,30
»
»
»
2 ,26
26
14
24
Aux points LF et LE (Kirchberg et Steinberg), la
couche jaune a été trouvée avec 3 mètres de puissance, et
la composition :
Fer : 33 — chaux : 12 — silice : 6.
Au point LD (Tetingerberg), elle est divisée en deux
bancs, savoir :
Couche Jaune calcaire
Calcaire marneux stérile
Couche Jaune «toc rognons cal-
caires ferrugineux
ÉPAISSEUR
1-.50
1 ,50
3 ,50
21)
35
22
»
15
ACIDE PROS-
PRORIQUK
1,57
1,90
Par triage, la dernière permet do constituer un pro-
duit avec les teneurs suivantes :
Fer : 44 — chaux : 6 — silice : 8 — acide phosphorique : 2,14.
[Notice relative à raliénation des terrains miniers de
la fondation Augustin^ par M. Limpach, garde-mines à
Rumelange (1898).]
L
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1232 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Enfin, aux points LA et LC, versant occidental de la
.vallée de Dudelange, la couche jaune a encore respec-
tivement 2",46 et 3", 15, avec
Fer j JJ Chaux j ^J Silice j J
(Ban de Dudelange, mine de la Société des Hauts-
Fourneaux de Dudelange.)
Ces indications permettent de conclure que la mine
jaune du bassin de Kumelange a été formée par une
émission sur la faille d'Ottange, située à hauteur de
Tetange (Voir I>1. V).
§ 5. — Ck)ucHE JAUNE d'Avril.
Au sondage BN, situé au Nord de la faille d'Avril,
une couche jaune a été rencontrée, qui a la composition
suivante :
a Alternance de minerai marneux et de
minerai riche, brun clair 0«,88
6 Calcaire marneux ferrugineux 0 ,20
c Minerai brun riche 0 ,40
Ensemble i">,48
Le banc inférieur, de 0",40, renferme 36 p. 100 de fer,
•8 de chaux, 18 de silice et 6 d'alumine.
Au sondage P, la même couche existe, mais plus riche
•encore.
Dans les autres sondages d'alentour, elle n'est repré-
rsentée, quand elle existe, que par un banc très pauvre.
Il est probable qu'elle ne constitue qu'une lentille très
peu étendue de part et d'autre de la faille d'Avril.
C'est surtout en raison de sa superposition à une len*
tille de couche noire, déjà signalée précédemment, dans
la même région, qu'il y avait intérêt à la mentionner.
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r^
db la lorrainb 233
§ 6. — Couche rouoe.
Il nous reste maintenant à examiner la couche rouge
dans le bassin d'Ottange-Tucquegnieux.
Couche rouge de la région disch. — Il convient
d'abord de citer la région du Luxembourg, où elle est
connue de longue date, sous le nom de mine d'Esch.
C'est elle qui faisait dire autrefois (il y a trente ans), à
M. Habets, professeur à TÊcole des mines de Liège, que
le canton d'Esch était appelé à devenir le Gleveland du
continent.
La limite d'exploitabilité de la couche rouge ne descend
pas au Sud plus bas que la frontière allemande.
Les coupes que nous avons données plus haut de la
formation aux points LG et LI montrent que la couche
rouge n'y est déjà plus exploitable.
A Audun-le-Tiche, la couche semble encore utilisable,
bien qu'on n'en tire parti que fort peu dans la mine de la
Société des Aciéries d'Angleur.
Par contre, àEscb, elle est d'une qualité exceptionnelle,
M. Dondelinger s'exprime ainsi à son sujet : « La couche
« rouge calcareuse, d'une puissance de 2 à 3 mètres,
« est d'une composition parfaite pour la fusion sans aufre
« mélange (minerai selfsmelting). Séparée des rognons
« caleareux, la mine atteint 40 p. 100 de fer, 7 à 8 de
« chaux et autant de silice. Elle a été la première à être
» exploitée à Esch, ses affleurements s'étendant sur
« une grande surface de cette commune. La couche se
« termine en biseau vers le Nord-Est et devient inex*
« ploitable à Dudelange. »
M. Dondelinger nous fournit encore les trois analyses
suivantes, pour la spécification des mines rouges de la
région d'Esch :
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^4 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Rnug^ Mbleuse
Rognons calcareux de la mine
rouge
Rouge triée
27,63
22,b8
40,98
CHAOX SIUCB ALUMIlfB
4.03
2:»,85
7,40
41. OG
7,28
8,41
4,57
4,46
4,85
0,72
0,67
0,77
Dans la partie centrale du bassin d'Ottange, la mine
rouge semble devoir être utilisable en quelques points*
Nous mentionnerons en particulier le cas du sondage YU
de Ludelange, où un échantillon a donné, a Tanalyse, de
très bons résultats (Voir coupe de ce sondage, p. 205).
A Ottange même, la Société des Hauts-Fourneaux de
Rumelange exploite à la fois la couche rouge calcareuse
et la couche rouge sableuse, concurremment avec les
couches jaune et rouge, par un puits situé à TEst de la
faille d'Ottange, tout près de celle-ci. Le minerai de la
couche sableuse est très curieux à observer. Il n'est pas
oolithique; Toxyde de fer ne fait qu*y enrober de petits
grains de quartz. Tout près de la faille, la couche peut
s'exploiter sur 3",50 de puissance avec 34 de fer et 32
à 33 (le silice. Lorsqu'on s'en éloigne, la puissance et la
teneur en fer diminuent ; on cesse d'exploiter les chantiers
lorsqu'ils ne présentent plus qu'une couche de 2 mètres
à ?",20 avec 23 à 25 de fer.
•Le contour de la partie exploitable figure une lentille
plaquée contre la faille d'Ottange, sur la lèvre orientale.
Il est très remarquable que sur la lèvre occidentale, qui
est relevée, le minerai n'est pas utilisable. D'une façon
générale, les couches sont meilleures à l'Est de la faille
qu'à rOuest.
- Enfin, on trouve dans la couche rouge sableuse d'Ot-
tange des minerais noir bleuâtre riches, qui rappellent
l'aspect de ceux qui ont été signalés dans le bassin de
Landres au sondage de Joudreville DH.
Il est probable que, dans l'un comme dans l'autre cas,
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DE LA LORKAINB 235
la décomposition rapide d*un afflux considérable de car-
bonate de fer a engendré ces colorations.
§ 7. — Couche rouge d'Audun-le-Ro4ian
ET DE BoNVILLERS.
Les mines rouges siliceuses du bassin de Longwy ont
éiè trouvées dans la partie méridionale de celui-ci, jus-
qu'aux sondages I et K, ayant donné, le premier, 3*^,36
avec 35 de fer ; le second, 2"',61 avec 30 p. 100.
Le sondage J n*a fourni que des résultats douteux ;
mais, plus à TOuest, FB et FG ont donné, Tun 1",83 avec
19 de fer, l'autre 1",82 avec 16. La silice monte à 32 et
43 p. 100 dans ces couches. Au sondage N, la couche
o'existe pas; à ER, elle donne 2 mètres avec 18 de fer.
D'après cela, il semble légitime de dire que le bassin
de Long^y se termine à la vallée de la Crusnes. Nous
l'avons interprété ainsi dans les délimitations faites sur la
PL V.
Ce n'est qu'aux sondages DL, DM et DN qu'on retrouve
one bonne couche rouge (la seule qui puisse être utilisée
dans ces sondages); elle offre la composition suivante:
DL (Mercy-le-Haut)
DM (MnrvUle)
DN (MaUrilIcrs)...
4-,08
0 ,î)7
0 ,1)3 stérile
1 ,65
2 ,85
FEII
CBAOZ
BIUCB
37
!2
10
36
14
8
m
»
■
3Ô
12
10
30
IG
12
Depuis DL, la couche se poursuit, en descendant, jus-
qu'à DK par CV et DC. Mais elle diminue peu à peu de
valeur.
CV l»,35 — 33 de fer — 12 de chaux;
DK i ,98 — 30 de fer — 21 de chaux.
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236 LB OISEMBNT DE MINBRAI DE FBB OOLITUIQCB
. Dans tout le bassin de Landres, elle n'a aucune valeur^
en particulier à EL, CR, CH, CF,
A CR, elle n'a que 1",50 avec 2i de fer (Voir coupe^
PL X) ; mais il suffit de franchir la faille de Bonvillera
pour la retrouver excellente aux sondages CS, DF, DK,
oîi elle est représentée par :
es
DF
DE
2-. 30
2 ,20
3 ,06
FER
CHAOX
SIUCI
36
15
6
33
16
6
33
13
9
Le sondage DG serait situé en deuxième zone par rap-
port aux trois qui précèdent, si Ton en juge par répais-
seur de la couche et Timportance des parties calcaires.
Au total, elle a, en effet, 5" ,73 de puissance, avec :
fer, 28; chaux, 18 ;' silice, 10. La répartition de la mine
riche et du calcaire est très inégale. Dans la coupe
détaillée de la formation, on remarque 3 carottes donnant
33, 37 et 46 p. 100 de fer, intercalées malheureusement
au milieu de bancs calcaires à 20 p. 100.
Dans les sondages BI, BH, BP, BQ, qui sont tous-
situés à peu près sur une même ligne de niveau, la
couche est îasignifiante ; mais, à BD et à BB, elle rede-
vient digne d'attention. Dans ce dernier sondage, elle a.
0",75avec : fer, 35; chaux, 12; silice, 12.
Enfin, en se rapprochant de la faille d'Audun-le-Rom an-
aux sondages BG, BK, BJ, on a obtenu les résultats ci-
après :
BG (MalaTiUers) . .
BR vAuduD-le-R.)-
BJ (BazoDviiltf) . . .
ÉPAIBtECR
FER
CHACX
SIUCS
l-,40
38
12
8
1 ,25
39
10
11
1 ,35
35
16
12
0 ,66
34
23
10
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DE LA LORRAINE 237j
Chose extrêmement rare dans le bassin de Briey, le^.
niveau des calcaires ferrugineux du sondage BK ren-
ferme lui-même un banc très riche ainsi constitué :
Fer Chaux Silice
Partie supérieure. 2«»,15 37 i3 40
Partie inférieure., i ,60 31 19 9
n n'est donc pas douteux qu'il y a eu une émission sur
la faille d'Audun-le-Roman, à proximité de BK.
n est très probable aussi qu'il y en avait une non loin
du sondage CS, sur la faille de Bonvillers.
La première est d'autant plus certaine que, dans les-
couches sous-jacentes (jaune, grise, noire, verte), c'est
dans son voisinage qu'on trouve aussi le maximum de
richesse. Et, si on compare la coupe du sondage BK,
représentée sur la PI. X, à celle du sondage DN qui
en est très voisin, on ne pourra manquer d'être frappé
parles grandes divergences qui existent entre elles. Au
sondage BK, la formation ferrugineuse a 50 mètres
d'épaisseur et six horizons très bien minéralisés; en DN,
au contraire, on ne trouve, daiis une formation de-
40 mètres, qu'un seul horizon, celui de la couche rouge,
convenablement minéralisé.
La faille d'Audun-le-Roman, qui passe entre les deux,
est la cause de cette différence. Ce sont les flux ferru-
gineux qui descendaient la pente du synclinal qui ont-
minéralisé et augmenté l'épaisseur des sondages d'aval,
tels que BK, BJ.
A BJ, la formation a 55 mètres d'épaisseur, tandis^
qu'à ER, de l'autre côté et en amont de la faille, elle n'a
que 36 mètres.
La faille de Bonvillers donne lieu à la même remarque ;.
deux sondages très rapprochés, mais séparés par la cas-
sure, CR et es (Voir pi. X), ont rencontré des épaisseurs-
de formation ferrugineuse très différentes, 52 mètres à CS,.
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B GISEMENT DE MINERAI DE PBR OOUTHIQUB
5té de la faille qui s'est enfoncé, et 33 mètres seu-
iCR.
)lons que des différences analogues se constatent,
n-le-Tiche, de part et d'autre de la faille de
(Voir PL IX) et, à Avril, de part et d'autre de la
A.vril (sondages BN et P de la PL X).
aits ne peuvent s'expliquer qu'en admettant que
^s et les plissements ont commencé à se former
s dépôts de minerais.
— €ODCHE ROUGE d'AnOUX ET DU ChEVILLON.
trouve encore une couche rouge bien constituée :
Nord-Est d'Anoux ;
3S de la vallée du CheviUon.
3mière s'explique par une émission venue par la
Woigot, à son extrémité septentrionale,
•me synclinale du fond de la mer, de Mancieulles
oux, d'une part, et vers Bettainvillers, d'autre
plique pourquoi les minerais se sont rassemblés
t)as-fond. Tandis que AV, BE, BA ne donnent pas
[ue pas de couche rouge, on trouve à EZ, AW,
résultats suivants :
«)
:quegnieux)
ainvillers) .
.2-Jl
0 ,73
1 ,25
f .40
VLh
CRADX
siLici:
39
10
6
33
15
11
w
N
«
35
12
8
on trouve encore 2*", 45, avec : fer, 31 ;chaux,'10;
t. A BT, BR, il n'y a plus rien d'appréciable,
evillou, les sondages BL et BM ont donné les ré-
uivants :
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F"''
DE LA LORRAINE
Coupe originale.
Sable gris très un
Calcaire très ferrugineux
Sable brun très fin
Calcaire marneux
Minerai brun marneux inexploitabl
de la couche rouge)
Marne schisteuse micacée
Calcaire ferrugineux et coquiliier .
Minerai très marneux inexploitab
Sable gris très fin {niveau de la cou
Marne bleue compacte micacée . . .
Minerai brun calcareux et alumine
vre
Minerai à grains très fins {niveau de
noire) renfermant beaucoup de J
siliceux
Marne verddtre
^ To
Il n'y a aucun doute que toutes 1<
rai ont été traversées entièremen
exploré le mur de la formation si
mètres.
L'insuccès de la recherche doit è\
de surveillance du sondage, qu'on
plein, sans prendre de carottes. Il es
que, si on avait analysé les matières
soit peu de soin, on n'aurait pas mam
la composition de la couche grise.
Sondage d'Avril (1883). — Prof
était situé entre le sondïige BN et le
mpe qui a été donnée :
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242 LE GISEMENT D£ HINERAI DE FER OOUTHIQUB
Calcaires ferrugineux très mar- \
Deux et inexploilaMes ô^^ySO i
Calcaires ferrugineux S ,00 f
Marne bleue avec rognons cal- i **"»•'
calres..., 1 ^60 l
■merai rougeâtre 2 ,55 J
Sable ferrugineux très fin [niveau
de la couche grise) 3 ,00
Bancs de calcaire bleuâtre sépa-
rés par des bancs de marne
bleue 6 ,35
Minerai gris {niveau de la couche
reHe) 3 ,20
Total.... 3i ,20
Or, si nous nous reportons à la coupe du sondage BN,
où le mur de la couche grise est à 20 mètres dans la
formation, il ne peut y avoir aucun doute que le banc de
3 mètres qualifié sable ferrugineux très fin représente la
couche grise ; de même le banc qualifié minerai gris re-
présente la couche verte rencoatrée à BN, à une tren-
taine de mètres dans la formation. 11 est d*autant plus
inconcevable que ce sondage n'ait pas retenu Tattention
de la Société qui l'avait entrepris, que les analyses faites
sur les produits retirés du trou de sonde étaient très
encourageantes .
En effet, la couche de 2", 55 (niveau de la couche
jaime) a donné les résultats suivants :
Fer 33,46
Chaux , 12,30
Silice 15,35
et la couche inférieure, de 3", 20 :
Fer 36,65
Chaux 4,90
Silice 23,25
Malheureusement, faute de carottes, 1 echantillonprélevé
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DB LA LORRAINE 243
dans le banc de 3 mètres, qualifié sable ferrugineux très
in (en réalité, la couche grise), derait être très impur, car
il n'a donné à Tanalyse que :
Fer 25,41
Chanx 17,50
Silice 20,50
M. ringéaîeur en chef Ge&reau, appréciant les résul-
tats de ce sondage, s'exprimait ainsi dans mi rapport du
18 juillet 1883 :
« Les résultats fournis par ce sondage sont assuré-
ment d'an grand intérêt, et la formation ferrugineuse qui
a été traversée semble présenter dans son ensemble des
Tariatioas analogues à celles observées dans la région de
ViUerupt et d'Hussigny, attendu qu'elle montre de
même, dans sa partie supérieure, un étage puissant de
cakakes ferrugineux ; dans sa partie moyenne, une bonne
eouche de mine dont la gangue est principalement calcaire,
et, à sa base, une assise plus riche en fer, mais de nature
esseotielieniefit siliceuse.
La paissafkce totale de la formation et les épaisseurs
des <Iîverses couches de minerai sont assez considérables
pour qu'il y ait grande probabilité que le gisement s'étend
assez loin dans les environs du sondage ; mais, en l'état
actuel des choses, on est loin d'être fixé sur l'allure de
ee gisement, qui apparaît pour la première fois à nne
grande profondeur au-dessous du plateau d'Avril, dans
une région non encore explorée et à plus de 3 kilo-
mètres, en ligne droite, de la zone des affleurements de
la formation ferrugineuse dans la vaQéedu Gonroy.
Cette région est d'ailleurs traversée par de nom-
breuses failles dont une, ceUe qui va d'Avril à Neufchef,
semble passer à peu de distance au Sud de ce dernier son-
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244 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
dage, et ces accidents statigraphiques, qu'il importerait de
bien reconnaître, commandent nécessairement une grande
réserve et font qu'un seul sondage est réellement insuffi-
sant à éclairer sur Tallure des gisements.
Les résultats encourageants d'un premier travail ne
peuvent que stimuler de nouvelles recherches dans une
région non encore explorée et qui semble promettre pour
l'avenir; mais ils ne sauraient suffire, dès aujourd'hui, à
motiver l'institution d'une concession de mine, qui serait
octroyée sans que l'on connaisse rien encore de l'allure
des gisements au-dessous du plateau d'Avril.
Ces gisements des plateaux, situés loin des affleure-
ments et à de grandes profondeurs, devront être exploi-
tés sous l'eau et par puits, et ils nécessiteront dans l'ave-
nir de grands frais de première installation ; il importerait,
dès lors, que les concessions octroyées eussent de plus
grandes étendues que sur la zone des affleurements, et il
est de l'intérêt des concessionnaires eux-mêmes que l'al-
lure des gisements soit bien reconnue par des recherches
multipliées, pour que les concessions leur soient octroyées
en connaissance de cause et ne les exposent pas à des
dépenses considérables et improductives. La bonne règle
serait donc, pour ces concessions de Tavenir, qui porte-
ront sur les gisements des plateaux, situés sous Icau et
à de grandes profondeurs, d'octroyer des superficies plus
grandes, mais d'exiger, par contre, des recherches plus
complètes, plutôt que d'accorder une concession res-
treinte, d'après les données d'un seul sondage n'éclairant
que sur l'allure des gîtes.
Les résultats du sondage d'Avril sont assez encoura-
geants pour que la société qui en est Tauteur n'hésite pas
à poursuivre ses recherches dans la région d'Avril. »
La Société intéressée n'a rien fait, malheureusement.
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24() LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
2"*, 75 de la coupe précédente représente la couche rouge.
Des analyses faites sur des échantillons de cette couche-
ont donné :
Fer...
Chtux
SUio«.
PAITIB ttfpftRIBCKK
43,12
3,88
6,24
PARTIB MOTMHB partis IHPÉRlEDRe
44,90
4,52
10,04
43,60
4,à2
5,96
Ces résultats très beaux, et qui tendent à prouver que-
la couche rouge de la région Avril-Trieux est d'autant
meilleure qu'on se rapproche de la faille du Ghevillon^
fournissent un argument de plus pour la considérer
comme nourricière.
Gomment se fait-il qu'après ces recherches couronnées
de succès le sondage du fond Gravin n'ait rien trouvé?
Cela tient à ce que les niveaux géologiques ont été très,
mal interprétés par le sondeur.
La coupe entière du sondage a, en effet, été présentée^
comme suit :
Coupe origîDale.
30*,S^ Calcaires et marnes
(morts-terrains).
4 ,18 Marnes grises, consi-
dérées comme toit
de la formation.
16 ,59 Marnes jaunâtres,
considérées comme
«place du gisement
ferrugineux».
29 ,35 Marnes liasiqnes.
12 ,70 Argiles bleues qua-
lifiées (c marnes mé-
dioliasiques infé-
rieures au gisement
ferrugineux ».
ObterTttioDS critiqaes.
Ces assises appartien-
nent toutes au Dajocien.
Les 16"*,59 de marnes
jaunâtres constituent la
partie inférieure de cet
étage, dont les bancs-
sont toujours ocreux.
Total.. 93»,70
En réalité, marnes in-
frabajociennes.
Le sondage a été ar-
i^té à la base des^
marnes micacées qui
forment le toit de la
formation ferrugineuse
dans laquelle on n'a pas.
pénétré.
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I" Digitized by CjOOQ IC
BtflNERAI DE FER OOLITHIQUE
onsidérables, dont Texistence ne
ar cette particularité topogra-
ï de la faille de TOrne est N. 53*»E,
lie direction que se développe le
Losselange jusqu'à Brainville-en-
iffecte une direction sensiblement
derOrne, soit: N. 33" 0.
rOrne et du Woigot, ainsi que
b latéralement, ont formé les val-
lours d'eau du même nom, dont
ilignés suivant des lignes de frac-
rneuses du bathonien moyen et
rize-Conflans), le dessin des frac-
s estompé par radoucissement des
>st, au contraire, resté très net
le; entre Moineville et Moyeuvre,
riné dans les calcaires de Too-
a faille de TOrne, dont le rejet
;te bien visible à la surface jus-
isignifiant à Rosselange, le rejet
iiètres environ à la frontière. Il
à hauteur de la faille de Moritois
e d'une trentaine de mètres qu'il
é. L'extension occidentale de la
d'indécision. Nous Tavons arrêté
la courbe 00 de la couche grise,
de la faille sans dénoter dedénl-
re la cassure est-elle ouverte en
loin, jusqu'à Hatrize, sous forme
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250 LE GISEMENT I>B BlTINERAI DE FER OOLITHIQUE
dépression du sol très accentnée, au sud de Briey, à un
peu moins de 2 kilomètres de cette ville, sur le parcours
de la route de Longwy à Pont-à-Mousson.
H renconke la faille de TOrne à l'extrémité occidentale
du tunnel d'Auboué (ligne de Conflans à Homécourt).
Il est bien établi que la faille ne passe pas dans la
Tallée suivie par le Woigot à Moutiers, vaMée qui serait
due simplement à Texistence d'une diaclase latérale à la
faille principale.
Le rejet de celle-ci se fait vers l'Ouest ; mais fl est
difBcile de préciser exactement son in^artanoe. On sait
seulement qu'il diminue du Nord au Sud.
Nous appelons fîdlle de Sainte-Marie celle qui est située
à peu près danà le prolongement' méri<Eonal 4e la faille
du Woigot.
Elle débute, au tunnel d^'Auboué, avec 2 ou 3 mètres de
rejet. La dénivellation augmente vers Coinvîlle, où elle
paraît atteindre une dizaine de mètres. La faille vient se
terminer près de Sainte-Marie-^aux^Chènes, après avoir
rencontré celle de Rombas à peu près à a«gle -droit.
§ 2. — Digression sur le bassin
DB Saint-Privat-Novéant-
Failles de Boncovrt et de Flavigny-Montigoy. — Les
failles de Roncourt et de Flavigny-Montigny sont décrites
parles auteurs allemands avec des rejets, la première,
d'une vingtaine de mètres vers le Nord ; la seconde, de
15 à 20 mètres vers le Sud.
Ces deux failles, qui font partie du système N.E.-S.O.,
sont reconpées par une faille du système N.O.-S.E., dite
d'Amanvillers.
La faille de Flavign^^-Montigny et celle d'Amanvillers
n'intéressent pas la constitution du lassin de i'Orfte;
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DE LA L0R1UJNE
251
«lies appartiennent au eio^uiëm^ bassin^ que nous avons
désigné pins haut sou» le nom de bassin méridional ou de
Saint-Privat-Noyéant, daos lequel on ne peut songer à
exploiter <]^e les- eoucbes inférieures. M» Grevea a
denné^ dan» sa description de ce bassin, parue en 1898
dans StaU tuid Evteu, une coupe Est-Ouest, entre Pies-
nôis et la frontière (coupe XI), que nous jugeons inté-
Ouea
GartcSchùlzr AlcxTWelcn
Est.
(langnours • Vsoooo
^chollQ de» <
("hauteurs V«.ooo
Fio. 5 (d'après M*. Greven).
ressaut de reproduire [fig. 5). Un coup d'œil jeté sur les
couches qui y sont représentées conduit forcément à
admettre que la faille de Flavigny a été nourricière.
Mines de la région d' Ars-sur-Moselle [vallée de la
Mance). — Dans la région inférieure de la vaUée de la
Mance, non loin de la localité d'Ars-sur-Moselle, se
trouvent les exploitations de Gorgimont et de Saint-Paul,
d'où Ton a tiré autrefois les meilleurs minerais du bassin.
On a exploité à Gorgimont une couche de 1",80, conte-
nant de 37 à 42 de fer et une proportion très notable de
chaux. Les mines sont situées de part et d'autre de la
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■:*^-^^
252 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE
Mance; on a observé que la qualité et la puissance des
couches diminuaient au fur et à mesure que les travaux
s'écartaient de la vallée. Il sem,ble logique d'en conclure
qu'une émission ferrugineuse s'était produite en ce point
par la fracture quia donné naissance plus tard à la dépres-
sion qu'a. suivie le cours d'eau. Le mur de la couche fer-
rugineuse affecte une allure nettement synclinale; les
minerais d'affleurements, qui étaient les meilleurs, se
trouvaient à la cote 220 envbon, aussi bien à Gorgimont
qu'à Saint-Paul. Dans l'une et l'autre des mines, la couche
remonte sous les plateaux d'une manière graduelle, jus-
qu'à la cote 245, oii elle devient inexploitable.
Nous bornons à ces quelques mots ce que nous voulions
dire du bassin d'Ars-Novéant. Revenons maintenant au
bassin de l'Orne.
Nous no citons que pour mémoire la faille de Coin-
ville, parallèle à celles de l'Orne et de Rorabas, et située
entre elles. Elle ne joue qu'un rôle accessoire dans la
répartition dos minerais ; son rejet maximum vers Coin-
ville reste au-dessous de 10 mètres.
Même observation pour la faille de Saint-Privat, qui
serait située entre les parties des courbes 200 et 180
comprises entre la faille de Roncourt et celle de Rombas.
Pour ne pas compliquer la carte de la PI. V, nous ne
les avons pas tracées. Nous avons figuré, au contraire,
la faille « Lothringen », entre celles de l'Orne et de Rom-
bas, entre les courbes 160 et 180, qui n'a qu'une impor-
tance insignifiante (1",50 de rejet), mais qui complète la
physionomie de la région d'Auboué-Jœuf, découpée par
les failles de Sainte-Mme et de Montois, du même sys-
tème.
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"254 LE GISEMENT UE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
§ 4. — RÉGION DE Moyeuyrb-Neufchef.
La ligne qui joint ÂF, AN, AG se prolonge vers TEst
par Moineville, Auboué, Homécourt, Jœuf, Moyeuvre et
Rosselange, c'est-à-dire dans toute la vallée de rOrne, et
ne jalonne que des sondages riches.
Aux affleurements de Rosselange, la faille de TOme
s évanouit; la couche grise n'y présente plus qu'une
importance insignifiante. Par contre, lorsqu'on se dirige
vers Moyeuvre en venant de Rosselange, elle augmente
rapidement, en même temps que la faille s'accentu^. Les
coupes aux points XS, XT, XU, aux niveaux 200, 180
et 160 de la mine de Moyeuvre et de Gross-Moyeuvre,
sont caractérisées par les condition^ suivantes. La couche
noire est à peu près constante d'épaisseur (2 mètres),
ainsi que les marnes qui la séparent de la grise (6 mètres),
puis les couches grise, jaune et rouge présentent Jes
-épaisseurs croissantes indiquées ci-dessous :
Grise 2»,00-2«,50 et 4»,00
Jaune 1»,90-2",00 et 2",< 5
Rouge 0»,70-l",2O et 2-,80
La qualité de la couche est également très différente
entre les deux points extrêmes. En XS, elle est pauvre
et siliceuse avec 20 à 25 p. 100 de silice, tandis qu'en XU
elle est calcaire avec 39 p. 100 de fer. La mine de Ros-
selange, à TEst de la courbe 200, ne trouve plus de
couche grise à exploiter. Elle est obligée de se rabattre
sur la brune à 26 p. 100 de fer environ, avec prédomi-
nance de l'élément siliceux.
Une recherche faite au Justement en XX n'a trouvé
que 1 mètre de couche inférieure inexploitable (oolithes
grossières, toujoiu's caractéristiques d'une couche pauvre).
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^1. m»
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256 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Mêmes résultats aux points V, FN et W, où la couche-
a de 3" ,50 à 4 mètres.
Il résulte de cette uniformité de répartition qu'il est>
difficile d apprécier le rôle des trois failles d'Avril, du
Woigot et de TOrne, dans la constitution de la couche
^rise du plateau considéré. On peut dire toutefois que,
sans la faille d'Avril, il est probable que la région septen-
trionale serait appauvrie relativement à celle qui est voi-
sine de la faille de l'Orne. Nous allons voir que, sur le
versant Sud du synclinal, dont cette dernière constitue le-
thalweg, la couche diminue et disparaît peu à peu, faute
de faille nourricière (Voir à la PI. X les coupes P et BN,
de part et d'autre de la faille d'Avril, qui montrent des-
différences sensibles dans la composition de la formation
ferrugineuse. Couches noires bien développées en P, qui
démontrent que le rejet de la faille vers le Nord est pos-
térieur à la formation de ces couches).
§ 6. — RÉGION MÉRIDIONALE DU BASSIN.
Sur le flanc Sud du synclinal, on constate, en effet, que-
la limite d'exploitabilité dé la couche grise, du côté de
Montois, s'infléchit vers le Sud-Ouest.
Entre l'Orne et la faille de Rombas, c'est toujours ITio-
rîion 200 qui limite la zone exploitable (couche grise^
de 1"*,20 de puissance). Mais, à la rencontre de cette faille,
qui a donné un relèvement de 46 mètres sur la lèvre-
méridionale, la pente du synclinal augmente rapidement;
c'est alors l'horizon 180 d'abord, puis l'horizon 160, qui
forment la limite d'exploitabilité.
Le redressement du synclinal dans cette région (Malan-
court-Roncourt), en même temps que le rejet septen-
trional de la faille de Rombas, sont la cause de cetappan-
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DB LA LORRAINE 257
Trissement. C'est, en efiFet, sur le versant Nord de la
faille de Rombas que la couche grise est la plus riche.
Ce fait se yérifle non seulement dans la mine de Mon'-
tois, oîi Ton a remarqué qu'un enrichissement sensible
existait du c6té de la frontière, mais aussi dans celle de
rOme. Tandis qu'en un point de l'horizontale 160, situé à
égale distance des failles de Rombas et de Roncoqrt, on
n'obtient qu'un produit à 33 ou 34 p. 100 de fer, 7 à 10
p. 100 de chaux et 13 à 15 p. 100 de silice, dans l'angle
formé par les failles de Montois et de Rombas la couche
monte à 4",20 de puissance et 38 et 39 p. 100 de fer.
On a remarqué qu'elle y présentait une couleur rougeâtre
particulière, comme dans le voisinage de beaucoup de
failles.
Plus au Nord, près des affleurements dans la vallée de
l'Orne, la même couche n'a plus que 2",20 et 33 à 34
p. 100 de fer.
L'influence de la faille de Rombas sur la partie abaissée
est donc manifeste.
Nous verrons plus loin que la même faille a donné nais-
sance à une couche jaune, qui est exploitée de part et
d'autre de sa direction, sur une certaine largeur, au-delà
de laquelle la couche s'appauvrit et ne peut plus être
utilisée.
Si l'on examine maintenant ce qui se passe à l'Ouest
de la faille de Montois, dans le quadrilatère effondré de
Jœuf-Auboué, on constate que la couche grise est à peu
près imiformément représentée par 3",50 à 4 mètres de
minerai de très bonne quaUté (Voir la coupe VIII). Nous
sommes certainement là dans une région de première
zone, ce terme étant entendu comme nous l'avons défini
en étudiant le bassin de Landres.
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258 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
§ 7. — RÉGION OCCIDENTALE.
Le reste du bassin de l'Orne, c'est-à-dire la partie qui
8é développe depuis les failles du Woigot et de Sainte-
Marie jusqu'au terminus de Brain ville, est suffisamment
expliqué par les coupes VIII, IX et X (PI. XII). '
Elles mettent bien en évidence l'augmentation de
richesse de la partie centrale. A cet égard, le sondage AN
de Jarny (Voir PI. X, coupes de AN et AM) est des plus
caractéristiques. La coupe VIII et les courbes de niveau
de la PI. V font ressortir sa position privilégiée à l'entrée
dû synclinal de Brainville, au bas d'une pente assez pro-
noncée.
Au sondage du Porcher, AT, la couche est encore très
bonne, puis elle se termine en biseau et cesse d'être
exploitable un peu avant d'atteindre la limite dudéparte-
irient de la Meuse, ainsi que Ta démontré une recherche FD,
exécutée en 1899, et poussée jusqu'à plus de 300 mètres
de- profondeur. Le sondage n'a traversé qu'une couche
pauvre de O^ïÔS, à la profondeur de 277 mètres et à l'al-
titude — 71.
Les coupes transversales IX et X montrent comment le
bassin de l'Orne se termine au Sud. Vers la frontière, le
relèvement continu du flanc du synclinal coïncide avec
une diminution progressive de la formation ferrugineuse.
Dans les sondages DR et DU de Saint-Marcel, situés entre
ces deux coupes, on n'a trouvé que des couches conte-
nant moins de 30 p. 100 de fer et plus de 20 p. 100 de silice.
§ 8. — RÉGION DE GÊNA VILLE. •
La terminaison septentrionale du bassin, aux environs
de Génaville, présente une particularité intéressante à
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260 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
tion traversée par le sondage AG, on a trouvé des échan-
tillons de minerais à 48 p. 100 de fer et à teneur élevée
en manganèse.
DEUXIÈME SECTION.
Couches aeoes8olreft«
Il nous reste à examiner la répartition des couches infé-
rieures et supérieures dans le bassin de l'Orne .
§ 1. — Couches inférieures.
Nous emploierons souvent le terme de couche noire pour
désigner ce faisceau.
Nous avons déjà dit que c'est la seule ressource des
mines du bassin méridional, où la couche noire était exploi-
tée à Ars, antérieurement à 1870.
On Ta exploré aussi et exploité plus ou moins, dans ces
derniers temps, à Marange, Pierrevillers, et enfin à
Rombas.
En ce qui concerne le bassin de l'Orne proprement dit,
voici ce qu'on sait sur l'existence des couches inférieures.
La couche brune se trouve souvent au mur même de
la couche grise, où elle constitue un banc siliceux d'une
puissance de 0",50 à 1",50.
Il ne semble pas qu'on puisse l'utiliser en aucun point
du bassin de TOme.
On doit cependant prévoir le cas où les maîtres de
forges, ayant besoin d'un fondant siliceux, pourraient être
amenés h l'exploiter accidentellement avec la grise (c'est
une raison de ce genre qui a motivé l'exploitation pen-r
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DE LA LORRAINE
261
«dant quelque temps de la couche uoire, à Jœuf, par MM. de
Wendel).
Dans la mine de Moyeuvre, elle est de qualité médiocre ;
mais elle s'améliore, à TOuest de la frontière.
C'est ainsi que la mine Orne peut en tirer parti dans
la région occidentale près de Jœuf .
Elle a été signalée dans la région comprise entre Sainte-
Marie et Auboué (sondages XM et XL, Prinz August II
^t III). A la mine de Sainte-Marie-aux-Chènes, elle serait
•exploitable, tandis qu'à celle d' Auboué elle ne vaut rien.
En conséquence, elle doit être délimitée par un péri-
mètre tel que celui qui figure sur la PI. V. La lentille
exploitable aurait pour centre le point d'intersection des
deux failles de Rombas et de Sainte-Marie.
En examinant les résultats des sondages du plateau
-compris entre les failles d'Avril, du Woigot et de l'Orne^
-on trouve que les couches inférieures y sont assez con-
venablement représentées, savoir :
PBK
CIUOZ
MUCS
33
7
24
35
7
17
35
7
20
32
13
9
31
5
27.
32
14
9
»
m
»
>
•
»
32
4
29
30
19
19
a
m
•
t»
m
»
35
5
25
30
11
22
33
5
23
34
7
16
raiTS 00 SOKDAORS
W (Jœuf)
FP (Fond de U Noue)
V —
iPAlSSBOIl
0,90
1,20
1,00
2,26 (rerle)
1,75
2,05 (verte)
0,72
3.60 (rerte)
1,72
4,43 (verte)
^i^O.*^^») I l;?? (rerte)
P (Avril)
FO (Moatieri).
U (Moutiere) . .
FL (Moatiert) .
2,85
1,70
Q (Bois des Moines) j J'J|
En dehors de ce plateau, les couches inférieures régnent
-encore dans la partie centrale du bassin, mais elles dis-
paraissent assez vite vers l'Ouest et le Sud.
Ainsi, au soudage AN de Jarny, que nous avons déjà eu
^occasion de citer et qui a été fait avec un très grand
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' 262 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
"soin par la Société Schneider et C* duCreusot, elles sont
notées, la couche noire avec O'^^bQ d'épaisseur, très
* pauvre, et la couche verte avec 1",29 et la mention :
« calcaire ferrugineux marneux très pauvre » ; maïs, aii
■ centre, on trouve en AB, AH, des résultats très intéres-
sants ;
En AB, la couche a 4"',21 avec 34 de fer, 8 de chaux,
6 de silice ; •
En AH, elle a 2",75 et une analyse donne : fer, 40 ;
• chaux, 9 ;' silice, 11.
Ces résultats, qui remontent à 1883, ont été confirmés
par des recherches plus récentes, dont nous avons exa-
miné nous-même les carottes. Ainsi le sondage DS- a
donné une couche de 3°,65 avec 36 de fer, 7 de chaux,
19 de silice.
Le sondage EAa donné un résultat analogue aVec une
épaisseur réduite à 2", 75.
Enfin, on retombe, avec le sondage EY, dans une région
d'appauvrissement où la couche noire redevient inutili-
sable (Voir délimitation de la PI. V).
On peut donc dire que, dans Tensemble du bassin de
rOrne, la zone la plus riche de la couche noire se trouve
au centre du triangle Girauraont-Moineville-Génaville.
•Elle dépendrait d'une émission située à l'extrémité
Ouest de la faille de TOme. Quant à la lentille reconnue
aux sondages P et Q, elle proviendrait de la faille d'Avril ;
celle qui va de Briey à Jœuf serait formée par la réunion
de deux dépôts, originaires l'un de la faille du Woigot,
et l'autre de la faiUo de l'Orne (partie centrale) (Voir
Pl.V).
§ 2. — Couche jaune.
Cette couche est représentée, danà beaucoup de son-
dages, par un banc de calcaires ferrugineux" situé au toit
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.E GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
m d'Avril. — Le sondage P a donné une couche
ÎO, dont ci-dessous une analyse :
\T 40 Chaux..
Silice.
11
)ndage Q, la couche jaune n'est plus utilisable (Voir
mitations de la PI. V).
§ 3. — Couche rouge.
Lorraine allemande, la couche rouge exploitable
été signalée,
'rance, on la trouve :
égion de Jœuf-Homéeourt. — Aux points W, X, FN
avec la composition suivante :
lONDAOlS DES PUITS
lits de J(Buf).>*'
uO
Mil des Tapes) . . .
ond de la Noue).
iPAISftIUR
2-, 05
2 ,â3
a ,40
3 ,60
PBR
CHAUX
SILICB
38
11
7
40
6
7 .
36
12
6
35
14
6
ly FM, AD, la couche ne vaut plus rien.
égion de Briey. — A TOuest de la faille du Woigot,
rien de bon. Exemple :
issot)
lleroy)
leroe)
«s Bsroches).
2-,63
2 ,75
1 ,45
1 ,05
rER
CHAUX
8ILICS
23
27
6
19
24
15
28
15
16
21
22
19
lis qu'à l'Est de la faille les sondages U, FO, FL,
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.E GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
des terrains préexistants ; 2* que, dans le voisinage
lires d'émission, la précipitation du fer a atteint
xiinum et a permis la constitution d'une zone de
richesse; 3** que, sur la périphérie de cette pre-
:one, il en existe une seconde où le carbonate de
s'est précipité à son tour en grande abondance ;
[u'enfln, au-deik de la deuxième zone, s'étendent
•mations sédimentaires simplement enrichies par
nt ferrugineux devenant de moins en moins abon-
ra fort intéressant, pour les exploitants de mines^
laître ces différentes zones, dont dépend étroitement
ur des produits.
première et deuxième zones contiennent les mine-
hes ou calcaires, presque purs. Ce n'est que sur
ure extérieure de la deuxième zone que le mélange
s sédiments pauvres devient très sensible,
arge de cette limite, suivant que les sédiments
porains étaient quartzeux, argileux ou calcaires,
[luits présentent des compositions très disparates
ilice, l'alumine ou la chaux atteignent quelquefois
leurs considérables.
;e qui concerne le traitement métallurgique, les
is à teneur élevée en silice ou en chaux ne sont
ijours à dédaigner. Grâce à la prédominance de
de l'autre de ces éléments, et aussi parfois à celle
imino, leur caractère réfractaire s'accentue et ils
lent éminemment propres à la fabrication des
de moulage, fabrication dans laquelle il faut réa-
ne allure très chaude pour parvenir à introduire
up do silicium dans la fonte.
ehors de ce cas spécial, la présence de la silice à
le quartz dans les minerais est plutôt un inconvé-
t on cherche à l'éviter autant que possible, surtout
que le procédé Thomas s'est répandu dans l'Est.
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268 LE GtSEHBNT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
M. Bieicher conclut ainsi : « La richesse du minerai
« est en fonction directe du rapprochement des grains
« oolithiques, qui sont les grands condensateurs de limo-
« nite et en raison inverse de Tabondance du calcaire
« sous forme de débris de coquilles et de Tabondance du
a ciment, quelle que soit sa nature* »
Théorie de la genèse par eubetitation. — Le squelette
siliceux zone que signale M. Bieicher serait le résidu de
la destruction de l'oxyde de fer libre et de celui qui exis-
tait en combinaison avec la silice dans les oolithes.
Des recherches récentes de M. Stanislas Meunier Tont
amené à des conclusions notablement différentes. Le ré-
sidu obtenu par l'action prolongée de l'acide chlorhydrique
sur les oolithes serait non pas de la silice, mais un mé-
lange de sable et d'un hydrate d'alumine, constituant une
variété de bauxite. M. Stanislas Meunier part de cette
constatation pour conclure à la formation des miner^ds
par une épigénie progressive de dépôts précédemment cal-
caires, sous Faction prolongée d eaux chargées de sels
solubles de fer et d alumine.
A l'appui de cette théorie, M. Stanislas Meunier cite
les proportions anormales d'alumine qui ont été trouvées
dans certains minerais (13 p* 100 pour des mines de la
région de Nancy).
L'indication d'une teneur en alumine aussi élevée est
loin de correspondre à la généralité des cas ; dans la pra-
tique courante, elle ne se rencontre que très rarement,
pour ne pas dire jamais. Même dans ceux des minerais
de la région de Nancy qui passent pour être assez
alumineux, elle ne s'écarte guère du chiffre de 7 à 9
p. 100. Témoin les analyses ci-dessous de trois nûnes
différentes du bassin de Nancy.
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V^^^'
DE I^A LORRAINE
nom DK
pruts ao rsu
rsn
CMADX
IILICB
BoudQorille
15,10
15.62
18,97
35.50
35,9?
33,22
5,00
8,90
12,05
17,08
14,60
9,70
Val -de-Fer
Amance >
Les minerais de la concession de Frouard utiiis
les forges situées dans la même localité ont la comp<
suivante :
Fer.. 36; Chaux.. 7; Silice.. 13 à 14; Alumine.. 8
En remontant aussi loin que possible dans lesrecli<
relatives à l'obtention de cette concession, les expl<
n'ont pu nous citer qu'un seul cas oîi la teneur en al
ait été trouvée supérieure à 10p. 100. Il s'agit d'ui
banc de 0",10 de la couche inférieure (qu'on n'e:
d'ailleurs en aucune façon) qui aurait fourni, à Tan
alumine : 11,50 p. 100.
Les exploitants de la mine deChavigny sont égal
convaincus que des teneurs en alumine aussi élevé<
celles dont il vient d'être fait mention ne peuvent s
contrer que dans d^s couches de mauvaise qualité (
tilisables.
C'est encore dans la couche inférieure, très man
qu'on a trouvé le maximum d'alumine, 10,77 p. 10<
(Il est d'ailleurs prudent de ne pas trop se fie
dosages d'alumine, qui se font, comme on sait, par
rence, dans la plupart des laboratoires.)
On peut voir, parles analyses détaillées reproduii
dessous, que les teneurs en alumine des minerais deLs
qui peuvent être considérés comme types d'excc
produits restent comprises dans des limites bien plus fi
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ly^-
270- LE GISEMENT DE MINERAI DÉ FER OOLITHIQUE
CE
CH
co •.
SÀJVDAGEH
es
CT
DA
DB.. »....
DO '.
DH
DP
41,94
41,43
33,62
*>,23
12,02
15,02
5,38
, 6,02
f 7,78
5,94
5,29
5,67'
FER
CHAUX
' IILICB
ALt'MINK
38,08
15,40
5,83
.5,32
37,33
12,42
5,82
5,14
32,96
14,93
6,33
6,03
31,80
18,32
6,12
4,29
40,21
10,66
' 5;66
5,03 •
39,78
12,67
5,60
4,61
. 3o,J»3
13,97
7,03
4,44
Dans le sondage DG, la couche grise se compose de
bancs de mine riche et de bancs calcaires. Leur analyse
séparée a donné les résultats suivants :
1* Minerai riche à fines oolithes (partie supérieure de
la couche) :
Fer... 40,18; Chaux.. 10,78; ' Silice.. 4,76; Alumine.. ^H,37
2* Minerai calcaire à grosses oolithes (partie médiane
de là couche) :> i
Fer... 31,69; Chaux.. 19,14; Silice.. 6,54; Alumine.. 3,57
3° Minerai calcaire à fines oolithes (partie inférieure de
la couche) :
Fer.. 27,30; Chaux.. 20,87; Silice.. 7,54; Alumine.. 4,22
Il semble qu'on puisse conclure de là que, dans les mi-
nerais purs de première zone, Talumine est représentée-
d'une façon * à peu près constante par une proportion
variant de 4 à 6 p. 100(*).
(*) En se reportant à l'analyse du banc de richesse exceptionnelle
rencontré au sondage DH de Joudreville {p. 196), le lecteur s'assurera
facilement que Talumine ne s'y rencontre que dans une proportion
<'omprise dans les mômes limites.
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DE LA LORRAINE 271
Dans les minerais moins purs, c'est-à-dire mélangés
<l'une quantité plus, ou moins considérable de sédiment»
argilo-calcaires, Ja proportion s'élève un peu pour rester
comprise entre 7 et 9 p. 100. En particulier, aucune des
analyses publiées au sujet des couches du Luxembourg
n'indique de proportions supérieures à cette teneur.
M. Bleicher avait formulé autrefois une théorie qui
reposait sur le pouvoir fixateur de la silice et de Talumine
en présence du fer.
M. Bleicher résumait comme suit les principes de cette
théorie.
Les conditions favorables à la formation du minerai
oolithique sont : la présence simultanée, en un point :
1** de fer dissous ou à 1 état de suspension; 2* de silice et
<l'alumine. C'est parle jeu combiné de ces trois éléments,
que l'eau de mer pouvait contenir en proportion variable,
que le dépôt a pu s'effectuer. Il est possible que les choses
se soient passées ainsi : sur certaines surfaces des fonds
•de mer en forme de cuvettes peu profondes, se sont accu-
mulées des vases fortement siliceuses et un peu alumi-
neuses qui ont fixé^ au fur et à mesure, le fer des eaux
qui passaient au-dessus ou au milieu d'elles. Il n'est pas
nécessaire d'admettre que la proportion de fer entraînée
par les eaux soit très considérable ; elle devait cependant
J être plus que dans les eaux de mer normales, mais pas
assez forte pour gêner la vie animale.
L'alumine et la silice à l'état gélatineux fixent très
bien, l'alumine surtout, le fer des solutions ferrugineuses
et les éclaircissent rapidement par précipitation de
loxyde de fer. ,
La silice et l'alumine auraient peu à peu englobé dans
un réseau tout le « fer qui se présentait, et plus tard
'V< seulement, dans cette sorte d'écume demi-solide, fer-
« rugineuse et siliceuse, les oolithes se seraient formées
^< par condensation de silice, de fer, d'alumine, en couches
Tome 1, 1902. 18
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^ 272 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
« concentriques autour d'un centre d'attraction, grain de
« sable ou débris organiques. Les oolithes résultent, en
« effet, (fune sorte de condensation, de concentration du
(( fer dans la masse silico-ferrugîneuse (*) » .
D'après la théorie récente de M. Stanislas Meunier, le
rùle fixateur de Talumine interviendrait aussi, mais non
plus h l'époque même où se déposaient les coiiches ; ce
serait postérieurement, par métasomatose lente, que des
formations, primitivement calcaires, se seraient trans-
formées en limonite.
La théorie métasomatique, qui est très en honneur en
Allemagne, repose sur des observations qui sont sans doute
fondées, et qui peuvent donner dans différents cas particu-
liers la clef de certains phénomènes. Dans le cas spécial des
minerais de la Lorraine, elle fournit l'explication de la fer-
ruginisalion de fragments de roches primitivement stériles
et de restes fossiles d'origine animale ou végétale. Mais
il ne nous paraît pas possible de la mettre en cause pour
expliquer la formation des couches oolithiques elles-mêmes.
Etant donné le rôle protecteur que joue, par rapport à
la formation ferrugineuse, au point de vue de la pénétra-
tion des eaux, la puissante assise des marnes micacées qui
la recouvrent, il faudrait admettre, pour justifier la genèse
dos minerais par métasomatose, que les eaux forrugini-
santes sont descendues de la surface par des cassures
ou failles interrompant la continuité du banc imper-
méable.
Les failles que nous qualifions de nourricières auraient
fourni, en particulier, des voies de pénétrations de ce
gcni^fe. Le fer qu'elles auraient véhiculé leur aurait été
fourni parla destruction des assises de l'oolithe moyenne,
(*) Le Minerai de fer de Meurthe-et-Moselle, par M. Bleicher {Bulletin
de la Société industrielle de VEst, 1894).
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DE LA LORRAINE 273
Toxfordien notamment, peut-être aussi le corallien, qui
recouvraient autrefois le gisement.
Dès le principe, on est arrêté par l'immense quantité
de terrain détruit qu'il faudrait admettre pour engendrer
rénorme masse de fer rassemblée aujourd'hui dans l'étage
toarcien.
Mais une autre objection est plus grave. Si la minéra-
lisation s'était faite per descensuni, elle aurait surtout
porté sur les calcaires du bajocien inférieur, puisque les
eaux d'infiltration s'y rassemblent fatalement au-dessus
des marnes micacées. De fait, les calcaires de l'infra-
bajocien sont très ocreux, et quelques explorateurs inex-
périmentés les ont quelquefois confondus avec des hori-
zons du minerai de fer.
En admettant même que la minéralisation ait dû se
localiser, pour une raison ou pour une autre, dans le
toarcien, comment expliquer que certains horizons super-
posés soient seuls riches en fer, tandis que d'autres, de
nature calcaire cependant, n'aient pas été ferruginisés?
que, dans une même couche, on rencontre des bancs cal-
caires pauvres à côté d'autres constitués presque unique-
ment d'oolithes riches ?
En particulier, il est frappant de trouver, au toit de la
couche grise, dans une notable portion du gisement, —
dans le bassin de Landres, surtout, — un banc de calcaire
blanchâtre grossier, lumachellique très souvent, extrême-
ment pauvre en fer.
Ce banc, qui a fréquemment de 0",40 à 0",50 d'épais-
seur et se trouve régulièrement superposé à la couche
grise, montre une accumulation de coquillages qui fait
un contraste frappant avec la couche, complètement
dépourvue de fossiles.
Dans le voisinage des points d'émergence de l'élé-
ment ferrugineux, on remarque, en effet, que non seule-
ment les produits ont une couleur et une texture spd-
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274 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE •
ciales, raais encore qu'ils sont entièrement privés de
restes organiques, tandis que ceux-ci apparaissent irès
nombreux au toit de la couche ; les êtres vivants ne
pouvaient sans doute revenir habiter les eaux de la mer
que lorsqu'elles avaient repris leur régime normal.
Dans les couches riches, c'est donc loin des émer-
gences que se trouvent les fossiles, et bien souvent les
apports de la sédimentation s'y reconnaissent par des
placages de marne mélangés au minerai. D'une façon
générale, on peut dire que, lorsqu'une couche est très
fossilifère, elle annonce l'approche de la zone pauvre,
celle que nous avons appelée la troisième zone, oîi la
sédimentation ordinaire l'emporte sur le flux ferrugineux.
En résumé, les minerais les plus riches ne corres-
pondent nullement à des teneurs en alumine élevées, et
il n'est pas rare de trouver des minerais à 40 p. 100 de
fer n'ayant que 5 p. 100 d'alumine.
§ 2. — Carbonates contenus dans le minerai.
La remise en circulation du fer s'est faite fréquemment
grâce à l'action dissolvante de l'acide carbonique, soit
que celui-ci ait été amené par les eaux météoriques, soit
qu'il ait été produit par des décompositions organiques.
On trouve, dans des horizons pauvres de la formation
ferrugineuse de Lorraine, notamment dans des bancs de
calcaires coquilliers, d'assez gros grains de limonite qui
n'ont pas d'autre origine. Cette reprise par l'acide carbo-
nique produit un enrichissement et une purification du
rainerai corrélatif de l'élimination partielle de la silice,
de la chaux et de Tacide phosphorique. C'est pourquoi
les minerais formés au détriment des couches toarciennes,
par des redissolutions successives, sont de plus en plus
purs.
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DE LA LORRAINE
275
Le minerai de fer fort, qu'on trouve supei'posé dans
les dépôts diluviens de la Lorraine, au-dessus du gisement
toarcien, provient très probablement de la destruction
d'assises éocènes ferrugineuses, qui n'auraient dû elles-
mêmes leur fer qu'à des reprises exercées sur les affleu-
rements des couches toarciennes.
Les dépôts de minerais de l'oxfordien et ceux des
sables verts, qu'on a exploités autrefois dans les départe-
ments de la Meuse et des Ardennes, devaient avoir une
origine analogue à celle de ces formations tertiaires dis-
parues.
Il s'est formé aussi à leurs dépens, dans les Ardennes,
des minerais d'âge récent que l'on recherchait beaucoup
autrefois à cause de leur pureté.
On les trouvait généralement dans des crevasses du
terrain jurassique, et leur structuré bacillaire leur avait
fait donner communément le nom de « minerais à clous » ;
chaque baguette était formée de couches concentriques,
et très souvent Taxe offrait un vide semblable à celui
qui résulterait d'une épingle fine insinuée dans^ la masse.
G^était, en somme, une formation de stalactite, dans
laquelle, au lieu de carbonate de chaux, il s'agissait de
carbonate de fer.
La formation des stalactites de limonite suppose un
apport continu et très faible de carbonate de fer, se
transformant, au fur et à mesure de son arrivée, en
oxyde. En opposition avec ces conditions, on peut concevoir,
d'une part, que l'apport ferrugineux ait été abondant et,
d'autre part, que le milieu où se faisait le dépôt n'ait pas
été favorable aux actions d'oxydation ; dans ce cas, on ne
devrait pas être surpris de rencontrer des amas de car-
bonate de fer.
S'il existe de tels amas dans les gisements de la
Lorraine, ils doivent être extrêmement rares, car les
auteurs n'en ont pas signalé jusqu'ici. Ils ne pourraient
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276 LB GISEMENT DE MINERAI DB FER OOLITHIQUE
ge trouver que dans des fentes ou des cavités dans
lesquelles des eaux carbonatées seraient venues les dé-
poser, sans les exposer aux agents d'oxydation.
G'est d'une façon analogue que se seraient formés des
àînââ de pyritede fer qu'on a découverts en quelques points
du gisement lorrain. Dans ce cas, ce ne serait plus Tacide
carbonique qui aurait été l'agent de reprise, mais Tacide
sulfurique. Ce dernier dériverait directement de l'altéra-
tion des pyrites contenues dans la partie inférieiu'e de la
formation (couche verte notamment).
La présence de ces pyrites constitue un caractère cons-
tant de la base de la formation, à tel point que les re-
cherches dirigées avec soin n ont jamais été considérées
comme ayant atteint leur but que lorsqu'elles pénétraient
dans cet horizon pyriteux.
Le dépôt de ces minerais mélangés de pyrite n'a pu se
faire que dans un milieu où il y avait lutte entre les ac-
tions oxydantes et les actions réductrices. Il n y aurait
rien d'étonnant a priori qu'il ait pu subsister, dans ces
conditions, du carbonate non décomposé dans les couches
à la fois les plus anciennes et les plus pyriteuses.
Des recherches toutes récentes effectuées par M. Blum,
d'Esch-sur-Alzette [Stahl tind Eisen, 1901, n*» 23), ont
démontré qu'il en est bien ainsi. Les principaux résultats
trouvés par M. Blum peuvent se résumer comme suit :
' La proportion de protoxyde de fer dans les rainerais
croit avec Tancienneté de la couche. Dans des minerais
provenant de la minière de Hœhl( Luxembourg), la propor-
tion du protoxyde de fer pour cent de minerai croît ainsi
qu'il suit :
Dans la couche rouge 0,93 p. 100
— grise 4,01 —
— brune 8,06 —
— noire 14,38 —
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DE LA LORRAINE 277
En dosant spécialement Tacide carbonique et le pro-
toxyde de fer dans les trois minerais dont les analyses
sont reproduites ci-après, M. Blum arrive, en combinant
de la façon qui lui paraît la plus vraisemblable les acides
et les bases en présence, à conclure que le carbonate de
fer figure dans la proportion de 15,35 p. 100, de 26,99
p. 100 et de 60,23 p. 100 respectivement dans les échan-
tillons a, b, c, savoir :
a Mine noire d'Algrange.
6 — de DilTerdange.
c — de la mine Friede.
abc
Silice 7,39
Peroxyde de fer 31,29
Protoxyde de fer 33,54
Alumine 4,80
Chaux 6,04
Magnésie 1,22
Oxyde de manganèse 0,46
Acide phosphorique... .. 1,88
Acide carbonique i 0,22
Soufre »
Déjà, en 1828, Berthier signalait, dans les Annales des
Mines ^ la présence du carbonate de fer dans le minerai
d'une couche inférieure d'Hayange.
M. Blum a conclu de ses recherches que le fer du gise-
ment lorrain provenait d'une série de décompositions dont
les pyrites des schistes à posidonies du lias supérieur
seraient le point de départ. C'est une variante de la
théorie du charriage, dont plusieurs auteurs restent par-
tisans. Nous avons montré qu'elle ne permettait pas d'ex-
pliquer la pauvreté du gisement aux affleurements, ni la
dissémination, en des points plus ou moins éloignés du
littoral, de lentilles riches placées à proximité des failles.
Nous ne pouvons donc pas suivre M. Blum dans toutes
les conséquences qu'il tire de ses analyses, mais il n'en
14,02
6,98
4,93
10,31
34,27
37,36
5,13
3,77
6,86
4,08
2,83
2,16
0,74
0,79
1,72
1,95
18,75
26,69
1,73
»
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27Ô LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
faut pas moins lui savoir grand gré d'avoir procédé à des
dosages d'acide carbonique sur les minerais. Les maîtres
de forges ont trop négligé jusqu'à ce jour de doser cet
élément; ils se contentaient d'évaluer en bloc la perte au
feu, ce qui est beaucoup trop sommaire.
11 reste d'ailleurs beaucoup de problèmes intéressants
à résoudre pour un chimiste qui voudrait étudier en détail
la composition intime des minerais oolithiques.
Dans le chapitre suivant, nous ne faisons qu'esquisser
la solution d'une des questions qui pourraient rentrer
dans une étude de ce genre, savoir : la nature des phos-^
phates contenus dans le minerai de la Lorraine.
CHAPITRE VIII.
LE PHOSPHOBB DANS LIS MINEBAIS OOLITHIQUIS^
Dl LORRAINE.
On a cru longtemps que le phosphore des minerais
oolithiques de la Lorraine avait une origine organique, et-
qu'il provenait principalement des fossiles contenus dans
les couches. Cette opinion ne peut plus se soutenir
aujourd'hui, en présence des nombreuses analyses déce-
lant le phosphore dans des échantillons absolument dépour-
vus de fossiles.
D'une façon générale, on peut dire que le phosphore
est représenté dans les minerais oolithiques passés aux
hauts-fourneaux par une teneur sensiblement constante.
Un lit de fusion, composé à 30 p. 100 de fer, contient
2 unités de phosphore environ p. 100 de fer, et comme^
dans la fonte Thomas, le fer n'est représenté que par la
proportion de 90 p. 100 approximativement, le phosphore
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DE LA LORRAINE 279
contenu dans les fontes de Lorraine ne s'élève lui-mêm^
qu'à 1,80 p. 100.
Cette proportion est, d'ailleurs, convenable pour Taffi-
nage en première fusion au convertisseur basique. Quand
on opère en seconde fusion, on cherche à forcer la dose
de phosphore, pour compenser la légère perte que donne
le passage au cubilot et surtout pour produire un déga-
gement de chaleur plus intense lors du sursoufflage. On
y parvient en introduisant dans le haut-fourneau soit des
castines phosphatées, soit des scories de puddlage phos-
phoreuses ou de fours Martin basiques, soit enfin des
déchets de moutures de scories de déphosphoration.
On arrive ainsi à produire des fontes à 2,2 p. 100 de
phosphore.
La dissémination régidière du phosphore dans les mine-
rais oolithiques est certainement une des raisons du suc-
cès qu'ils ont obtenu dans la métallurgie de l'acier. Il fait
vraiment partie de leur constitution même; aussi son
dosage dans les lits de fusion n'est-il jamais nécessaire ;
il est le corollaire obligé de la teneur en fer.
Dans les minerais de Suède, ceux de Kiirunavaara, par
exemple, il n'en est pas de même ; le phosphore s'y trouve
distribué d'une façon parasitaire, à l'état d'apatite, en
proportion très variable.
On est obligé, dans l'exploitation, de faire des triages
assez délicats pour composer des produits à teneurs en
phosphore limitées.
C'est ainsi qu'on livre aux hauts-fourneaux des pro-
duits:
1" Très peu phosphoreux à 70 p. 100 de fer et 0,01
à 0,03 de phosphore ;
2® Moyennement phosphoreux à 68 p. 100 de fer et
0,a5 àl p. 100 de Ph;
3* Très phosphoreux à 67 p. 100 de fer et 1 à 2,5
p. 100 de Ph;
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280 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER 00LITHIQ13E
4** Extrêmement phosphoreux, depuis 2,5 jusqu'à 6
p. 100 de Ph.
On conçoit que l'emploi de ces produits à teneur très
variable soit de nature à donner des fontes moins régu-
lières que celles de Lorraine, où le chimiste du haut-
fourneau peut se désintéresser complètement du dosage
du phosphore.
Les minerais oolithiques contiennent ce métalloïde à la
fois sous forme de phosphate de chaux et de phosphate
de fer. En valeur absolue, la quantité de phosphore con-
tenue dans un minerai varie comme sa teneur .en fer, ce
qui suppose nécessah-ement qu'il existe une combinaison
de Tacide phosphorique avec le fer.
Si Ton considère, par contre, un minerai très pauvre
et très calcaire, il entre dans le lit de fusion une quan-
tité considérable de phosphate de chaux qui s'ajoute au
phosphate de fer. Le rapport du phosphore à 100 de fer
n'est plus 2, comme nous le disions tout à Theure lors-
qu'il s'agissait d'un lit de fusion à 30 p. 100 de fer, mais
un nombre plus élevé.
Le tableau suivant, dans lequel la teneur du phosphore,
rapportée à 100 de fer, est mise en évidence, montre, en
effet, que l\)n obtient les rapports les plus élevés, 3 et
4 p. 100, pour des minerais à 18 et 16 de fei^; et les
plus faibles, soit 1,9 p. 100, pour les produits riches à
41 p. 100.
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282 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE
SONDAGE DE LANDRBS (DG).
Moyenne
i0,66
40,21
0,78
1.95
Couche brune 2 mètres
Moyenne
CHAUX
FER
PHOSPHORE
RAPPORT
à 100 de fer
6,84
24, 2i
0,07
2,80
SONDAGE DE PIENNB (CE).
Couche rouge
Ctfottes 17 et 18
Couche griie de la profon-
deur
207,27 4 212,95
ou bien de la cote
92,13 à 86,45
Epaisseur : 5". 68
Moyenne
31
32
33
34
95
36
37
20,29
23,75
5,18
9,50
10 •
8,49
6,24
13,65
12,44
9,70
9,23
41,94
0,61
PHOSPHORE
45.15
0,95
42,39
1 .
41,71
0,97
43,53
0,95
45,36
0,86
37,26
0,68
38,34
0,81
40,09
0.89
0,89
RAPPORT
du phosphore
à 100 de fer
2,53
RAPPORT
da
phosphore
à 100 de fer
2,12
2,38
2,30
2,16
1,91
1,84
2,13
2,22
2,12
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lage à c
3 la quai
maximu]
le plus ncne, mais que, neanmoms, la proportion m
est très peu différente.
SONDAGE DE BOULIGNY (GQ).
Couche grhe de la profon-
deur
227,50 4 233,75
ou de Id coU
54,71 448,46
EpaiiMor : 6", 25
MOYBNRB
38
39
40
42
43
44
45
46
47
48
12,93
15,12
13.10
15,41
18,87
11,14
13, n
14,39
13,32
19,03
15,02
32,20
35.10
37,76
36,06
32,03
3:», 58
32,38
33,60
34.80
28,47
33,62
0,74
0.85
0,87
0,75
0,69
0,78
0,71
0,78
0.64
0,60
0,73
ti
On arrive au même résultat si on prend, au
sondage CQ, le sondage DB. L'analyse moyenne
dernier donne, en effet :
18,32
31,80
PHOSPHORE
0,69
RAPPORT DU PH<
à 100 de f
2,10
Cette constance du rapport de 2 p. KKJ enviroi
les produits à teneur de 30 p. 100 et au-dessus, s'(
encore même dans un minerai de troisième zone,
celui du sondage EB, de Bouvigny, qui a donne :
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286 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Au cours de 0 fr. 215 l'unité d'acide phosphorique total
{produit moulu, en sacs, toiles perdues), la tonne de sco-
ries vaudrait donc 34 fr. 80.
Les frais de mouture, de criblage et de mise en sacs
s'élevant environ à 10 francs par tonne, le maître de
forges retirerait finalement un bénéfice de 25 francs par
tonne de scories vendues.
A une tonne de fonte Thomas correspond, en moyenne,
une production de 220 kilogrammes de scorie ; si le mine-
rai employé donne un rendement au lit de fusion de
30 p. 100, on voit que 1.000 kilogrammes de scories
3 333
exigent une consommation de ' ^ X 1.000 de rainerai,
ou 15 tonnes en nombre rond.
Le bénéfice de 25 francs rapporté à la quantité de
minerai consommé donne donc un produit net de 1 fr. 66
par tonne. Or, dans certains cas, le prix de revient du
minerai se tient dans des limites voisines de ce chifi^re.
On a donc pu dire que la vente des scories suffisait par-
fois à payer, dans les usines lorraines, le minerai con-
sommé.
Le Gouvernement du grand-duché de Luxembourg,
Hlepuis Tannée 1898, insère, dans les actes de concession
de mines, une clause telle que la suivante, destinée à
procurer à l'agriculture des avantages spéciaux au point
•de vue de l'emploi des scories phosphatées.
-CONVENTION DU 5 MAI 1898, APPROUVÉE PAR LA LOI DU 6 JUIN 1898,
AU SUJET d'une concession MINIERE DE 141 HECTARES ACCORDÉE A
LA SOCIÉTÉ DES HAUTS-FOURNEAUX ET FORGES DE DUDELANGE.
Art. 8. — Pendant cinquante ans à partir de l'entrée en vigueur
-delà présente, la Société concessionnaire mettra annuellement à
la disposition de TÉtat 200 wagons de scories Thomas brutes de
bonne qualité loyale et marchande, telles que Taciéiie les pro-
duit, prises à Tusine, à raison de 100 francs par wagon (10 tonnes)
•et au prix du jour, si celui-ci était inférieur à 100 francs, sans
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288 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB
On peut admettre aassi, comme M. Camusat le propose*
pour le gîte de Mazenay, que des variations du niveau
hydrostatique d'une nappe d'eau souterraine logée dans-
une formation calcaire légèrement ferrugineuse, opèrent
à la longue une sélection du même genre, et parviennent
à constituer à un certain niveau un véritable minerai.
La genèse des minerais de fer par décalcification et par
métasomatose est donc incontestable. 11 en est de mème^
de la formation par érosion et transport.
On retrouve, dans le gisement lorrain, des manifestations-
qui se rattachent certainement à ces divers procédés (*);:
mais ils n'ont dû jouer qu'un rôle accessoire et n'ont fait
que se greffer, pour ainsi dire, sur le phénomène prin-
cipal des émissions thermales sous-marines.
La superposition de plusieurs couches en un même-
point et la concentration des minerais dans des bassins
distincts (bassin de Briey, bassin de Nancy, bassin de*
Franche-Comté), distribués sur la ligne de l'ancien rivage-
de la mer toarcienne, découlent aisément de la théorie^
geysérienne.
Les émissions sous-marines ne jouent-elles pas, d'ailleurs,,
de nos jours, un grand rôle dans la formation des sédi-
ments de certains océans ? Sur la plus grande partie des^
rivages du Pacifique, les éruptions volcaniques ne se
comptent plus. On a constaté, au cours même du xix* siècle,
que certaines d'entre elles avaient amené au jour des-
(*) M. Emile Picard formule en termes exceUents, in fine de son rap-
port sur les sciences (Rapport du Jury international de l'Exposition de
1900. Introduction générale, 2* partie, Sciences, p. 113), les remarques
suivantes, en manière de conclusion : « Les images par lesquelles nous
cherchons à nous représenter les phénomènes du monde extérieur ne
doivent jamais être regardées comme ayant un caractère définitif; de
plus* elles ne sont pas nécessairement uniques ce qui peut permettre
à plusieurs théories de se développer simultanément. Ce sont les
théories qui constituent véritahlement la science. Sans elles, il n*y a
que des catalogues de faits. »
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DB LA LORRAINE 2S9
milliards de ïnetres cubes de produits d*origine interne.
Quelle raison empêcherait d'admettre que les sédi-
ments toarciens ont été enrichis dans les régions métal-
lifères de la Lorraine et de la Franche-Comté par le
même procédé?
Puisant le métal dans la profondeur, à Taplomb même
des lieux de dépôts, les émissions thermales pouvaient
en amener facilement des quantités très grandes sur des
étendues limitées.
La théorie éruptive s'accorde très bien avec la nature
sulfureuse de la couche la plus ancienne et avec la pré-
sence d'autres sulfures métalliques (blende, galène)
trouvés accidentellement dans le minerai.
Elle est, par ailleurs, complètement indépendante de la
position du rivage de la mer, tandis que la formation par
charriage suppose un dépôt essentiellement littoral, ce
qui n*6at pas.
Les zoaes de richesse situées, par rapport aux failles
nourricière! , dans les régions synclinales qui les avoi-
sinent, la localisation de ces zones dans divers étages
superposés de la formation auprès de quelques failles, la
distribution des rognons calcaires sur la périphérie des
régions exploitables, sont autant de faits qui découlent
nécessairement de U théorie des failles nourricière»; il en
est de même de Tabsence de fossiles et des variatioiur de
textures et de couleur des minerais constatées dans le
voisinage de celles-ci.
La concordance de toutes ces preuves nous donne l'es-
poir que la systématisation que nous avons essayé de
faire de la répartition des zones exploitables dans la PI. V
de ce mémoire repose sur une base plausible.
Les délimitations tracées sur cette planche sont, certes,
encore incomplètes; mais il sera, sans doute, possible, dans
l'avenir, qiiand on aura réuni de nouvelles observations
sur la consistance des couches, de les rendre définitives.
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DE LA LORRAINE
291
Annexe A3. — Renseignements divers sur le sondage
DE Joudreville (CB)
I. LfO fonçage de ravant-puits et Tinstallation de la
baraque de sondage ont été commencés le l*** août 1895,
et le 4 septembre, on commençait le battage au trépan.
Arrivée à la formation ferrugineuse, à la profondeur de
191-,80, le 31 octobre :
1" Constatation de la couche rouge II, le 14 novembre,
par Tadministration des mines, avec la carotte n® 19, à la
profondeur de 201 ",35 ;
2* Constatation de la couche grise IV, le 28 novembre
par l'administration , avec la carotte n* 54, à la profon-
deur de 215",53 ;
3^ Constatation de la fin du sondage, le 30 décembre,
avec la carotte n** 123, à la profondeur de 264", 90.
Toutes les couches ont été traversées dans la formation.
Pour plus de renseignements, on a poussé le trou de
sonde jusqu'à 30", 80 en dessous du mur de la formation.
II. Le sondage a été fait dans la commune de Joudre-
ville (Meurthe-et-Moselle), canton « du Haut-de-Quercy »,
parcelle nM59. *
. Sa position est donnée ci-dessous {fig. 6).
rxr^ de tonde
' CANTON DU\ \HAUT - DE- QUEKCY
Si
Fio. 6.
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202 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB
III. Ci-après les diverses observations qui ont été
faites sur les mouvements de Teau dans le trou de sonde
pendant son exécution.
PROrOVMOIIS
du
troa de sonde
De 0- à 3-,40
De 3-,40 à 28- ,50
De 28-,50 à 90-,00
De 90-,00 à 130-,00
De t20-.00 à 154-,00
De 154- ,00 4 19i-,80
De 191*,80 à 205-,55
De 205-.55 à 208*,30
De 208-,30 à 214-,13
De 214-.I8 à 220-.55
De 220-,55 à 264». 90
NITSADX DB L BAC
aux
diveraee profeodeun
Paf d*eaa
3-,40
24-,00
De 24-,00 à 17",00
n-,00
16-.00
ll-,00
De ll-,00 à 5-.75
5-,75
be 5-,75 à 2-.20
2-,20
OBSBRTATIOIIS
Le nÎTeau est bien consUnl.
Sn arrivant dans le calcaire, l'eau
a baissé assez rapidement, pour
se maintenir ensuite à 2 4* ,00.
L'eao est montée lentement 4 17" ,00
L'eau reste stationnaire.
Id.
A 191",80 Veau est montée rapi-
dement jusqu'à 1I*,00 du Jour.
L'eau a continué son ascension.
L'eau reste stationnaire.
L'eau a continué son ascension.
L'eau est restée stationnaire jus-
qu'à la fin.
ESSAIS D EPUISEMENT.
1* A 102",65 de profondeur, quand le niveau de Teau
était à 17 mètres du jour, on a épuisé dans le trou de
sonde jusqu'à la profondeur de 65 mètres, et on a
maintenu Teaù à ce niveau en épuisant 150 litres à la
minute;
2* A 214",81 de profondeur, quand le niveau de Teau
était à 5",75 du jour, on a épuisé dans le trou de sonde
jusqu'à la profondeur de 80 mètres, et on a maintenu
l'eau à ce niveau en épuisant 177 litres à la minute ;
3* A 264", 90 de profondeur, quand le sondage était
terminé et que l'eau se maintenait à 2",20 du jour, on a
à nouveau épuisé l'eau dans le trou de sonde jusqu'à la
profondeur de 90 mètres, et on l'a maintenue à ce
niveau en épuisant 133 litres à la minute ;
Nota. — Ces observations et ces expériences montrent
que Ton a rencontré trois niveaux : un au-dessus des
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".^:î
DE Li
marnes de la surface, un a
la formation, et un troisiè
nier niveau, comme dans L
•été supérieur aux autres.
On peut même ajouter
mation jusqu'au jour, on
artésien.
IV. Renseignements si
tubage :
Avant-puits 1™,S
Trou de sonde Diamètre
Un tube de 435 millimc
^eur 4 mètres, a été pis
:guide à l'entrée du trou.
Pour éviter aussi les éb
de la formation, on a pla
•de 380 millimètres de dia
longueur.
A l'intérieur de ce tube
on a placé un tube de 3!:
rieur, longueur 8",500, p
Ce sondage s'est fait s;
duit qu'un accident :
A 208",85, Tinstrumer
morceau de fer de 140 ><
trou entre la carotte à n
retiré sans peine au moye
On a pu retirer le tub
du fond, mais le tube de di
ii*a pu être retiré, parce
autour de lui.
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294 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Avant d'abandonner le trou de sonde, on Ta bouché de
la façon suivante :
' D'abord avec des matières argileuses jetées à la pelle
et tassées au fur et à mesure avec une cuillère chargée,
de la i)rofondeur de 264",90 à 203 mètres.
Puis, afin d'isoler la formation ferrugineuse des ter-
rains supérieurs, on a descendu à la cuillère un bouchon
en mortier composé de :
2 parties sable de rivière.
1 partie chaux hydraulique.
' i partie ciment Portland.
Ce bouchon étanche existe de la profondeur de
203 mètres à 178 mètres, soit sur 25 mètres de hauteur.
Puis, de la profondeur de 178 mètres au jour, on a
achevé de boucher le trou avec des matières argileuses
tassées comme précédemment.
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<T DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
lENSEIGNEKBNTS DIVERS.
du trou de sonde. — Lieu dit du « Haut-
celle n* 159 de la commune de Joudre-
I. — Pendant la traversée des marnes
îg. 7), Teau était à 3",40 de profondeur,
é dans le calcaire, Teau a baissé assez
)st maintenue ensuite à 24 mètres,
arrivé à la profondeur de 90 mètres, soit
polypier (bajocien supérieur), Teau est
îtres. Elle est restée stationnaire jusqu'à
91",80, de la formation ferrugineuse en
rnes micacées. A ce moment, elle est
nentjusqu'à la profondeur de H mètres,
forait, jusqu'à la profondeur de 208",30,
au a continué jusqu'à S", 75.
recommencé quand on est arrivé à forer
couche grise de 21 4", 13 à 220", 55 ; le
'est alors établià2",20et n'a plus varié,
ms montrent qu'il existe trois niveaux :
les marnes de Gravelotte ;
des polypiers et au-dessus des marnes
itant la formation ferrugineuse ;
me dans la formation, au-dessus des
les.
'eau, comme la remarque en a été faite
idages, est le plus artésien, sinon le plus
y a lieu de penser qu'avec un trou de
la formation jusqu'au jour, on aurait eu
jaillissante.
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DE LA LORRAINE
TerralriLS
Pr
î^artic inférieure l Marner
du < ào
Bathonicn mojwfî (oravcloite
Bathonicn Calcaires^s
inférieur <P^*~"»«"*
-marneux
Calcaires
dû
Bajoden
>âames micacées
, _ncs cucaire&pus ou mGrtnft
Terruqlnenx tananDâft p«rixn.^)«x\c
Ctlcnre mameaji' ferrugineux
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îmcratr
TtB
Couche grise
Mamcô
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Fio. 7.
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TL^^'^r ' ^ ]
1
298 LB GISEBiBNT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE
Annexe A5. — Tableau des résultats fournis
PAR LES RECHERCHES EXÉCUTÉES DANS LA RÉGION FRANÇAISE.
N. B. -^ Là qualité des couches a été exprimée de la façon
suivante :
La teneur en fer est définie par :
4, si elle est égale ou supérieure à 35 p. 100 ;
3, si elle est comprise entre 30 et 35 p. 100 ;
2, si elle est comprise entre 25 et 30 p. 100 ;
1, si elle est inférieure à 25 p. 100.
Quand la teneur en chaux ou en silice dépasse 10 sans excé-
der 20, on a ajouté les lettres G ou S ;
Si la teneur en chaux ou en silice est supérieure à 20, on a
ajouté ce ou SS.
On a classé «ous les rubriques :
Couches supérieures, les calcaires ferrugineux supérieurs et les
couches rouges ;
Couches moyennes^ les couches jaune et grise ;
Couches inférieures j les couches brune, noire et verte.
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DE LA LORRAINE
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S1i,S6
35.83
54,48
Ai
Betilly.
4H,^
m, Il
199,i0
m, 64
SS4,6S
60,57
74,59
239,52
235,42
Ai
rieorv
31,50
50,39
r
115,59
125,49
300,19
195,28
;
-41,22
-26,67
0,35
17,13
212,63
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310 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Di8IGNAnO?l OC 80XDAOI
FH
FK
FL
FM
FN
FO
FP
FQ
Norroy-le-Sec.
Lantefontaine.
Baslieux
Moatiers. ,
Auboué (puiU).
Haut-des-Tapes (puiti).
Homécourt
Moatiers (puits).
Fond de la Noue (puits)
Homécourt
Boudrezy..
iùS,65
9/7,39
Hi.SO
I57,4S
tS6,S0
fS3,Sê
iOO.Sl
83,10
fS6J6
43,75
24,03
207,47
116,65
68,00
90,43
115,74
116,84
184,96
60,17
43,03
217,12
135,98
91,83
114,30
135,41
136,99
205,78
:2-^
259,92
227,12
350,50
258,38
194
204
201
190
350,38
COUCHBII
Sl'PÉRIIORBS
'3
3» ,40
3», 40
l-,46
3-, 6
2-,2fi
4a
4 C.
4C.
CO0CHB8
MOYENNES
COUCHKS
inpinieoRBs
3-, 12
2-,95
2-,67
2-,33
1-,90
3»,96
3-,£5
1-,45
3-,74
2-,50
3-,30
2 es. 3-, 49
-a
i
1
2
3C.
3 0.
4 S.
4 SS.
1-,87
3SS.
4 0.
4 0.
3 0.
4
4C.
3 0.
4 0.
1-,72
•,43
0-,80
1-,75
2-,Ô5
3 SS.
3 0. S.
2SS.
3 SS.
3 0.
3 0.
4 0.
1-,20
4 S.
3 O.S.
2-,79
2ass,
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DE LA LOI
Annexe Ag. — Renseigni
DES COUCHES DANS LA ]
DiSI05ATI0N
de la
localité
ZA
ZB
zc
zo
ZE
ZF
ZG
ZH
Zl
ZK
ZL
ZM
ZN
ZO
ZP
ZQ
ZR
ZS
ZT
zu
zv
zx
ZY
ZZ
YA
YB
YC
YD
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YH
YI
YK
YL
YH
YN
YO
YP
YO
YR
YS
YT
YU
YV
YX
YY
ALTCTODB
da mar de la
eouohe
yrise
281,45
269,20
2ô0,20
270,65
2.V..17
2â2,55
23!),91
230,02
201.28
213.9-2
207,<H)
190,70
174.82
170,12
173,8'i
165,62
153,62
140.03
142,69
136,36
131.02
78,97
68.79
67,16
286.60
282.00
278,76
25«.2:i
240.08
231.44
226,9»
2.M,UH
2»i8.94
286.08
247,96
182,20
251.47
141, 9-»
129,66
143,62
140.58
158,74
98,84
129,13
115,68
111.73
41,20
Les numéros de se
ceux de la
D'après M. Kohlmai
D'après MM. de V
il
i(
D'après M. En^el,
N. B. — Lés indications d'altitade qui suive
noire, situé à 8 ou 10 mètres en dessous é
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DE LA LORRAINE
ANNEXE A7.
Département de Menrthe-et-Moselle.
NOMENCLATURE DES MINES DE FER.
313
sa
1
a
B
1
2
3
4
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
•21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
0IS14}.1ATI0Î( ,,
des
coneotaions
t»ATB8
d'instilotioD
H
i
a
S
PBOPWfcTAIBW ...
OU
exploitants .
Coalmy
1* Bai
26 joli. 1844.
9 noT. 18S4.
9 août 1848.
24 jull. 1857.
24 fér. 1864.
27 juil. 188ÎI.
30 août 1893.
17 sep. 1864.
27aTril 1881.
6 arrU 1882.
7 féT. 186().
14 août 18K7.
7 noT. 1890.
21 dée. 1867.
21 déc. 1867.
f'fétr. 1868.
2 sep. 1868.
!•' mai 1869.
13 juil. 1870.
25 fér. 1873.
19 juin 1875.
2Ô juin 1873.
21 nof . 1874.
10 oct. 1878.
3janv.l875.
19 juin 1875.
iO;éT. 1882.
17 août 1885.
19 juin 1875.
10 oct. 1878.
l'>juin 1882.
f'sep. 1883.
17 mai 1884.
H août 1884.
11 août 1884.
Il août 1884.
10 mare 1886.
10 mare 1886.
10 mars 1881.
10 mare 1886.
18 juin 1Â86.
18 juin 1886.
18 juin 1886.
18 juin 1886.
Hect.
uln d(
62
6
140
114
784
026
230
97
469
210
371
221
343
433
326
261
400
206
1.312
10
. 95>
55
4.32
720
894
671
6%
886
373
769
475
766
800
812
808
ïBrleyC).
Société méUllurriqne de Gorcy.
Boulmy et C««.
Société métallargique de Oorcy.
Comte de Ludre.
Société des hauts-fourneaux de la
Cbiere.
Société des aciéries de Longwy.
F. de Saintignon et C*.
0. Raty et 0' et F. de SaioUgnon et C»
Société des forces de ta Providence.
Société des minières et hauts-fourneaux
de Pulvenleux.
Société des aciéries de Longwy.
Société des hauU-f ourses ux de la
Chiers.
F. de Saintignon et C'*.
Société des aciéries de Longwy.
Société méUllorgiqne d'Aubrires-Vil-
lerupt.
G. Raty et 0«.
Soeiété des aciéries de Micbeville.
Société des forges de la Proridence et
Soeiété des aciéries de Longwy.
MM. de Wendel et C««.
Société des aciéries d'Angleur.
Société des mines de Godbrange.
Société lorraine industrielle.
Les pctiU-fils de F. de Wendel.
Société des forges de Bré»iily.
Société de Vetio-Aulnoye.
Société des hauts-fourueaux et fonde-
ries de Pont-à-Mou«soo.
Société de Mouliors.
Société des aciéries de Longwy.
Société des aciéries de Mieheville.
Syndicat des mines de Tiercelet.
Société méUllurgique d*Aubrivc8>Vil-
lerupt.
F. de Saintignon et 0».
O' des forges de Châlillon, Commentry
et Neuves-Maisons.
Société des hauU-fourneaux de Mau-
beuge.
Société des aciéries de Pompe y.
Chatelel
Romain
Warnimont
Sanalia
Mont-Saiot-MarUn.
Maxy
Saoloes
Lexy
Pulventeux
UoiilaiiM
Menl-de-Chat. ...
ReboD
Here«range
ViUeropl
LooglaTiUe
Mieberilla
Hoaaigny
Jœ.f.
Godbraofa
Cognes .
Bois-d'Arril
SerroaTille
Homécoart
Attboaé
1 .
Mooticrs
Valleroy.
Bréhaio
Tiercalai
Crosnes, i.
MoineTille
Giraumonl
Jarnv
Fleurv
(*) Le» mimes numéros d'ordre ayani été inscrits sur la carte du bassin (PI. V), il sera
facile, en s'y référant, de eonnattre i'emplaci>meDt des direrees concessions.
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314 LE OISEMBNT PE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
-
1
ai
a
T.
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
69
u*
70
71
oisIGNATiOK
des
DATES
d'iosUtuUon
M
ï
o
PBOPniiTAUllS
ou
exploitants
Jouarille
tabrf
19 mars 1887.
19 mars 1887.
7 avril 1887.
2;j mai 1887.
5 août 1887.
12 déc. 1887.
27 août 1889.
5 mars 1894.
30tvril1895.
8 mars 1894.
30 arril 1895.
8 DOT. 180.S.
23 août 1896.
31 mars 1899.
31 mars 1899.
31 mars 1899.
31 mars 1899.
81 mars l899.
31 mars 1899.
31 mars 1899.
3 juin 1899.
30 août 1899.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
20 mars 1^00.
20 mars 1900.
20 mars 1900.
Hect.
1.032
858
1.093
688
1.170
820
1.115
589
686
948
8a=.
735
390
600
805
1.196
1.092
814
723
712
732
496
425
474
436
862
501
546
475
463
1.048
257
325
250
842
874
0. Raty et €»•.
0« des for^s de Châtillon, Commentry
et Neuves-Maisons.
Compagnie des forges de Châtillon,
Commentry et NeuTes-Maisons.
Schneider et 0«.
Viellard-.\ligeon et C".
Société des forges de la ProTÎdence.
Société des bauts-fourneaox de la
Chiers.
Société des aciéries de Miehaville.
Société lorraine industrielle.
Société de ViUerupl-Lavai-Dien.
G. Raty et C».
E. Thomas.
Société des aciéries de MicheTiUe. '
MM. de Weodel et 0*.
Société des aciéries de Longwy.
Société ^es bauU-foameaux et fonde-
ries de Pont-à-Mousson.
Société de Vezin-Aulnoye.
Société des hauts-fourneaux de la
Chiers.
0* des forges et aciéries de la marine
et des chemins de fer.
Société de Denain et <l*Anrin.
Société des hauts- fourneaux de Mau-
Société de Sfnelle-Manbeuge.
Société des aciéries de Michevilie.
Société des aciéries de Pompey.
A. Chappée.
Société des forges et aciéries du Nord
et de l'Est.
Société de Commentry- Fo'urchambault.
Société de la Providenea et F. de
Saint-gnon et C".
MM. Capilain, Gény et C».
MM. J. Mar«>eilot et O».
Société des forges de ( bampagne.
Société métallurgique de Gorcy. '
Brisy
Batilly
Droitaumont
Conflaos
Brainyille
Bellerue
Génarille
ErrouYiile
Killières
Sanoy
Tneux
BazoDTtUe
Mance
Tucqueg^ieux....
Mairv
Andftmv
4 i 11 i
g 1 -Se ïî
ffl 5 aa ffl-
U Moarièrs
Bouligny
Pienoe. .........
Joudrerille
Amermont
Dommary.
BetUinTillers.. ..
VUia-au-Mootois .
Adoux
27 fév. 1902.
27 féT. 1902.
27 fév. 1902.
Consortium de dÎTerses sociétés
Consortium de diTcrses sociétés.
MM. de Wendel et C".
Saint- PierremoDt
(Nord)
Saint- Pierremont
.. (Sud)
Hatrize
BniTiJle.........
*
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DE I^ LORRAINE
315
i
«
ai
DtolGXATlOH
dea
DATES
d'inatitutioa
i
S
PBOPKitTAIRIS
ou
exploitants
1
2
3
4
Champigneulles. .
ChaTiimy - Van-j
dœun-e.. ......
Marbaebe
Frouard
a* Bi
3 août 1848.
16 juin 1856.
9jaoT.1867.
20roaral!J00.
16janr.l858.
10 mars 1858.
16 août 1859.
*26 sept. 1859.
17marsl860.
20 mars 1900.
28aTrH1860.
20janT.1884.
23 mai 1863.
17 août 1864.
17 août 1864.
17 août 1864.
>1 juil. 1866.
16 août 1876.
17 août 1888.
13 août 1867.
21 déc. 1867.
14 mars 1868.
10 fév. 1869.
10 fév. 1869.
26 juin 1859.
3janT.l875.
4 août 1869.
9 août 1870.
22 férr. 1872.
f 3janT.1«75.
29 afril 1872.
20 sep. 1876.
23 fév. 1874.
29 mars 1874.
29 mars 1874.
UecL
I89I0 de Nancy.
1 Simon, Lemut et 0« Keller et Bour-
427) geois.
Société de Denaia et d'Anzin (amo-
diataire).
789 Société des forges et aciéries du Nord et
de l'Est.
588 Société des hauts-fouroeanx et fon-
deries de Pont-à' Mousson.
741 Société des forges et fonderies de
MonUUire.
322 Société dea forges et fonderies de
MonUtaire.
311 Compagnie de Chfttilion-Commentry et
Neuves-Maisons.
t nni Oompsgnie de Chfttilion-Commentry et
'•^' Neuves-Maisons.
Yivenot.
414!Sociélé de Denain et d'Antin (amodia-
1 l*ire).
[Société des forges et fonderies de
127^ IloDiataire.
b
6
7
Boaxiérea - aax -
Oamea
La VoU«triche...
LirerdoD
Hazotte
^
POBMV
10
11
12
13
14
15
Ifi
Arant-Garde
Butbgoémont. ...
BoudonvIUe
MaxériUe
Croîaette-Lirerduo
Cuatines
Laxoa
277
301
430
295
3r2
201
266
223
195
382
239
233
366
186
150
282
416
20G
152
236
Société de Veziu-Aulnoye (amodiataire).
Société de Vezin-Aulooye.
Société des bauts-fourneaux de ilau-
beuge.
Société de Vezin-Aulaoye.
Soeiélé des mines du Luxembourg et
des forges de Sarrobrûck.
Compagnies de ChftUllon-CommeDtry et
Neuves-Maisons.
Société des hauls-fourneaux et fonderie»
de Poot-à -Mousson.
De Wetrich et C*'.
Société des aciéries de Pompey.
Durenoe.
Maisons.
Société des hauts-fourneaux et fonde-
ries de Pont-à-Mousson.
J. Marcellot et Or
Société des aciéries de Pompey.
Simon. Lemut et O*.
>Socicté de Denain et d'Anzin (amodia-
1 taire).
Société des forges de Champagne.
Société des hauts-fourneaux et fonde-
ries de PonUà- Mousson.
Société dea aciéries de Pompey.
Société de Brousseval.
Société des forges de Champagne.
Grosdidier flls et gendre.
17
Lay-Saint-Cbristo-
phe
18
19
20
21
22
23
Sainte-GeneTièTe.
Fond-de-Monvaox.
Grande-Goutte. ..
Boia-du-Four
Le Monlet
FonUineA-dea-Ro-
• cbea
24
25
26
27
28
29
Saint-Jean
MakéTÎUe
Lodrea
Bois de Flavé-
mont.
Raute-Lay.
Eulmont
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TABLE DES MATIÈRES
CHAPITRE I.
Généralités.
Pagrei.
i. — Étendue et ressources du gisement. ii5
2. — Situation géographique et premier aperçu géologique 117
Relief des terrains dans la partie septentrionale des
gisements et caractères hydrographiques. — Relief et
caractères hydrographiques de la région méridionale.
— Cobsistance des morts terrains 117
3. — Choix des procédés d'extraction 121
Nécessité des puits d'extraction. —Exploitation à ciel ou-
vert ou par galeries à flanc de coteau 121
4. — Altérations des couches aux affleurements 124
5. — Consistance dé la formation ferrugineuse 125
Sondage de Mara-la-Tour (DV). — Sondage de Moine-
ville (AG).— Soudage de Mairy (BC). — Sondage de
Briey (PL): — Sondage de Valleroy (Y) 126
6. — Délimitation des couches exploitables 129
Minières d'Hussigny. — Terminologie usuelle pour la
désignation des couches de minerais 130
7. — Nombre de couches exploitables ; 132
Mine de Micheville. — Sondage de Pienne (CE) 132
8. — Epaisseur de la formation ferrugineuse. — Composition des
minerais 13i
9. — Aperçu paléontologique 133
Toarcien supérieur. — Bajocien. — Bathonien. — Gallo-
vien 135
CHAPITRE II.
Théorie des failles nourricières.
1. — Revue rétrospective des travaux publiés sur le gisement.. 138
Travaux de MM. Braconnier et Daubrée. — Travaux de
M. Hotîmann, de M. Greven, de M. Kohlmann 139
2. — Ancienne théorie des affleurements 1^3
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1
318 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE
Ck>!acidence des affleurements riches du Luxembourg
avec la direction des principales failles 143
3. — Récurrence des actions de plissement 144
Plis synclinaux et anticlinaux dans les différents étages
de la région ferrifère '. 445
4. -^ Division du gisement en bassins 1 46
<5. — Nature et degré d'authenticité des documents utilisés dans
cette étude 147
Recherches en territoire français. — Recherches en Lor-
raine allemande. — Région du Luxembourg 148
^. — Principes de la théorie des failles nourricières 150
1. — Premier cas : Dépôt lenticulaire sur soubassement horizontal . 1 53
5. — Deuxième cas : Formation des dépôts sur soubassements
inclinés 456
^. — Troisième cas : Formation des dépôts sur soubassement
rejeté 157
CHAPITRE m.
Bassin de Longwy.
1. — Subdivision occidentale 160
Mines de Lexy et de Mont-Saint-Martin : . 160
5. — Subdivision centrale 161
Mines de Saulnes et Herserange 161
3. — Subdivision orientale 162
Mines d'Hussigny et de Villerupt 162
4. — Failles nourricières du bassin. 164
^. — Considérations générales sur les minerais du bassin de
Longwy. 169
•6. ~ Historique rapide des travaux de recherches de 1883 à 1899. 170
CHAPITRE IV.
Bassin de Landres.
1. — Coupes longitudinale et transversale du bassin 173
Sondage d'Amermont (BW) 174
2. — Faille nourricière de Bonvillers. — Faille de Norroy-le-Sec. 176
Z. — Couches accessoires dans le bassin de Landres 177
Couche noire de Xivry-Circourt. — Hypothèse d'une faille
nourricière entre la vallée de la Pienne et la vallée de
la Crusnes 177
4. — Région restant k explorer 181
Sondage de Ville-au-Montois (FB) et de Bazailles (FG).—
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DE LA LORRAINE 319
Pige».
Faille de Joppécourt 181
5. — Répartition ilu fer, du calcaire et delà silice dans les mi-
nerais du bassin de Landres 183
Partage du gisement en trois zones. — Couche grise des
sondages DH, CE, EL, DB, CX et EP -483:
6.— Réactions chimiques servant à expliquer la formation des ■-
deux zones exploitables 493^
Zone des minerais calcaires. — Zone des minerais purs.
— Phénomènes calorifiques attribuables à la décompo- -
sition du carbonate de fer ^. 494
1. — Action des courants. — Sondage ET 497
8. — Contact àMurville du bassin de Landres avec le bassin de -.
Tucquegnieux ! . . , 1 99
9. — Terminaison du bassin de Landres dans sa région méridio-
nale 201
CHAPITRE V.
Bassin d'Ottange-Tnc^pagnieux.
pREMiÈiiB SECTION. — Couche gvisè,
1. — Faille d'Oltange-Audun-le-Roman, envisagée comme nour-
ricière *. 203
Sondage de Ludelange (VU). — Sondage de Tressange
(YV) 204
2. — Région occidentale du synclinal d*Ottange. -- District d'Au-
metz 208
3. — Région orientale du synclinal 207
4. — Région du Luxembourg 208
3. — Région septentrionale du synclinal de Tucquegnieux (Au-
dun-le-Roman, Anderny) 210
6. — Région occidentale (Mairy-Tucquegnieux) , 211
Sondage de Tucquegnieux (AW). — Sondage de Mainville
(BF). — Profils entre Bonyillers et la Malmaison, entre
Audun-le-Roman et Anoux 212
7. — Région pauvre d'Ozeraillcs , 213
Sondages d'Anoux (BE), d'Ozerailles (E)Y, d'Immonville
(BA) et de Lixiéres (EC) 214
8. — Région méridionale et orientale du synclinal de Tucque-
gnieux 215
(Trieux-Lommerange). — Failles de Neufchef, du Chevil-
lon, d*Avril. — Anticlinal de MancieuUes-Anoux 21 G
?. — Région centrale du bassin. — Faille de Fontoy -218
Tome 1, 1902 21
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^. LE OISB&tB^T DE MtlNEtUI DE I^R ÔOLITHIQÛE
DbuxiAmb bbction. — Couches aceeuoireê.
1. — Couches noires à TEst de la faiUe de Crusnes. — Faille de
Crosnes .. ............ :.;...:............ 224
Ôondage d'Havange (YX) '...............:.......... 227
2.' ^— Couches inférieures au Sud de la faille d*Audun-te-Ronian. . 228
3. — Couches inférieures afu Nord de la faille d* Avril 22Sf
4. — Couche Jaune de la faille d'Ottange (région de Rnmelange,
Tetange, en Luxembourg). ...;.. 230
5. — Couche jaune d'Avril : 232
6; — Couche rouge de la région d*Esch 233
T.- — Couche rouge d*Audun-le-Ronian et de Bonvillers 235
8. — Couche rouge d*Anoux et du Chevillon 238
T|IOIRl6«re SECTION.
Recherches infructueuses de 1882-1883 dans la région
d'Avril-Trieux-Sancy 239
Sondages de Sancy (1882); de Saint-Pierremont (1883);
d'Avril (1883) ; du Fond Gravin (1883) 239
CHAPITRE VI.
Bassin de l'Orne.
pRBMiÂRR sBCTioiv. — Coucke giHse,
t: — Failles nourricières du bassin 247
Failles de TOrne. de Rombas, de Neufchef, d'Avril, du
Woigot, de Sainte-Marie 248
2. — Digression sur le bassin de Saint-Privat- Novéant. — Failles
de Roncourt« de Flavigny-Montigny. — Mines de la région
d'Ars-sur-Moselle (vallée de la Mance) .* 250
3. ~ Coupe longitudinale du bassni de rOme 253
Synclinal de Brainville ... : 253
4. — Région de Moyeu vre-NeuTchef 254
Coupe au point XV de la mine d'Hayange , 255
5. — Région d'Avril-Briey 255
6. — Région méridionale du bassin 256
7 . — Région occidentale , 258
8. — Région de Génaville 258
Deuxième section. — Couches accesss.oire
1 . — Couches inférieures 260
2. — Couche jaune. — Régions de Montois, d'Ilomécouri, de Briey-
Valleroy et d'Avril 262
3. — Couche rouge. — Régions de Jœuf-Homécourt et de Briey. 264
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bÈU LOltRÀ»« Sâl
CHAPITRE VII.
C4NMidératlima généralM sv la eompothlott te admtrtii
et lev genèse.
1. — Silice et alumine contenues dans lesimineraîs 26l
Théorie de la genèse par substitution de substances (épi*
génie, métasomatose) 268
2. — Carbonates contenus dans le minerai 274
CHAPITRE VIII.
Le phosphore dans Iss minerais oelithi^nes.
Minerais du Luxembourg. — Sondages de Landres (DG), de Pienne
(CE), de Bouligny (CQ), de Bouvigny (EB) 281
Scories de déphosphoration »....) 283
CH\PITRE IX.
Résiutté et conclnsions 287
ANNEXES.
A|. — Sondage de Joudreville (CB). — Coupe de tous les terrains tra-
versés.
Aj. — Coupe de la formation ferrugineuse du sondage CB.
A3. — Renseignements divers relatifs au sondage CB.
A4. — Coupe résumée du sondage CB.
A5. — Tableau des résultats fournis par les recherches exécutées dans
la région française.
A«. — Renseignements sur Taltitude des couches dans la région alle-
mande.
A7. — Nomenclature des concessions de mines de fer du département
de Meurthe-et-Moselle.
PLANCHES.
PI. V. — Carte d*ensemble du gisement de minerai de fer oolithique
de la Lorraine donnant la délimitation des couches exploi-
tables, la topographie de la couche grise, remplacement
des sondages, les limites des concessions françaises, etc.
PI. V'I. — Carte du bassin de Landres donnant la répartition des mine«
rais en différentes zones.
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322 LB ÛISÉMENt Dfi MtNfiRAl DÉ ^BR DB LA LORRAINB
PI. VU. — Coupes d'ensemble (I et II) du gisement en Lorraine alle-
mande.
PI. VIII. ~ Coupes de sondages en Lorraine allemande.
PI. IX. — Coupe d'ensemble (XII) dans le graùd-duché de Luxembourg.
PI. X. — > Coupes de sondages dans la région française.
PI: XI. — Coupes d'ensemble de la couche grise (111, IV, V, VI et VII)
des bassins de Landres et de Tucquegnieux.
PI. XII. «^ Coupes d*ensemble de la couche grise (VIII, IX. X) du bassin
■^ de rOmc.
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STATISTIQUE
de rindustrie minérale de la Franot
TABLEAUX COMPARATIFS DE LA PRODUCTION DES GOXBUSTIBI
DBS FONTES, FERS ET ACIERS, EN i900 ET EN 1901
!• — Combustibles minéraux*
PRODUCTION PAR DÉPARTEMENT.
NATURE DU COMBUSTIBLI
Ain.,
Allier.
Alpes (Bastes-).
Alpei (Haatet-J.
Ardéehe
Aveyron
Booches-dtt-Rb6De .
CanUl
Corrèxe
Corse
Côle-d'Or
Creuse
Dordogne
Drôme
G«rd
Hérault .
Isère
Landes
Loire
Loire (Haute-)
Loire-Inférieure
Loi
Maine-et-Loiie
Mayenne
Nièvre
Nord
Pas-de-Calais
Puy-de-Dôme
Pyrénées-Orientales. ,
Rhône
Saône (Haute-)..
Saône-et- Loire. .
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Lignite
Houille
Lignite
Anthraeitei
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Houille
Lignite
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Houille
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Houille
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Houille
Houille et anthracite..
Houille
Houille et anthracite . .
Lignite
Houille
Idem. ,
Savoie (Haute-) .
Sèvres (Deux-)..
Tarn
Var
Vaocluse
Vendée
Vosges
Yonne
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Lignite
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113.507
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100
1.820
181.407
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1.352
1.982.364
25.840
234.944
80
281.068
287
702
3.951.022
252.437
21.440
8.824
15.204
39.956
176.941
5.669.518
14.594.575
444.561
2.439
31.850
244.884
9.445
1.775.986
19.313
5.050
916
19.165
665.238
2*903
29.847
5.072
78
Récapitulation j îînjl'..'^*" ";*;"' ^. ; ] ]
Totaux
Diminution .
32.721.562
682.736
33.404.296
(1) Ces tableaux ont été publiés, par ordre de M. le Ministre des Travi
Jottmal officiel (numéros du 24 février et du 24 mars 1902). Les chiffres e
Bée 1901 sont extraits des états temestrieU fournis par les ingénieurs det
nite, provUoirti ; tandis que la atatisttqoa de l9Û0i résultant du dé(
éUU annmtli, aoBltanl des chiffres définitifê.
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324
STATISTIQUE DE l'ïNDUSTRIE MINÉRALE
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BULLETIN.
ESmDBlIEHT GOMPAIÉ 088 KACHIIIM A TAPEUR
ET DBS II0TBUB8 A OAX«
M. Aimé Witz a publié, sous ce titre, dans VÉclai
trique (numéros des 4 et 44 janvier 1902), une compara
ressante des résultats obtenus dans les essais de mj
vapeur et de moteurs à gaz. Outre Tintérét qui résulte d
pafaison de ces documents, ils sont en eux-mêmes as
breux et assez détaillés pour être, dans bien des cas,
avec fruit.
En ce qui concerne les chaudières, les meilleures u
qu'a constatées M. Witz sont de 70 à 75,5 p. 100 des caior
nibles dans la houille ; il regarde une utilisation de
comme très bonne en pratique courante.
Pour les machines à vapeur, le rendement thermique
en rapprochant le nombre des calories contenues dans
dépensée pour produire 1 cheval-heure, du nombre de
(637) équivalentes à ce cheval-heure. Toutefois les cale
tenues dans la vapeur semblent calculées en comptant
totale à partir du zéro centigrade, c'est-à-dire à pai
origine arbitraire qui ne correspond pas aux conditioi
puisque la chaudière reçoit Teau à une température no
supérieure (•).
Dans les exemples cités, on trouve des rendements tl
qui atteignent le maximum de 19 p. 100 (rendement ra[
puissance indiquée) et qui sont généralement
moindres. Ce maximum est atteint par une machine à v
chauffée.
En prenant Tensemble constitué parla chaudière et la
{*) Ck>n8ulter, sur la déûnition du rendement thermique
proposées par les Civil Ëngineers de Londres {Bulletin de
d'encouragement pour V industrie nationale ^ odohve 1898, p.
VA^nerican Society of mechanical Ëngineers { Revue de Mécaniqi
p. 118). Toutefois les règles manquent de clarté en ce qui c
point particulier, telles qu elles sont données dans cette pul
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334 BULLETIN
on trouve un rendement thermique maximum qui ne dépasse
guère 14 p. 100, et qui, en pratique courante, pour de très bonnes
machines, n'est plus que de 9 p. 100.
Les gazogènes sont supérieurs aux chaudières, car, dans les
exemples cités, le pouvoir calorifique des gaz qu'ils fournissent
atteint 80 à 84 p. 100 du pouvoir calorifique du combustible
employé, et 62,9 p. 100 en marche prolongée.
Pour les moteurs à gaz, on a constaté des rendements ther-
miques de 30,0 p. 100 en travail indiqué et de 27 p. 100 en travail
efTectif ; en marche courante, on obtient des rendements ther-
miques, en travail efTectif, de 17,3 p. 100.
On voit qu'en combinant le meilleur gazogène avec le meilleur
moteur, on obtiendrait un rendement total de 26,5 p. 100, en tra-
vail indiqué, et de 22 p. 100 en travail effectif. M. Witz cite, en ter-
minant, des exemples de très faibles consommations de combus-
tible réalisées en marche courante.
E. Sauvage.
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DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÊRAILLKS 1)K M. CORNU 335
DISCOURS
PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES
DE M. ALFRED CORNU
MEMBRE DE L*INSTITUT, I.NOÉMEUR EN CHEF DES MINES
le 16 avril 1902.
DISCOURS DE M. MASCART
Membre de l'Institut,
AU NOM DE l'académie DES SCIENCES.
Messieurs,
Ce n'est pas à moi, suivant le cours naturel des choses,
que devait un jour incomber la cruelle mission d'accom-
pagner vers la tombe notre éminent confrère, et de rendre
hommage à sa mémoire au nom de la section de physique
de TAcadémie des Sciences.
M. Cornu avait conquis la plus haute situation scienti-
fique, consacrée par les suffrages des académies du monde
entier ; il paraissait jouir d'une santé robuste ; il était
entouré d'amis, il faisait l'honneur et la joie d'une famille
prospère : tout semblait lui promettre encore une longue
et heureuse existence. Un an après le profond chagrin
que lui avait causé la porte de son frère, une catastrophe
imprévue a interrompu son œuvre, brisé ses amitiés et
plongé les siens dans les larmes.
Nous ne pouvons offrir à sa compagne dévouée et à ses
Tome l, 4- livraison, 1902. 22
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336 DISCOURS PRONONCÉS AtX FUNERAILLES DE M. CORNU
enfants que le témoignage de noire respectueuse sym-
pathie et de notre douleur commune.
La carrière de M. Cornu présente le noble exemple
d'une vie entière consacrée à la science sans aucune inter-
ruption. 11 fuyait, d'une manière systématique, toutes les
circonstances capables de le détourner de ses travaux,
qu'il a continués jusqu'à sa dernière heure, jusqu'au moment
du moins où les forces lui ont fait subitement défaut.
Dès sa sortie de l'École Polytechnique, dans les inter-
valles de ses études d'élève-ingénieur à l'École des Mines,
M. Cornu prit à tâche de reproduire toutes les expériences
indiquées dans le célèbre Traité d'optique de Billet. Il
acquit ainsi une connaissance approfondie et familière des
phénomènes, en même temps qu'il en discutait avec un
soin minutieux les interprétations théoriques. Doué d'une
rare habileté manuelle, qualité précieuse pour un physi-
cien, il pouvait réaliser les expériences les moins usuellea
avec les ressources courantes des laboratoires et impro-
viser, suivant son expression favorite, toutes sortes d'appa-
reils ingénieux, pour lesquels on a trop souvent l'habitude
d'attendre le concours des constructeurs de précision.
Cette éducation scientifique peu commune explique sans
doute comment M. Cornu a pu parcourir successivement
toutes les branches de Toptique, améliorant en divers points
les métho»lcs de calcul ou d'observation, redressant les
erreurs devenues classiques et glanant, en mainte cir-
constance, des trouvailles heureuses dont la science a
tiré profit.
Son premier travail sur la réflexion cristalline a vive-
ment attiré Tattention des hommes compétents. Sans con-
naître l'espèce de discipline qu'il s'était imposée, onjjouvait
à bon droit s'étonner qu'un débutant eût le courage d'abor-
der une des questions qui ont préoccupé les plus grands
esprits, Fresnel, Cauchy, Neumann et Mac Cullagh. Le
problème de la réflexion et de la réfraction est, pour
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DISCOURS PRONONCÉS AtJX FUNERAILLES DE M. COÎINO 33?
ainsi dire, réi)rcuve cruciale des théories d*optique, et
tout progrès dans cette voie est une contribution impor-
tante à la science.
On trouve déjà, dans ce mémoire de M. Cornu, les
caractères qui distinguent son œuvre générale et la tour-
nure de spn esprit. Sans négliger les ressources de l'ana-
lyse algébrique, où parfois les idées ne se dégagent pas
facilement des formules abstraites et des symboles, il pré-
férait en traduire les résultats sous une forme géomé-
trique plus palpable et plus propre à les fixer dans la
mémoire. C'est ainsi qu'il a été conduit, pour les divers
cas de réflexion et de réfraction, à une série de théorèmes
élégants, auxquels son nom reste attaché.
Ses excursions variées dans le domaine de l'optique
ont été très fécondes. Je citerai, en particulier, ses re-
cherches sur l'interprétation géométrique des formules de
Fresnel relatives à la diffraction, la formation des images
multiples dans les réseaux à traits circulaires ou recti-
lignes de distances inégales, les polariseurs à pénombre,
la détermination expérimentale de la surface d'onde dans
les cristaux à deux axes optiques, la forme de la surface
d'onde dans la polarisation rotatoii^e magnétique et l'achro-
matisme des franges d'interférence ou de diffraction, idée
originale et simple, dont les applications se sont ensuite
étendues à un grand nombre de cas qu'il n'avait pas pré-
vus.
Les hommes de notre temps n'ont plus guère souvenir
de l'époque mémorable ouArago, dontla vue s 'était affaiblie,
abandonnant l'espoir qu'il avait conçu de mesurer la
vitesse de propagation de la lumière par des expériences
de laboratoire, laissa à des savants plus jeunes le soin de
résoudre ce grand problème.
Fizeau, qui avait imaginé la méthode devenue célèbre
de la roue dentée, la mit aussitôt à exécution entre Mont-
martre et Suresnes. Le succès de cette expérience fut
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338 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
éclatant ; le résultat était conforme à celui qu'on n'avait
déduit jusqu'alors que des observations astronomiques.
Plus tard, Foucaultutilisa, dans le même but, la méthode
du miroir tournant, qui se prête à une moindre distance
entre les appareils. La valeur numérique ainsi obtenue fut
sensiblement plus faible et paraissait plus voisine de la
vérité, de sorte qu'il resta des doutes sur Texactitude que
comportait l'emploi de la roue dentée. Fizeau n'avait eu,
d'ailleurs, en vue que de mettre en évidence l'efficacité de
sa méthode, et il désirait vivement que Texpérience fût
réalisée dans de meilleures conditions.
Les difficultés pratiques étaient plutôt de nature à sé-
duire M. Cornu qu'à le décourager. Pendant de longues
années, il s'appliqua à déterminer, par des essais préli-
minaires, tous les éléments du problème, la marche des
rayons à l'aller et au retour, la loi de distribution de l'éclai-
rage, les apparences complexes de Textinction graduelle
au moment des éclipses et la mesure de la vitesse do rota-
tion do la roue dentée. Une fois en pleine possession de
la méthode et de toutes les conditions accessoires, il fit
les expériences définitives entre l'Observatoire et la tour
de Montlhéry, malheureusement sous le climat de Paris,
où l'atmosphère rarement claire et calme lui causa beau-
coup de déceptions. Le mémoire magistral, qui contient
l'ensemble de ces recherches, est un modèle, soit au point
de vue expérimental, soit comme discussion minutieuse,
des résultats et du degré do confiance qu'ils doivent ins-
pirer.
Le nombre final se rapprocha de la vitesse donnée par
Foucault ; mais les travaux ultérieurs de divers savants,
par l'emploi du miroir tournant, parurent fixer une valeur
numérique intermédiaire aux précédentes.
M. Cornu résolut alors de se remettre à la besogne
sous un meilleur climat et avec do nouveaux perfection-
nements dans les détails d'exécution.
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-^r
DIPCOURS PRONONCÉS AUX FUNERAILLES DB M. CORNU 339
Grâce au concours de M. Perrotin, directeur de TObser-
vatoire de Nice , qui s'associe à cette entreprise avec
beaucoup de zèle, un grand nombre d'expériences ont
déjà été faites à diverses distances. Le programme est
plus vaste; nous avons la confiance qu'il sera pieusement
rempli, pour mener à bonne fin le dernier travail scienti-
fique, en partie posthume, de notre regretté confrère.
Je no puis qu'indiquer brièvement d'autres recherches,
sur la mesure de la densité de la Terre par la méthode
de Cavendish, en commun avec M. Baille, sur diverses
questions d'acoustique avec M. Mercadier, sur les pro-
priétés optiques de Tatmosphère, les bandes d'absorption
de la vapeur d'eau dans le spectre, l'absorption graduelle
des radiations très réfrangibles de la lumière solaire en
raison de l'épaisseur de la couche d'air traversée, la dis-
tribution des groupes de raies appartenant à divers corps
simples, en particulier à l'hydrogène, enfin la méthode si
élégante qui permet de constater, par une sorte de balan-
cement des raies, la vitesse inégale des difl'érents points
de la surface solaire.
M. Cornu prit une part importante aux préparatifs des
expéditions organisées pour observer le passage de Vénus
sur le Soleil. C'est à cette occasion qu'il étudia l'achro-
matisme des objectifs et fit adopter l'écartement des
verres pour améliorer les épreuves photographiques. Il
apporta également une collaboration très active aux tra-
vaux de la Commission française du mètre, où il fit toutes
les mesures difficiles qu'exigeait la comparaison du mètre
légal des Archives avec l'étalon devenu international déposé
au Bureau de Breteuil.
Ce genre de recherches l'amena aux questions de géo-
désie et d'astronomie, et sa place était marquée au Bureau
des Longitudes, où il a publié dans YAîinuaire de nom-
breuses notices si remarquées pour leur précision et leur
clarté.
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340 DISCOURS PRONONCES AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
Dans cet ordre d'idées, je voudrais terminer en rappe-
lant son beau travail sur la synchronisation des pendules.
Le problème de Tuniflcation de Theure consiste, avec une
horloge centrale dont la marche est connue et aussi régu-
lière que possible, à transmettre les mômes indications à
des mécanismes éloignés, ou imposer le môme mouvement
à d autres horloges.
Beaucoup de solutions ont été proposées et mises en
pratique. Pour les horloges dont on modifie ainsi la marche,
on peut môme ajouter que la question est résolue par des
formules analytiques relatives au mouvement d'un pen-
dule soumis à des perturbations périodiques.
Ici encore, M. Cornu a remplacé les formules par leur
traduction géométrique et réalisé pratiquement, par les
méthodes les plus ingénieuses, des expériences de con-
trôle qui reproduisent les diverses courbes déduites de la
théorie.
La conclusion est remarquable par sa simplicité. Pour
qu'on puisse imposer à un système oscillant une période
différente de celle qu'il aurait de lui-même, il faut que ses
vibrations propres soient naturellement amorties. En
d'autres termes, pas d'amortissement, pas de synchro-
nisme.
Une belle application en a été faite à l'Observatoire de
Nice. Rien n'est plus impressionnant que d'y voir le grand
pendule de 4 mètres décrire avec une majestueuse lenteur
des oscillations qui, à chaque période, transmettent un
ordre électrique à toutes les horloges de rétablissement et
les maintiennent en concordance à la môme seconde.
Par son œuvre considérable, M. Cornu restera une des
gloires de la science française. Sa fin prématurée laisse un
grand vide dans TAcadémie des Sciences, qui aimait à
entendre sa voix claire et sympathique, et suivait volon-
tiers ses avis, toujours inspirés par un sentiment élevé
de la vérité et un respect des traditions. La section de
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DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 341
physique, dans laquelle sa bonne grâce avait maintenu
des relations de réelle cordialité au-dessus des divergences
d'opinion passagères, en est vraiment décapitée.
DISCOURS DE M. LE GÉNÉRAL BASSOT
Membre de l'Institat, Président du Bureau des Longitudes,
AU NOM DU BUREAU DES LONGITUDES.
Messieurs,
M. Cornu laisse un grand vide au Bureau des Longi-
tudes. Il lui appartenait depuis seize ans; pendant seize
ans, il n'a cessé de lui donner sa part de collaboration
aussi dévouée que féconde.
n aimait cette Compagnie, où géomètres, physiciens,
astronomes, géographes, marins, militaires, artistes méca-
niciens se confondent dans un commun effort pour remplir
la haute mission qui lui est confiée. Le Bureau doit chaque
année publier la Connaissance des Temps et Y Annuaire^
ouvrages indispensables aux marins, aux astronomes et
aux géographes, et qui exigent de patientes études pour
être constamment à jour et maintenus au niveau de la
science. Mais son rôle est aussi et surtout d'exercer un
patronage éclairé des grandes entreprises astronomiques,
géodésiques et géographiques. Il s'y applique avec un
légitime orgueil, et son histoire est pleine d'opérations
mémorables qu'il a suscitées, encouragées et guidées. Pour
une telle tâche, il n'est pas trop d'avoir réunies des com-
pétences scientifiques très variées. Comme physicien.
Cornu y a tenu une grande place.
Partout, d'ailleurs, ses avis avaient une haute autorité.
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m.
342 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
11 était doué d'un don de vive pénétration qui lui permet-
tait de faire ressortir très sûrement les difficultés d'ordre
physique intervenant dans les problèmes. Par là, son
influence a été considérable. Elle s'est exercée dans les
assises des nombreuses commissions dont il a été appelé à
faire partie : c'était à la Commission du passage de Vénus,
au Comité international des poids et mesures, à l'Asso-
ciation géodésique internationale ; ce fut aussi pour la carte
photographique du ciel, pour la variation du p6le terrestre;
c'était encore hier pour le magnétisme, dont une étude
systématique était provoquée par le. Bureau, et déjà com-
mencée avec le concours de nos officiers de vaisseau. Dans
toutes ces réunions, ses suggestions éclairées ont ouvert
la voie à de nombreux progrès.
Au Bureau des Longitudes, Cornu s'était particulière-
ment attaché à développer et à perfectionner 1*^4 wn^/atr^.
Qui n'a pas eu entre les mains ce petit volume, qui est une
véritable encyclopédie? On y trouve tout ce qui est utile
au savant, au voyageur, à Tindustriel, au commerçant, à
l'agriculteur même. Chacun le consulte, chacun en a
besoin. Mais, s'il a de nombreux lecteurs, ces lecteurs
veulent être tenus au courant des nouveautés : c'est à
satisfaire cette légitime passion que s'applique le Bureau.
Dès son arrivée. Cornu commence à reviser les articles
qui sont de sa compétence, et, depuis, il ne se passe pas
une année qu'il n'apporte une pierre neuve à l'édifice.
L'énumération en serait trop longue, s'il fallait indiquer
tous les chapitres qu'il a renouvelés, ajoutés pour mettre
VAnrwaire à la hauteur de la science actuelle. Son pré-
cieux concours a beaucoup aidé à maintenir à notre Recueil
la faveur du piiblic.
Mais c'est principalement dans sos notices scientifiques
que Comu s'est révélé comme un maître. L'introduction
des notices dans ri4/mwaeV^ remonte à 1810; les articles
qu'on insère ont pour objet de vulgariser les progrès de la
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DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 343
science ; leur collection depuis l'origine formerait un volume
bien curieux et bien intéressant : ceux qu'a publiés Arago,
de 1824 à 1853, sont restés célèbres. Depuis, la tradition
s'est continuée avec Delaunay, avec M. Faye, avec Tisse-
rand. Le Bureau tient à honneur de la maintenir chaque
année.
Les notices que nous devons à Cornu sont du domaine
de lalumière et de Télectricité. L'une porte sur la méthode
Doppler-Fizeau qui permet de déterminer par l'analyse
spectrale la vitesse des astres dans la direction du rayon
visuel; dans une autre, il décrit la mire lointaine de
rObservatoire de Nice, qu'il avait imaginée lui-même en
appliquant le principe de la réflexion d'un rayon lumineux
parti de TObservatoire même sur un miroir convenable-
ment orienté, placé à grande distance, et qui est ensuite
renvoyé directement dans la lunette méridienne : c'est
un appareil ingénieux qui avait déjà trouvé son applica-
tion dans les expériences sur la vitesse de la lumière et qui
rend de précieux services. Et, puisque je parle de l'Obser-
vatoire de Nice, je ne saurais oublier de mentionner avec
quelle passion Cornu se préoccupait de ce* magnifique
établissement, qui fut longtemps placé sous la tutelle
scientifique du Bureau des Longitudes, et recherchait les
perfectionnements susceptibles d'être apportés à son ins-
tallation; il le visitait chaque année ; il y a réalisé, en par-
ticulier, une organisation merveilleuse de la distribution
de l'heure dans tous les pavillons d'observation : pour
cela, il a d'abord fait construire et installer par notre
xîoUègue, M Gautier une grande horloge dont le balan-
cier a 4 mètres de longueur et dont la marche diurne
est si constante qu'elle varie à peine d'un dixième de
seconde par jour; puis cette horloge est reliée électrique-
ment aux difi'érents compteurs placés dans les pavillons,
et ces compteurs sont rendus isochrones de Thorloge par
un amortissement électro-magnétique ; grâce à cet artifice,
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344 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
toutes les observations faites par les différents observa-
teurs sont ramenées à un compteur unique.
Frappé du développement prodigieux que rélectricité
a pris dans ces derniers temps et dont l'extension paraît
encore aujourd'hui presque indéfinie, Cornu a pensé qu'il
serait utile de nous initier aux conquêtes déjà acquises
et de nous familiariser avec les nouvelles unités élec-
triques récemment créées. C'est un immense service qu'il
a rendu ; car ceux qui ont quelque peu vieilli, aussi bien
que ceux qui sont restés étrangers pendant quelques
années au progrès de Télectricité pratique, se trouvent
aujourd'hui déroutés complètement, lorsqu'ils cherchent
à comprendre la description des applications actuelles et
à les rattacher à leurs connaissances antérieures. Pour
se remettre à flot, il suffit de lire les quatre notices qu'il
a successivement fait paraître sur les phénomènes élec-
triques, et qui constituent une magistrale enquête de
rélectricité moderne : c'est un chef-d'œuvre, me disait
encore hier son ami, M. Sarrau.
Cornu professait un culte presque filial pour les grands
maîtres français de la physique : c'est encore dans deux
notices de VAnmmire qu'U a tenu à rendre Thommage
qu'ils méritaient à deux de ses illustres devanciers, Fres-
nel et Fizeau, dont les admirables découvertes ont renou-
velé la théorie de l'optique et dont l'influence s'est étendue
bien loin dans le domaine de la philosophie naturelle.
11 n'était que juste de mettre en relief la fécondité de
notre collègue dans les publications du Bureau des Lon-
gitudes et le grand labeur qu'il leur a consacré; nous
avons été les témoins de ses efforts constants pour main-
tenir à notre Compagnie le prestige auquel elle doit pré-
tendre d'une activité sans limites; il avait toujours sur
chantier une nouvelle étude à laquelle il se consacrait avec
ardeur : il y pensait toujours; ses notes ne le quittaient
jamais; c'était un travailleur incomparable. Et quelle lim-
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DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
pidité dans son exposition, quel merveilleux talent
mettre à la portée de tous la solution des problèmes
plus ardus !
La mort nous Tenlève dans le plein épanouissemer
ses hautes facultés ; elle nous prive d'un collègue aim
et bienveillant, dun collaborateur ém*érite,d'un conse
éclairé. Le Bureau des Longitudes déplore sa perte
maturée et gardera sa mémoire avec un pieux respect
les services éminents qu'il lui a rendus.
DISCOURS DE M. LE GÉNÉRAL DEBATISSE
CommaDdaot de l'École Polytechnique,
AU NOM DE l'École polytechnique.
Messieurs,
J'ai la douloureuse mission de venir, au nom de TÏ
Polytechnique, saluer d'un dernier adieu la dépo
mortelle du savant distingué, de Téminent professeui
nous pleurons aujourd'hui et dont la mort prémat
met en deuil le monde savant tout entier.
Alfred Cornu est entré à l'École Polytechnique en 1
à Tàge de dix-neuf ans. Il en est sorti un des prem
en 1862, et a choisi le Corps des Mines. Deux ans
tard, en 1864, étant encore élève-ingénieur, ses pren
travaux le signalèrent à l'attention des Conseils de l'ï
et il fut nommé à l'emploi do répétiteur du cours de
sique. En 1867, c'est-à-dire k l'âge de vingt-six ans,
recueillait la succession de Verdet dans la chaire de
sique, qu'il occupa depuis cette époque sans interrup
Pendant Tannée terrible, dans Paris investi et af
de nouvelles, alors qu'un intérêt si grand s'attach
L^
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346 DiscorRS prononcés aux funérailles de m. cornu
rétablisst^ment des communications avec rextérieur, Cornu
sut trouver le moyen de déchiffrer, rapidement -et prati-
quement, les dépêches microscopiques apportées par les
pigeons voyageurs, et rendit ainsi à la défense nationale
des services qui méritent d'être rappelés.
Des voix plus autorisées que la mienne vous ont retracé
sa carrière scientifique et vous ont rappelé les beaux tra-
vaux qui l'ont classé, jeune encore, parmi les physiciens
les plus distingués et lui ont ouvert à trente-sept ans les
portes de l'Institut.
Mais, si je suis moins qualifié pour parler de son œuvre,
j'ai pu, par contre, au cours de ces deux dernières années,
apprécier ses qualités personnelles, sa grande bienveil-
lance et la conscience avec laquelle il s'occupait de toutes
les questions concernant, non seulement son enseigne-
ment particulier, mais aussi l'enseignement général de
l'École.
Comme professeur, il savait allier k une science pro-
fonde un remarquable talent d'exposition.
Dans les Conseils de l'École, nul ne savait mieux que
lui résumer une discussion et, dans un langage plein de
chaleur, défendre les mesures qui, dans son esprit, lui
paraissaient intéresser l'avenir de TÉcole.
Pourquoi faut-il que la mort cruelle soit venue Tarra-
cher ainsi à ses travaux, à l'affection des siens, et briser
cette existence si utile encore au pays et k la science?
Aussi est-ce avec une bien vive émotion que j'adresse,
au nom de l'École, k sa famille si cruellement éprouvée,
l'expression de notre profonde et douloureuse sympathie.
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DISCOURS PRONONCÉS AOX FUNÉRAnXES DE M. CORND 347
DISCOURS DE M. MERCADIER
Directeur des Études à l'ÉeoIe Polytechnique,
AD NOM DU CORPS ENSEIGNANT DE l'ÉCOLE POLYTECHNIQUE.
Messieurs,
Le corps enseignant de TÉcole Polytechnique, privé
subitement et cruellement de son doj^en, a dans cette
triste cérémonie sa place toute naturelle. C'est au nom de
ses collègues et de ses collaborateurs, qui furent ses
amis, que je viens adresser à Cornu le suprême adieu.
Depuis 1864, il appartenait à TÉcole Polytechnique : pen-
dant trente-huit ans, il lui a consacré la plus grande partie
de sa vie. Il l'aimait profondément. Dans ses laboratoires,
si remplis de son activité, et maintenant si vides, on a
dit les beaux travaux qu'il avait accomplis; peut-être
appartient-il de dire comment il les faisait à celui qui fut
le plus ancien de ses collaborateurs, avant, pendant et
après les jours et les nuits de l'année terrible.
Dès son séjour à TÉcole des Mines, et jusqu'à ces
derniers jours, ce fut un travailleur infatigable. La re-
cherche scientifique fut sa grande passion : passion très
désintéressée, car il aimait la science pour elle-même et
non pour ce qu'elle peut rapporter.
Dans les premières années, il passa sa vie au labora-
toire; plus tard, il y vécut tout le temps que lui laissaient
ses devoirs de famille. Son ardeur au travail ne s'apaisa
jamais. Il avait toujours sur le chantier plusieurs œuvres
commencées, se délassant de Tune, disait-il, en passant k
l'autre.
Le travail, qui, pour la plupart des hommes, est une
peine, fut toujours pour lui une joie. Il travaillait avec
allégresse : sans cesse on l'entendait se mettre à l'œuvre
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348 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
en chantant, et, comme un bon ouvrier quia bien rempli sa
journée, il chantait encore en finissant.
Et d'aillem's c'était un ouvrier manuel remarquable :
dès qu'il avait conçu un appareil, le plus souvent il en
exécutait le modèle de ses propres mains, avec des fils
métalliques, des lames de laiton, des morceaux de bois;
armé d outils ordinaires, il construisait les machines les
plus complexes, comme celle qui trace automatiquement
des réseaux. En cela il était heureux, car il y gagnait du
temps, et pour lui perdre du temps était une souffrance.
Doué d'une patience inaltérable, d'une singulière péné-
tration, il poursuivait ses expériences lentement, sûre-
ment, ne laissant rien au hasard, et visant toujours à la
perfection.
En toutes ses recherches se manifestent les mêmes
caractères : Tingéniosité originale d'un Foucault, la pré-
cision d'un Fizeau, l'élégance des solutions et l'esprit géo-
métrique de son idéal scientifique, l'illustre Fresnel. Les
résultats en formules ne lui plaisaient guère; mais, quand
il avait réussi à représenter géométriquement les phéno-
mènes étudiés, il était pleinement satisfait.
C'était véritablement un affamé de vérité, de précision,
de clarté, de lumière.
Avec un pareil état d'âme, un esprit si avisé, une intel-
ligence si cornpréhensive, avec la conscience scrupuleuse
qu'il mettait en toutes choses^ il devait être et il fut un
professeur éminent. Les Conseils de l'École, en le nommant
professeur à vingt-six ans, escomptèrent l'avenir : il
dépassa toutes les espérances. Les milliers d'élèves qui
suivirent ses leçons en peuvent témoigner ; quant à ceux
qui ont préparé ses cours avec lui, qui les ont étudiés,
modifiés avec lui, ils savent le labeur incessant et profond
qu'ils lui ont coûté !
Pour lui, un cours était comme une sorte d'organisme
vivant qui devait se transformer sans cesse, en suivant
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DISCOURS PRONONCES AUX FUNERAILLES DE M
prudemmont les progrès de la science, tout
simple et de plus en plus clair : être clair é
et, s'il se donnait tant de peine pour y par
pour en éviter à ses élèves. C'est ainsi c
mençant pour chaque promotion son cours d(
le remaniait chaque fois, et ne se déclarait jan
c'est pourquoi il ne voulut jamais le publier
pourquoi, jugeant cette tâche bien suffisante
jamais d*autres fonctions d'enseignement.
Père de famille modèle, parent dévoué, ;
sûr, la droiture de son caractère, la noblesse
timents, la fermeté de ses idées, faisaient
privé régal du professeur et du savant. Ain
ami des arts, il était aussi accueillant et géi
ceux qui ont collaboré avec lui, les travaill
qui ont eu besoin de son aide, savent combien
sans réserve son temps, ses conseils et sa \
Hélas! il prodiguait aussi sa vie. Les ressc
ment tendus se brisent un jour; en quelques i
coup inattendu, la mort a fauché cette nobl
Collègues, collaborateurs, amis de soit^ ûge,
verons précieusement son souvenir; aux jei
servira d'exemple et de modèle. L'École qu'il
ne Toubliera jamais. Tout en conservant au f
cette chère mémoire, sa famille pourra rece
consolation (si l'on peut prononcer en ce jou
à la vue de l'universelle sympathie dentelle <
en songeant que celui qu'elle a perdu vivait c
gloire scientifique, la plus pure des gloires ;
nuera à vivre dans la mémoire des savant
entier, et que des hommes tels que lui for
l'humanité .
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DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNERAILLES DE M. CORNU 351
cette grande École. Son enseignement fut tout de suite
très goûté des élèves ; il inaugurait un mode nouveau
d'exposition de la physique, et en particulier de la ther-
modynamique.
D'ailleurs, comme membre du Conseil de perfectionne-
ment, il exerça, pendant plusieurs années, une grande
influence sur l'évolution de TÉcole Polytechnique.
En 1878, il fut nommé membre de l'Académie des
Sciences.
En 1886, il entra au Bureau des Longitudes, et on trou-
vera, dans V Annuaire de ce Bureau, une série de notices
que le public a beaucoup appréciées.
M. Ck)mu était membre de la Société Royale de
Londres, des Académies de Turin, Rome, Vienne, Saint-
Pétersbourg, de celles de Suéde, de Belgique, de Bos-
ton.
Il fut président de la Société française de Physique et
de la Société Astronomique de France.
Il était membre du Conseil de l'Observatoire de Paris,
oii il remplissait les fonctions de secrétaire, et du Conseil
de rObservatoire de Nice.
Récemment, quand il fallut, au Congrès de Physique,
choisir un président pour recevoir dignement nos hôtes
de 1900, c'est à lui que tout naturellement tous ont songé.
Nul n'aurait présidé avec plus d'autorité ces débats, où
nous avions convié tant d'illustres savants étrangers.
Il était désigné par sa gloire incontestée, qu'avait con-
sacrée le suffrage de tant d'Académies étrangères, par
l'étendue et la sûreté de sa science, par la justesse de
son esprit.
Nous avons eu la primeur de presque toutes ses décou-
vertes. Qui de nous ne se rappelle avec quelle limpidité il
nous les exposait, avec quelle chaleur aussi, et surtout
avec quelle élégance? Il était aussi jaloux d'une clarté
impeccable en face de ses collègues qu'en face de ses
. Tome I, 1902. 23
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352 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNERAILLES DE M. CORNU
élèves. Faire autrement eiit été pour lui une souffrance ;
car ses goûts d'artiste en auraient été choqués. Et en effet
Tartiste se retrouvait partout, chez le penseur, chez Tex-
périmentateur, chez le professeur.
Quand il imaginait ou qu'il construisait un appareil nou-
veau, quand il en étudiait les derniers détails, quand il le
décrivait surtout, on sentait que ce n'était pas seulement
à ses yeux un instrument, mais un objet d'art, et qu'il ne
se préoccupait pas uniquement d'aller au but par le che-
min le plus sûr et le plus court. La moindre imperfection
le faisait souffrir, non parce qu'elle était une gène, mais
parce qu'elle était une tache.
Aussi, quand il aborda l'étude de la diffraction, il eut
bientôt fait de remplacer cette multitude rébarbative de
formules hérissées d'intégrales par une figure unique et
harmonieuse que Tœil suit avec plaisir et où l'esprit se
dirige sans effort. M. Cornu débuta dans la 'science par
une théorie de la réflexion cristalline ; il parvint à rame-
ner ces lois si compliquées à des règles géométriques
simples et élégantes et à construire géométriquement le
plan de polarisation du rayon réfléchi à la surface d'un
cristal.
11 reprit ensuite la méthode de M. Fizeau pour la me-
sure de la vitesse de la lumière ; il introduisit dans cette
méthode d'importants perfectionnements et lui donna plus
de précision. Il est certain maintenant que le chiffre défi-
nitif ne pourra pas s'écarter beaucoup de celui qu'il a
trouvé.
J'ai déjà parlé de ses recherches sur la diffraction et
les intégrales de Fresnel ; il n'abandonna jamais ce genre
de recherches ; il a particulièrement étudié les réseaux,
Tinfluenre des inégalités périodiques ou systématiques
des instruments qui servent à les tracer et les propriétés
focales qui résultent de ces inégalités.
Les franges d'interférence lui ont fourni aussi loccasion
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DISCOUBS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 353
de fines études ; il a recherché les conditions d'achro-
matisme de ces franges, et il s'est servi également de
cet instrument si délicat pour étudier les déformations
élastiques du verre. Rien de plus joli que les hyperboles
irisées qu'il obtenait ainsi et qui montraient d'un coup
d'œil tout lensemble de ces déformations infiniment
petites.
Dans cette région mixte où l'optique confine à Télec-
tricité, il a étudié à plusieurs reprises la polarisation
magnétique, et tout récemment encore il a fait faire à
c^tte partie de la science un progrès signalé. C'était au
moment oîi le phénomène de Zeeman venait d'être décou-
vert. Tout le monde croyait que les raies spectrales et en
particulier la raie D se décomposaient en un triplet. Le
premier, il vit qu'il y avait quatre composantes et que le
soi-disant triplet était un quadruplet.
La spectroscopie le préoccupa beaucoup, et en parti-
culier l'importante question du renversement des raies ;
il montra clairement les conditions de ce phénomène si
important en astronomie. Il a imaginé un procédé très
ingénieux pour distinguer les raies telluriques des raies
d'origine solaire. Il a étudié, en particulier, le spectre
ultraviolet du soleil et son absorption par les parties
supérieures de l'atmosphère. Ses études sur le spectre
solaire, sur le spectre des étoiles nouvelles, sur celui de
la couronne, sont appréciées vivement parles astronomes.
Ce n'est d'ailleurs pas là le seul service qu'il ait rendu
à l'astronomie ; il a inventé une méthode photométrique
pour l'observation des éclipses de Jupiter. Nul ne connais-
sait mieux que lui les instruments d'optique et, sur ce
point, ses lumières ont largement profité à l'astronomie. Je
citerai seulement une de ses dernières créations, cette
lunette zénitho-nadirale, qui est une merveille de préci-
sion et une application d'une élégance inattendue des lois
les plus simples de l'optique géométrique.
L
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354 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
Je ne m'étendrai pas au sujet de ses recherches sur
l'optique météorologique; mais je ne puis pas ne pas men-
tionner une invention très simple pour laquelle son nom
devrait être béni de nombreux praticiens, car elle nous a
débarrassés des inconvénients du halo photographique.
Puisque nous sommes sur les applications de Toptique,
parlons encore du procédé stroboscopique si simple et si
pratique qu'il a imaginé, il y a quelques semaines, pour
déceler et mesurer les irrégularités de marche d'un al-
ternateur.
La délicatesse de ses sens et en particulier l'extraordi-
naire finesse de son oreille lui furent précieuses dans
d'autres recherches qu'il poursuivit en commun avec
M. Mercadier. On discutait depuis longtemps sur les inter-
valles musicaux ; les physiciens étaient partagés, les uns
tenant pour la gamme dite de Platon, les autres pour
celle de Pythagore. L'expérience conduisit M. Cornu à un
résultat bien inattendu. Les musiciens emploient tantôt
l'une, tantôt l'autre de ces deux gammes, suivant les cas.
Ils ne s'en doutaient guère, et ils jetèrent les hauts cris
quand on les en avertit ; mais le fait n'en est pas moins
hors de doute.
M. Cornu a repris la célèbre expérience de Cavendish
pour la mesure de la densité moyenne du 'globe terrestre.
Il a notablemont perfectionné les méthodes, il a éliminé
de nombreuses causes d'erreur et il a obtenu un nombre
beaucoup plus précis que ceux qu'on possédait avant lui.
Tous les arts qui veulent de la précision l'intéressaient,
et tous les ans il allait à Nice examiner Thorloge astro-
nomique qu'il y avait installée d'après des principes tout
nouveaux ; il y apportait des perfectionnements incessants
et il approchait chaque jour de la perfection absolue.
Dans le même ordre d'idées, il s'est occupé longtemps
de la synchronisation électrique des horloges. Le problème
semble facile; mais, en réalité, il exige bien des connais-
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DISCOURS PRONONCES AUX ï
sances diverses ; la preuve
cipes introduits par M. Cor
lion complète et définit!
premier coup.
Les derniers Ajinuaire
contiennent une série d'éti
aux machines dynamo-él(
tinu qu'à courant alternî
destinées au grand pu
une foule d'aperçus intére
mêmes, seront prochainen
peu de domaines on pliysiq
de la précision, où il ne
modèle d'une perfection ac
Mais Toptique Ta toujoi
cesse, même quand cette
mode. Les instruments d'o
solaire, la vitesse de la lun
tamment son attention. C
qu'il avait débuté ; il y peu
jours. Il avait conçu des pi
lisation était commencée :
rayon dont il devait mesun
le mont Meunier, où est la i
Nice.
Comme il aimait cet Ob
ans et où ses conseils étj
comment ne pas évoquer le
où nous l'avons vu, au somr
dant la mer au-dessus de 1
la lumière? Avec quelle co
et qui de nous eût pu croi
l'accomplissement ?
C'est que, quand il croj
regarder comme assiu'é. S
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356 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU
défiait de Tenthousiasme . Il savait de quelles embûches
rexpérirnentateur est environné et à quel prix la préci-
sion ou la certitude scientifique peuvent s'acquérir. Nul
ne savait mieux que lui prévoir tous les pièges, et en lui
donnant la main on était certain de les éviter. Il n'est
pas un physicien à qui ses conseils n'aient épargné
quelque mécompte.
Aussi n'était-il pas dupe de ces modes passagères qui
entraînent les foules scientifiques aussi facilement que les
foules vulgaires. Toujours il attendait la preuve avant de
croire.
Il aimait les débutants et il cherchait à les encourager;
mais, en même temps, il les prémunissait contre les écueils
sur lesquels leur, ardeur juvénile aurait pu les entraîner.
Ceux qui avaient accepté sa discipline ne tardaient pas à
en reconnaître la sagesse.
Tel est l'homme éminent que nous avons perdu. Mais
ce n'était pas seulement l'élévation de sa pensée qui fai-
sait le charme de son commerce; c'étaient encore sa
bonté, sa modestie, sa simplicité. Ce savant, ce maître,
ce guide était, en même temps, un ami sûr; et ce deuil,
qui atteint notre Corps, atteint aussi chacun de nous.
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358 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
tement orientées dans le sens des théories allotropistes.
M. Osmond a bien voulu prendre connaissance de notre
travail et nous faire bénéficier de ses avis ; nous lui en
exprimons notre vive reconnaissance.
Ces recherches nous ont procuré le grand privilège
d'un contact permanent avec les savants du Bureau inter-
national (les Poids et Mesures. Nous aurons notamment
Toccasion de signaler d'importantes contributions de
M. Ch.-Ed. Guillaume à Tétude générale des aciers au
nickel ; mais ce n'est pas à ces travaux que se limitent
les résultats de nos rapports avec ce savant; sou influence
plus ou moins latente s'est fait sentir dans nos recherches
à peu près partout.
Premières recherches d'Imphy. — Les premières re-
cherches d'Imphy sur les aciers au nickel ont été entre-
prises en 1894, sous la direction de M. Werth, alors
directeur des Usines de Fourchambault et d'Imphy (*), pour
répondre à une demande de l'Atelier de construction de
l'artillerie à Puteaux; elles ont abouti à la préparation
d'un acier de composition spéciale, dénommé à Imphv
acier NC-4, qui, dans la suite, a été adopté par l'artil-
lerie, et lui a été livré par Imphy et par d'autres aciéries
en quantités très considérables. D'autres applications
de cet acier ont aussi été étudiées pendant la même
période, et quelques résultats intéressants ont été obtenus
avec d'autres compositions d'acier au nickel, notablement
différentes de celle de l'acier NC-4.
Les divers résultats obtenus à Imphy pendant l'année i 895
ont attiré l'attention de l'Administration de la Marine,
(*) Les recherches ont été poursuivies à Imphy, à partir de Tan-
née 1896, par les soins de M. Adenot, directeur, avec le concours de
MM. Girin, ingénieur principal, Dauphin, Gineste, Coupeau, Meunier et
Gay-Lussac, ingénieurs, et à Paris avec le concours de M. Delahroise,
ingénieur.
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A HAUTES TENEURS
qui a prescrit aux Forges nationales de la Chaus
Guérigny de faire une étude de ces nouveaux
M. Abraham, ingénieur de la Marine, alors attacl
Établissements de Guérigny, a ainsi été amené à
certains travaux aux Aciéries d'Imphy; il en a
compte dans un mémoire étendu, publié dans les A
des Mines en 1898 (*), où il fait avec une grande
un exposé très détaillé des résultats acquis antérieui
à Tannée 1896. Nous n'avons rien à ajouter à ce i
rendu très complet de toutes les constatations f
cette époque ; aussi prierons-nous le lecteur de se n
à ce mémoire pour Texamen du détail des essais p
cette première période de nos recherches.
Travaux du Bureau international des Poids et 1
— Une impulsion nouvelle a été donnée, en 1895,
travaux. C'est à cette époque que nos relation!
le Bureau international des Poids et Mesures s
établies, grâce à Taimable intermédiaire de M. le
nant-colonel Hartmann, alors chef de l'atelier de
sion de la section technique à Saint-Thomas-d'
qui a bien voulu nous mettre en rapport avec M. ]
l'éminent directeur du Bureau international. N
cherches, encouragées par ce contact, ont abordé
des aciers à haute teneur en nickel, mangan
chrome, non seulement au point de vue de leurs p
tés mécaniques, mais aussi au point de vue plus {
(le leurs diverses propriétés physiques, et plus partie
ment de leurs transformations allotropiques, caract
notamment par l'apparition ou la disparition du ]
tisme.
M. Benoît, dans le premier entretien que nous
eu avec lui à Saint-Thomas-d'Aquin, nous a fa
(*) Annales des Mines^ t. XIV, p. 22.*>.
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860 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
naître que la métrologie porte grand intérêt aux re-
cherches relatives à des métaux ou des alliages conve-
nables pour la construction des étalons de mesures dits
secondaires, c'est-à-dire pouvant remplacer le platine,
dont le prix est trop élevé. Les qualités indispensables
pour des étalons secondaires sont, outre un prix de
revient modéré, une grande homogénéité et une faible
oxydabilité(*). Il était intéressant de rechercher, parmi
les aciers au nickel, un métal satisfaisant à ces condi-
tions.
Des échantillons préparés par Imphy ont été étudiés
successivement au Bureau international des Poids et
Mesures par M. Benoit lui-même, et par MM. Chappuis et
Ch.-Ed. Guillaume, physiciens adjoints au directeur du
Bureau; la découverte, faite par M. Ch.-Ed. Guillaume,
d'une remarquable anomalie de dilatation présentée par
un acier à 30 p. 100 do nickel, a été l'origine d'une fruc-
tueuse collaboration.
M. Ch.-Ed. Guillaume a rendu compte, dans plusieurs
publications, des importants travaux qu'il a entrepris au
PaviUon de Breteuil sur les échantillons qu'Imphy a pré-
parés sur sa demande ; ces travaux sont relatifs aux lois
(le la dilatation et à d'autres propriétés physiques des
aciers au nickel : magnétisme, élasticité, densité, résis-
tance électrique, etc. Nous renverrons aux remarquables
mémoires de M. Guillaume (**) le lecteur désireux de
prendre connaissance du détail des travaux de haute pré-
(*) M. Benoit a bien voulu nous adresser à ce sujet une lettre du
13 rhars 1895, dont nous donnons ci-après un extrait :
<i Si vous étiez disposé à nous aider dans cette recherche d'un
métal bon marché, relativement au platine, et propre à construire des
étalons peu altérables, recherche qu'on pourrait croire très simple,
mais dans laquelle, après bien des tentatives, nous ne sommes arrivés
encore à rien de satisfaisant, vous nous rendriez, aussi bien qu'à
la science et aux constructeurs en général, un véritable service. »
{**) Comptes Rendus de V Académie des SciVî7tce5, janvier, avril, juin et
juillet 1897; Bulletin delà Société d* Encouragement ^ mars 1898, etc.
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I I
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CHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
ÉTÉS PHYSIQUES BT MÉCANIQUES
DES ACIERS AU NICKEL.
VISION DES ACIERS AU NICKEL
IN QUELQUES GROUPES PRINCIPAUX.
Basais de classification. — Une étude raétho-
iifluence des additions progressives de nickel
riétës mécaniques des aciers fait bientôt cons-
lomalies difficilement explicables dans Tigno-
lois particulières qui régissent ces phéno-
Li la nécessité de grouper les échantillons
ropriétés analogues, de manière à mettre ces
nce. La classification admise à Imphy en 1895
rois catégories d'aciers au nickel (*):
à teneurs en nickel comprises entre 2 et
L'addition du nickel relève la limite d'élasti-
lente la résistance à la rupture. Ces aciers
3t se laminent bien, et se travaillent à froid
es-outils.
à teneurs en nickel comprises entre 10 et
— Ces aciers sont très fragiles, surtout après
se forgent et se laminent bien; mais on ne
; usiner à froid avec les machines-outils.
à teneurs en nickel comprises entre 20 et
- Ces aciers se font remarquer par une limite
peu élevée, un allongement à la rupture très
absence de fragilité remarquable. Le métal se
lamine bien; Tusinage à froid est difficile,
le.
jigncnients dont nous disposons actuellement
moire de M. Abraham {Annales des Mines^ septembre 1889,
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ne permettent plu
été basée sur un
caractère trop géi
Influence des élé
était difficile de se
période de recherc
les propriétés phyî
peu importantes <
chrome et mangar
considérable.
Tous les aciers
Maitiu ou au cr
nickel, du carbone
phoreet du soufre
Le carbone, le
par les matières ]
On constatera <
éléments les plus
teneur en carboni
toute particulière.
Le phosphore <
nickel comme poui
très nuisibles, des
ment réduits au i
mières très pures
Le silicium es
par son contact î
four. Sa teneur de
que Tinfluence de
très peu importan
Le manganèse (
au nickel les qu
puissent être forj
tiens; ce résulta
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366
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKET.
Table Ai: I.
COMPOimON CHmiQUB p. 100
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A HAUTES TENEURS
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0.040
0.029
8.388
k
0.253
0.584
0.040
0.083
6.425
0.259
0.886
0.022
0.022
7.148
f99j
0.353
0.562
0.043
0.032
3.096
(100)
0.066
' 0.492
0.028
0.040
8.294
toi.
0.295
0.606
0.037
0.045
10.835
(102)
0.137
0.350
0.028
0.037
12.772
103)
0.559
1.005
0.060
0.066
18.460
(104)
0.087
0.163
0.018
0.048
0.753
(105)
0.168
0.304
0.032
0.057
0.546
(1()5 bis)
0.366
0.315
0.001
0.021
2.052
(10«)
(107)
0.460
0.527
0.031
0.048
1.720
0.965
0.493
0.016
0.045
1.456
(108)
109)
0.110
0.232
0.032
0.042
0.703.
0.675
0.232
0.032
0.051
1.275
110)
0.500
1.198
0.023
0.033
O.'iOO
111)
0.500
0.262
0.030
0.060
3.7:50
112)
0.308
0.3.S5
0.011
0.067
8.S.-)li
113)
0.350
0.063
0.018
0.040
13.5.Ô4
(•) Teneur
détermin
ée par diff^
^rence .
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368 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
Programme qui sera suivi dans Texposé des propriétés
physiques et mécaniques des aciers au nickel. — Les pro-
priétés physiques et mécaniques des aciers, dont les
compositions chimiques sont données au tableau I, seront
étudiées successivement dans des groupes constitués
comme suit :
1" Aciers au nickel ne contenant pas de chrome, et
contenant des proportions de carbone et de manganèse
très réduites ; nous les dénommons : aciers au nickel
proprement dits;
2** Aciers au nickel carbures, chromés et manganèses,
qui se subdivisent en :
a) Aciers carbures;
b) Aciers chromés ;
c) Aciers manganèses.
Notre exposé s'achèvera par une revue rapide des
propriétés des aciers ou alliages à proportions de nickel
très élevées.
PREMIERE PARTIE.
ACIERS AU NICKEL PROPREMENT DITS.
PROPRIETES MECANIQUES.
Choix d'échantillons formant une série d*aciers au nickel
proprement dits. — Les aciers au nickel, non chromés,
peu carbures et peu manganèses, du tableau I, forment une
série à teneurs en nickel croissantes, comprises entre
6 et 43 p. 100, que nous considérerons comme échantil-
lons types des aciers au nickel proprement dits.
Les aciers à teneurs en nickel à 6 p. 100, à très faibles
proportions de carbone et de manganèse, sont trèsrèfrac-
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A HAUTES TENEURS
taires et, par suite, difficilement obtenus au cre
D'autre part, Imphy n'a pas eu roccasion de prépar
four Martin, où il serait facile de les obtenir, des i
réalisant ces conditions, à teneurs comprises entre
T) p. 1()0 de nickel. Il en résulte une lacune au cora
cernent de la série, mais elle n'entrave pas les roche
dont nous allons rendre compte, puisqu'elles ont
objectif principal les propriétés des aciers au nie
hautes teneurs.
Cette série d'aciers au nickel proprement dit
comprend que des aciers à teneurs en nickel inféri
à 50 p. 100, d'une part parce que, dans les acie
alliages ^e fer et de nickel contenant plus de 50 p
de nickel, les particularités révélées par l'étude
aciers au nickel à teneurs moindres semblent dispar
(le l'autre parce que les applications de ces alliaj
hautes teneurs seront toujours restreintes, vu leur
de revient élevé. Enfin, ces aciers ou plutôt ces ail
se préparent difficilement sans des proportions noj
de manganèse, ce qui les éloigne dos aciers au i
proprement dits.
Les échantillons de la série ainsi constituée or
soumis à des essais mécaniques, dans les condi
d'usagQ pour les réceptions par les contrôles de l'Et
des Cx)mpagnies de chemins de fer : essais à la tra(
essais de pliage, essais de choc.
Propriétés mécaniques avant et aprôs recuit. — Est
la traction avant recnit. — Les échantillons on
essayés à la traction au sortir du laminage avant rc
les résultats obtenus sont inscrits au tableau II :
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370 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL
!;■•/
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j
A HAUTES TENEURS
Tableau II.
371
RiHULTATH DBS B88AI8 A LA TRACTIOM I
dAsiotiation
des
TB?IBL'n»
en
Allonjçcinents
Limites
Résistances
strictions
échantillon 8
nickel
d'élasticité
à
la rupture
p. 100
^'xioo
par inm2
par mmS
à la rupture
S
(7)
6.00
40k.1l
ri8k,H
2:K4
55.6
(»)
H. 28
.•>8 ,8
<i:i ,4
111. :i
.S5.()
10)
î).in>
07 ,4
7:. ,1
20.4
5.1.7
(1'^)
11.28
87 ,7
104 ,4
10.0
ia.9
17)
1.S.60
88 ,(î
114 ,:>
5.0
U.O
(26)
i:..92
107 ,0
12a ,0
J>.7
16.4
(••Mi)
20.52
t>2 ,8
122 ,0
14.0
5.1.0
(W)
'22. (i4
84 ,0
114 ,(î
15.0
57.0
(M)
24.40
«6 ,.•)
108 ,2
22.3
51.0
'J^)
24 72
40 ,7
1-^2 ,0
i:j.5
22.0
(«:i)
2:). 84
40 ,0
114 ,0
15.5
45.0
(71)
27.72
:\2 ,1
hl ,8
:i4.o
.55.0
28.82
.i:i ,8
.51 ,7
:i4.0
64.0
(7«)
;io.44
22 ,2
.51 ,2
ao.o
71.0
(SU)
H...(iO
48 ,1
iHi ,0
28.6
55.0
(H'.)
î:i.92
4i) ,:i
(i9 ,5
2;j.5
48.0
Ces divers résultats ont été réunis dans le diagramme
fig, 1, dont les abscisses sont les teneurs en nickel, et les
ordonnées soit les limites d élasticité et les résistances
à la rupture par millimètre carré en kilogrammes, soit
les allongements à la rupture et les strictions en pour-
centages.
L'examen de ce diagramme amène à distinguer, tout
d'abord, dans les variations des propriétés mécaniques
des aciers au nickel, deux périodes, Tune caractérisée
par des limites d'élasticité élevées, des résistances à la
rupture considérables et des allongements à la rupture
faibles, l'autre par des limites d'élasticité peu élevées,
très inférieures aux résistances à la rupture, et par des
allongements à la rupture considérables. C'est l'échan-
tillon (67) de notre série, à 27,72 p. 100 de nickel, qui
accuse le commencement de la seconde période.
A ces deux périodes correspondent deux catégories
d'aciers bien distinctes, la première comprenant des
aciers à haute limite (f élasticité et petit allongement à la
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372 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
rupture, la seconde des aciers à basse limite d'élasticité
et grand allongement à la rupture. On voit sur le dia-
gramme, à la fin de la première période, la limite d'élas-
ticité et la résistance à la rupture faire une véritable chute,
tandis que rallongement se relève rapidement; une trans-
formation des plus considérables ae produit dans la
nature même de Tacier sous Tinfluence des dernières
augmentations de la teneur en nickel, lorsque cette
teneur devient voisine de 27 p. 100.
Cette transformation est mise en évidence non seule-
ment par l'examen des résultats numériques et du dia-
gramme, mais encore par Texamen des éprouvettes qui
ont subi Tessai a la traction. L'acier, qui était devenu
franchement dur, s'est transformé en une sorte d'acier
doux, son grand allongement et sa limite d'élasticité peu
élevée lui en donnent Tapparence, quoique sa résistance
à la rupture reste plus élevée que celle de l'acier doux
proprement dit. Pour abréger et pour mieux souligner le
contraste qui existe entre leurs propriétés, nous aurons
aussi recours quelquefois, dans la suite de cet exposé, pour
distinguer ces deux types d'aciers si différents, aux dési-
gnations acier dur et acier doux.
Lorsque la limite d'élasticité est atteinte, l'acier du type
dur soumis à la traction ne se déforme que dans la région de
l'éprouvette où se produit la rupture, la striction ne se
produit qu'en cette région, mais très forte relativement à ce
que i)eut faire prévoir un allongement p. 100 aussi faible.
Cet allongement provient tout entier d'une petite partie
de la longueur de l'éprouvette ; c'est pourquoi, rapporté à
toute la longueur de cette éprouvette, il apparaît peu
important ; il est cependant considérable dans la région de
la rupture et indique une ductilité remarquable.
L'acier du type doux, au contraire, lorsqu'il est soumis à
la traction, commence à se déformer sous ime charge très
faible, 20 kilogrammes par millimètre carré et môme
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A HAUTES TENEURS 373
moins ; mais il a une tendance à Técrouissage très pro-
noncée, d'où un relèvement rapide do la limite d'élasticité
partout où une déformation se produit. Il en résulte que
la région qui s'est allongée la première cesse bientôt
de s'allonger pour laisser les autres régions de Téprouvette
subir à leur tour une déformation qui relève de même
leur limite d'élasticité. L'éprouvette s'allonge ainsi dans
toute son étendue, même hors des repères et dans les
tètes, malgré l'augmentation de la section, car le relève-
ment de la limite d'élasticité peut être assez grand pour
compenser une importante réduction de section. Des
déformations se produisent en plusieurs points de l'éprou-
vette, parfois simultanément, et se déplacent rapidement*
Ce phénomène est encore beaucoup plus accentué pour
certains aciers carbures et chromés, non magnétiques, que
pour les aciers au nickel proprement dits.
La hmite d'élasticité est basse, elle est même en réalité
plus basse que ce qui est inscrit aux tableaux, car il
est difficile de bien saisir le moment précis où commence
la déformation permanente ; aussi les chiffres donnés pour
cette limite sont-ils toujours un peu approximatifs.
L'allongement à la rupture de ces aciers provient de
l'éprouvette tout entière, ce qui explique pourquoi il est
si considérable, rapporté à la longueur primitive de cette
éprouvette ; le pourcentage est beaucoup plus grand que
celui qui correspondrait à l'allongement produit seulement
dans la région de la rupture ; il n'est donc pas très com-
parable à rallongement p. 100 à la rupture, tel qu'il est
relevé pour les aciers à haute limite d'élasticité.
Par contre, la striction des aciers de ce dernier type
n'est pas beaucoup plus iaible que celle de l'acier à basse
limite d'élasticité ; le pourcentage de la striction est loin
d'augmenter dans la proportion du pourcentage de l'allon-
gement à la rupture; mais, ainsi que nous venons de le
signaler, elle est très localisée. On voit que l'examen des
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374 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
chiffres donnés par Tessaià la traction pour ces deux types
d'aciers ne suffit pas pour donner une idée exacte de
leurs ductilités relatives. Les conditions de l'essai sont
à ce point de vue défavorables à l'acier à haute limite
d'élasticité.
Nous insisterons particulièrement sur la distinction sui-
vante : l'acier à basse limite d'élasticité s'écrouit forte-
ment, tandis que l'aciet* à haute limite ne s'écrouit pour
ainsi dire pas. Le premier se comporte à la traction
comme le laiton, le cuivre, l'aluminium et autres alliages
ou métaux écrouissables, tandis que le second se com-
porte comme l'acier au carbone demi-dur ou dur. On voit
cx)mbien s'impose une première division des aciers au nickel
en deux catégories.
Dans la première de ces catégories, des variations de
teneurs assez faibles produisent d'importantes modifica-
tions des propriétés mécaniques ; ces propriétés subissent
une véritable transformation lorsque la teneur en nickel
se rapproche de 27 p. 100, transformation qui est bien
mise en évidence par le diagramme [fig, 1) :
Jusqu'à l'échantillon (26), à 15,92 p. 100 de nickel,
la limite d'élasticité et la résistance à la rupture s'élèvent
régulièrement et progressivement, à mesure que la teneur
augmente; les allongements à la rupture et les strictions
diminuent parallèlement.
De l'échantillon (26) à 15,92 p. 100 de nickel à l'échan-
tillon (36) à 20,52 p. 100, la résistance à la rupture se
maintient très élevée, de même que la limite d'élasticité,
qui s'abaisse cependant quelque peu ; la striction augmente
rapidement.
De l'échantillon (36) à 20,52 p. 100 jusqu'à l'échantil-
lon (67) à 27,72 p. 100 de nickel, la limite d'élasticité
et la résistance à la rupture font, ainsi que nous l'avons
déjà fait remarquer, une chute, pendant que l'allongement
à la rupture se relève rapidement, et que la striction
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'•Wfnt^fHm^'-m^/'^ . ^-ftil^y^f^'^ i-r-^KJù^ \ » .
A HAUTES TENEURS 375
Continue à augmenter. La résistance k la rupture rede-
vient ce qu'elle était à 6' p. 100 de nickel, et la limite
d'élasticité s'abaisse plus bas encore.
De réchantillon (67) à 27,72 p. 100 jusqu'à Téchan-
tillon (83) à 43,92 p. 100 de nickel, catégorie que nous
avons dénommée aciers à basse limite d'élasticité, les
variations des propriétés mécaniques prennent une allure
plus régulière, où s'accuse un relèvement lentement pro-
gressif de la limite d'élasticité et do la résistance à la
rupture, accompagné d'une diminution lente de l'allonge-
ment à la rupture et de la striction, à mesure que la teneur
en nickel augmente.
On peut donc distinguer, dans la catégorie aciers du
type à haute limite d'élasticité, trois groupes, parmi les-
quels le troisième : 20,52 à 27,72 p. 100 de nickel, se fait
remarquer par une variation extrêmement rapide des pro-
priétés mécaniques, surtout à l'approche du groupe sui-
vant. Aussi avons-nous eu soin de procéder à des essais
plus nombreux dans cotte région particulièrement intéres-
sante.
Un examen attentif des résultats inscrits au tableau
montre que l'influence des petites variations de teneurs
en carbone et en manganèse est loin d'être négligeable;
il y a, sans doute, lieu de leur attribuer en grande partie
les petits accidents des courbes de notre diagramme. Ainsi
notamment les échantillons (53) et (63), 24,72 et 25,84
p. 100 de nickel, très peu carbures et peu manganèses,
se font remarquer par leur dureté plus grande que celle
de l'échantillon précédent (54), 24,40 p. 100 de nickel,
notablement plus carburé et manganèse. On constatera
plus loin, en étudiant des séries spéciales d'aciers au
nickel carbures et manganèses, que les additions de car-
bone et de manganèse adoucissent les aciers au nickel
lorsque leurs teneurs sont peu inférieures à 26 p. 100.
Par contre, la réduction do la proportion de carbone et
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376 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL
de manganèse à Textrôme minimnni peut durcir beau-
coup les aciers au nickel dé ces mêmes teneui^. On en
jugera par les résultats obtenus à Tessai à la traction
avec l'acier (64) à 26,34 p. 100 de nickel, 0,063 de car-
bone et 0,077 de manganèse. Nous ne les avons pas
inscrits dans le tableau II, parce qu'ils ne sont pas d'ac-
cord avec ceux que donnerait un acier au nickel norma-
lement carl)uré et manganèse de même teneur en nickel.
Ces résultats, obtenus avant recuit, sont :
Limite d'élasticité 54,8 kilogrammes
Résistance à la rupture 95,1 —
Allongement à la rupture "7,0 p. 100
S s
.Striction —g— 36,0.
Nous diviserons les aciers au nickel proprement dits
en deux grandes catégories : aciers à haute et à basse li-
mite d'élasticité ; puis en quatre groupes, dont les deux
premiers, aciers de plus en plus durs, et le troisième,
aciers à dureté atténuée, appartiendront à la première caté-
gorie, tandis que le quatrième comprendra la deuxième
catégorie tout entière.
Ces quatre groupes seront délimités comme suit :
1" groupe. — Teneurs en nickel 0 à 15 p. iOO
2« — — 15 à 21 —
3" -- — 21 à 27 —
4« — — 27 â 50 —
On verra ces quatre groupes se constituer à nouveau,
dans la suite de l'exposé de ces recherches, pendant
l'étude des propriétés autres que les propriétés mécaniques.
Essais à la traction après recuit. — Les résistances à
la rupture et les limites d'élasticité sont pour certains
échantillons très élevées ; il est intéressant d'essayer
sur ces échantillons Tinlluence du recuit.
Recuit à haute tenipêrature, — Les six premiers échan-
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A HAUTES TENEURS
tuions de la série ont été recuits an rouge cerise
soit à 900** environ; ils ont donné les résultats suiv
Tablkai: III.
DBSIGMATIO:*
TKNRURS
des
en
échaotitlons
nickel
(')
6.00
^«J
8.28
(lÔ)
9.itt
(14)
11.28
(17)
1H.60
(•i«)
l.î.l»2
RéSOLTAW DE» E88AI» A LA TIIACTION
Limites
Hésislaoces
Allongements
Stricli(
d'élasticité
par mm*
à
la rupture
par mm^
p. 100
à la rupture
^'x
.S9S.-»
:)2* ,0
ao.5
(w.l
46 ,7
IK) ,1
26.5
65.1
f)3 ,8
82 ,0
Ki.O
48.1
59 ,0
114 ,0
11.0
41.1
Ô7 ,:{
120 ,7
12.0
39.1
77 ,:i
120 ,8
10.:.
42.1
La comparaison de ces résultats avec ceux don
été déjà rendu compte (tableau II) montre que le
à 9(X)** abaisse les limites d'élasticité. Mais, s'il rédi
résistances à la rupture lorsque la teneur en nickel
inférieure à 9 p. 100, il les augmente notablement lo
la teneur devient plus forte. Ce recuit augmente h\
les teneurs rallongement et la striction.
Les Aciéries de Saint-Étienne ont exposé, en ii
Lyon (*), une série très remarquable d'essais a la tr;
{*) Nous extrayons de la notice publiée à l'E.xposition de Lyon
Compagnie des Fonderies, Forges et Aciéries de Saint-Étier
tableau de résultats d'essais auxquels nous Taisons allusion :
MARQUES
Al
A2
A3
A4
A5
AO
A7
A»
AU
A 10
TKNKL'M K.1
Car-
bone
0.10
0.09
0.09
0.08
0.09
0.08
0.08
0.09
0.09
0.10
.Mao-,
ganésé
0.04
0.04
O.O'i
0.0'i
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
Nickel
2.48
b.'M
7.:)4
10.0(i
12.42
1.').09
17.60
19.96
22.6:1
rIsoltats ubs essaik a la traction
i^n traction
Limite
Charge de
AU
^X 100
élastique par
rupture par
p.l
mm^
mm'i
SUI
72.7
H3.7
43.0
71.5
41.4
.-.0..')
69.7
4.'). H
(')0.0
li2.0
•.-.2.2
77.0
62.3
86.9
10î».8
44. S
98. 4
118.6
56.1
88.0
119.1
61.0
83.4
11.k4
51.0 -
77.7
112.3
54. H
.-.4.4
102.4
^Ê^jJ^^êàiH^y
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,^Ti^n^
378
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NiCItEL
d'aciers au nickel très peu carbures et peu manganèses re-
cuits au rouge cerise mi-clair et refroidis dans le sable. Les
résultats obtenus à Imphy concordent avec ceux qui ont
été obtenus à Saint-Étienne ; la loi suivant laquelle les
résultats des essais varient avec la teneur en nickel est
la même de part et d'autre. La limite d'élastirité s'élëve et
se rapproche de la résistance à la rupture, qui augmente
très rapidement à mesure que la teneur en nickel aug-
mente, de 0 à 15 p. 100 de nickel; cette dernière teneur
corresi)ond à rallongement à la rupture le plus réduit et
à la striction la plus faible. La résistance à la rupture se
maintient élevée jusqu'à 20 p. 100 de nickel, tandis que la
limite d'élasticité commence à s'abaisser et que l'allonge-
ment à la rupture et la striction commencent à augmenter.
De 20 à 25 p. 100, la résistance s'abaisse lentement, la
limite d'élasticité plus vite, et rallongement h la rupture
et la striction augmentent sensiblement. Malheureusement
la série des Aciéries de Saint-Étienne s'arrête à 25 p. 10(3
de nickel, au moment où la grande perturbation allait se
produire.
Recuit à basse température, -^ Les huit premiers
échantillons de notre série soumis à un recuit au bois
étincelant, soit à i00° environ, ont donné les résultats sui-
vants :
Tableav IV.
DKSlOJÎATIOr»
des
échantilloDi
TBNBURS
en
nickel
IIK8ULTAT8 DBS B88M» A LA TRACTIO.X
Limites
d <Waslicité
par mro-
Résistances
à
la rupture
par ram-
.MIoDgemrnts
p. lue
à la rupture
Strictions
^'xioo
(7)
('.»)
(10)
(14)
(17)
m
(3H)
G. 00
9.9'2.
11. '.'8
13. (K)
15.92
20.52
40^,0
.ni .a
70 ,5
l'A ,5
75 ,2
7H ,2
89 ,2
75 .8
.W,0
02 ,5
70 ,H
78 ,8
80 ,8
89 ,2
92 ,(»
88 .8
28.0
22.0
18.0
19.0
19.5
19.0
18.8
23. :i
V2.0
'i2.0
o:i.o
59.0
59.0
W.5
01.0
«>5.0
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380 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
aciers des résultats d'essais à la traction très remarquables ;
il diminue considérablement la résistance, à la rupture
sans beaucoup abaisser la limite d'élasticité, qui reste
très voisine de la résistance. Au contraire, le recuit à
900° abaisse beaucoup la limite d'élasticité, et Téloigne
de la résistance à la rupture, en relevant même la résis-
tance à la rupture pour certaines teneurs, ce qui doit le
faire considérer dans une certaine mesure comme dur-
cissant.
Le diagramme ^^. 2, qui réunit les résultats du tableau IV,
fait ressortir la régularité avec laquelle, sous rinfluence
de Taugmentation de la teneur en nickel, la résistance à
la rupture et la limite d'élasticité se relèvent jus-
qu'à féchantillon (26) à 15,92 p. 100 de nickel, et se
maintiennent ensuite jusqu'à l'échantillon (36) à 40,52
p. 100, tandis que l'allongement à la rupture diminue et
reste faible. Aussitôt après, l'atténuation de la dureté
commence à se produire; c'est donc bien vers 21 p. 100
de nickel que commence le troisième des groupes que
nous avons constitués, celui des aciers du type à haute
limite d'élasticité, à dureté atténuée.
Nous aurons à revenir sur l'importante question des
effets produits par le recuit à diverses températures.
Essais à la fraction en travers. — Les essais à la trac-
tion dont il a été rendu compte sont des essais en long.
Certains aciers à 12 p. 100, et même parfois à 5 p. IW
de nickel, ayant accusé une tendance à prendre une tex-
ture schisteuse, tellement prononcée qu'elle détruisait
complètement la ténacité dans le. sens perpendiculaire à
celui du laminage, il était intéressant d'essayer à l^ trac-
tion des éprouvettes découpées dans le sens du travers
dans des barres laminées. Des éprouvettes des six pre-
miers échantillons de la série, recuites à 900°, or* donné
les résultats ci-après :
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A HAUTES
Table.^
nÉsioxarioN
des
échantiUons
TCNKl'nS
en
nickel
ntBVLT
Limites
d'élasticité
par mmS
la
F
17)
(26)
fi.O
8,28
9.02
11.28
13.60
15.92
40^2
46 ,8
66 ,5
101 ,0
120 ,5
98 ,9
Ces résultats diffèrent peu
avec des éprouvettes en long
ils démontrent que ces aciers
schistosité comme les aciers
burés et chromés, des premie
Essais de pliage statique, -
quel que soit le groupe auquc
bloc sans se rompre, à Tépais
Pour les aciers du deuxièi
convient do recuire à 400° av
ces conditions, nous avons c
gerçures d'éprouvettes do 2i
sept premiers échantillons de
On voit que les aciers au n
certaines régions de la série,
ticité et à résistances à la
cependant tous très reniarqi]
essais statiques.
Essais fie pliage par choi
choc, prescrit par rartillene
constatation du nombre de <
pour pli^tj; une barrette mai
poids du -^uton est de 10 1
chute, de O'",50. Il était inté
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382 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
conditions les aciers au nickel les plus durs, pour lesquels
la fragilité est particulièrement à redouter.
Avec des barrettes de 25"" X 10"°, le résultat des
essais a été le suivant :
Tableau VI.
DÈ8I0KATI0JI
TENEURS
des
™
écbanlilloos
nickel
(7)
6.00
W
8.28
(10)
14)
9.02
11.28
(17
13.60
(201
1Ô.92
(36)
20.52
NOMBRK DR COUPS
de mouton
nécessaire pour plier
U barretle à SO"
40 coups
40 -
70 -
80 -
70
200
(rupture à 90*)
Essais de choc sur barrettes entaillées, — .On voit que
lessai de pliage par choc accuse, comme les essais à la trac-
tion, une importante augmentation de la résistance à mesure
que la teneur en nickel augmente. Mais les remarquables
travaux de M. Frémont sur T essai au choc ont démontré que
Teffet produit par des chocs relativement faibles, répétés un
grand nombre de fois, est loin d'être le même que celui
d'un seul choc assez violent pour rompre les éprouvettes
d'un seul coup, quelle que soit leur résistance. On sait que
l'essai au choc tel que le pratique M. Frémont se fait au
moyen d'un appareil qui enregistre le nombre de kilo-
grammètres nécessaire pour produire la rupture ; ce
nombre mesure la fragilité beaucoup mieux que le nombre
de coups do mouton. Les essais par chocs répétés se
rapprochent sans doute trop des essais à l'état statique.
Les aciers au nickel à haute limite d'élasticité donnent
des résultats très remarquables aux essais statiques;
cependant ils sont plus fragiles que les aciers doux ordi-
naires de bonne qualité, quoique beaucoup moins fragiles
que les aciers au carbone de môme dureté; c'est ce que
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A HAUTES TENEURS 383
démontrent les résultats des essais faits snr nos échantil-
lons par la méthode de M. Frémont.
Les résultats obtenus par M. Frémont sont les suivants :
Tableau VU.
DÉSIGNATION
des
échantillons
(9)
(14 bis)
(17 bis)
m)
(76)
(80 bi9)
(82 Ai»)
nickel
6.00
8.28
11.36
14.00
20.52
:w.44
35.20
43.44
TBAITBMBIfTS
subis
noD recuit
non recuit
recuit à 400«
recuit à 400*
recuit à 400"
non recuit
recuit à 800*
i non recuit
I recuit à 800*
\ DOD recuit
i recuit à 800»
RÉSULTATS DBS RSSAtS DR CHOC
sur barrettes entaillées
de 8 X 10 X 30 mm.
kiloffr&mmètres
24
22
16
21
8
38
36
40+xC)
40-1- X
30
29
(*) 40 -)- X kilo^ammètres signifie que l'appareil donnant son choc maximum,
qui correspond à 40 kilofframmètres, n'a pas rompu la barrette, ce qui n'avait
encore été obtenu par M. Frémont pour aucun acier et aueun métal.
Pour faciliter la comparaison de ces résultats avec
ceux que donnent les aciers ordinaires, nous rappellerons
que les aciers doux de bonne qualité donnent 25 kilo-
grammètres, et nous ferons connaître les résultats obtenus
avec des aciers au carbone dans des mêmes conditions.
Imphy a préparé des éprouvettes de trois aciers dont
nous donnons au tableau VIII la composition chimique.
Nous inscrivons au tableau VIII his les résultats qu'ils
ont donné à Tappareil de M* Frémont.
ÎABLEAU VIII.
OÉSIONATIOM
des
échsitillNt
Carbone
COllPOSmON CHIMIQUE P. 100
Silicium
Phosphore
Soufre
Manf^anése
Nicl(el
Chrome
(a)
(bi
(C)
0.260
0.320
0.000
0.202
0.232
0.304
o.ooft
• 0.0211
0.105
0.«)7
0.030
0.063
0.508
0.515
0.665
2M
*
0.010
Tome 1, 1902.
25
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384
RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
Tableau VIH bis.
Dé8ie;fATio!f
des
échantitloQS
ià)
TRAITKMBMTS
subis par
les échantilloas
RÉSULTATS
des essais
de choc
sur barrettes
entaillées
kilogram mètres
3
12
3
10
2.5
recuit à 850»
•trempé à 8.M)*....
I et recuit à550»....
recuit à 850* |
trempé à 850« <
et recuit à550* i
recuit à 850* |
trempé à 850» i
et recuit àôôO* (
I
Il est intéressant de comparer aux résultats des essais
de choc les résultats donnés par ces aciers à Fessai à la
traction. Us sont inscrits au tableau VIII ter.
Tableau VIII ter.
—
DÉSIOlfATION
de.
échantillons
TRAITBMBIITS
subis par les écbantillons
RÉSULTATS DBS ESSAIS A LA TRACTION
ymitfls
d'élasticité
mm. carré
Résistances
à la rupture
par
mm. carré
Allongements
p. 100
à la rupture
StiicUons
(a)
(M
non trempé, non recuit
1 trempé à 85«« et recuit à 5ôO». .
1 non trempé, non recuit
1 trempé à R50« et recuit à âOO-. .
, non trempé, non recuit
» trempé à m)" et recuit à .SÔO».
1
kil.
3()
61
37
m
4t
8(»
kil.
56
76
C2
8i
70
28
15
25
12
20
8
46
59
45
55
32
35
On voit que les aciers au nickel du type à haute limite
d'élasticité sont beaucoup moins fragiles que les aciers au
carbone de duretés correspondantes, mêmelorsqu'ilsontété
trempés et recuits, et même lorsqu'ils contiennent 2 p. 100
de nickel et un peu de chrome, comme l'échantillon (6).
D'autre part, les aciers au carbone sont très fragiles,
lorsqu'ils n'ont pas été trempés et recuits à basse tempéra-
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386 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKELr
Tableau IX.
UltelONATION
TtMtORS
de«
échaDtillons
DÎckel
(36)
20. Ô2
(V2,
22.64
(:»4)
24.40
m
24.72
m
25. H4
('i7)
27.72
(71)
28.82
(76)
30.44
(HO)
.3,-). 60
(H4)
43.92
RisdLTATS t»SK RMAI» A LA TRACTION
Liroiten
d'éiastirité
par mm-
61^,0
36 ,6
X^ ,3
2i ,3
18 ,4
21 ,2
'A6 ,4
32 ,8
R^tistancet
à
la rupture
par rom-
140^,8
126 ,0
123 ,5
118 ,0
112 ,0
5.3 ,4
47 ,0
49 ,6
58 ,1
60 .8
Allonfrcmenli
p. 100
à la rupture
8
15.5
18.4
10.0
12.5
40.0
.T2.0
.36.0
31.7
:i3.0
StrictioDf
^^xioo
24.0
11.0
4.*».0
13.0
23.0
57.0
iib.O
69.0
48.5
54.0
La companiison de ces résultais avec ceux que donne
le tableau II pour les mêmes échantillons, non trempés et
non recuits, montre que la trempe durcit les aciers du
troisième groupe, aciers durs à dureté atténuée, et adou-
cit beaucoup les aciers du quatrième groupe, aciers à
basse limite d'élasticité.
Les Aciéries de Saint-Étienne ont donné parallèlement
aux résultats dVssais après recuit, que nous avons rap-
pelés ci-dessus, les résultats d'essais des mômes échantillons
soumis à la trempe à l'eau vive après chauffage au rouge
cerise mi-clair, et non recuits ultérieurement (*). Ces
(*) Nous extrayons de la notice, déjà mentionnée ci-des8us, les résul-
tats des essais obtenus à Saint-Étienne, sur des échantillons trempés :
TR.1RCHI» IW
MABQUEft
Car-
bone
Mtn-
ganèite
Nickel
Al
0.10
o.o;
2.48
A2
O.OÎJ
0.04
h. ai
A3
0.(9
0.0'.
7.54
A4
0.08
O.O'i
10.06
A5
O.OÎ)
0 04
12.42
A fi
0.08
0.04
15.09
A7
0.08
0.04
17.60
A8
0.011
0.04
19.96
A9
0.09
0.04
22.63
AlO
0.10
0.04
25.15
RisOLTAT» DKS >.S8AIK 4 LA TRACTION
Contraction
S — <
S
-xioc
77.6
62.7
.')9.9
.'».'i . 7
:)7.7
:>o.o
'i6.8
U.3
41.9
36.4
Limite
élastique par
mm. carré
46.1
9:i.9
110..')
110.5
114.2
120.1
112.5
104.0
80.1
53.9
(Jiflrgre de
rupture par
mm. carré
.-»9.7
106.3
122.0
120.5
124.6
126.0
122.8
120.6
11.'..7
112.6
Allongement
p. 100 mesuré
Bur 100 mm.
18.5
10.(»
9.0
9.5
9.6
8.8
8.3
7.7
8.6
17.5
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A HAUTES TENEURS
essais sont relatifs exclusivement à des aciers (
premiers groupes (pie nous avons constitués, ils n
comme nos premiers résultats, que la t rem pi
quelque peu les aciers à haute limite d'élasticité
On peut admettre que la trempe produit sens
le même effet que le recuit, c'est-à-dire que l\
de température qui précède la trempe, mais i
action plus intense, sans doute parce qu'elle
brutale. Pour les aciers à basse limite d'élasticité,
y a lieu d'adoucir, par exemple entre des passes
filage, on a généralement recoiu^s à la trempe d
rence au recuit, parce qu'elle agit immédiatemen
que le recuit exige du temps pour produire tout !
Ces diverses constatations démontrent que,
complètement en cela des aciers au carbone, le
au nickel se comportent à peu près de même à 1;
qu'au recuit. Les phénomènes auxquels donnent
traitements sont essentiellement différents de
sont constatés avec les aciers au carbone. Pour l
au nickel, l'action do la trempe parait être, conr
du recuit, exclusivement d'ordre physique, contr
à ce qui se produit pour la trempe et le recuit d
au carbone. Dans le cas des aciers au carbone, 1
tition du carbone, c'est-à-dire la composition c
est considérablement modifiée par ces traitemen
ce qui explique pourquoi l'effet de la trei
immédiatement détruit par un chauffage à u
pérature assez élevée pour permettre au car
revenir à l'état qu'il avait avant la trempe, ta]
l'état moléculaire résultant de la trempe est,
aciers au nickel et paiiiculièrement pour les a
type à basse limite d'élasticité, tellement sta
résiste à des chauffages répétés, et môme s'acc
plus en plus si on renouvelle le traitement plusie
Imphy trempe généralement ces aciers deux ou t
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i LES ACIERS AD NICKEL
t par la trempe est mùnic difficile-
reau laminage à section moindre,
rempe sur ces aciers s'accuse à
seulement par l'abaissement de
le la résistance à la rupture, et
allongement à la rupture, mais
éprouvettes après qu'elles ont
res des éprouvettes non trempées
:t dômnmw en fraise , c'est-à-dire
achements en lignes convergeant
i section de Téprouvette est cir-
;i*empe leur aspect est uniforme,
lindriquedes éprouvettes d'aciers
igueuse; son aspect rappelle celui
e accuse des arrachements résul-
3nt qui se produit avant la rup-
)n n'observe pas sur les éprou-
pés.
le la trempe mettent encore bien
es deux natures différentes des
gnalés. La trempe agit sur Tacier
rès comme sur l'acier ordinaire,
acier du second type à peu près
bronze ou des métaux tels que
% l'argent, etc..
— Les aciers du type à basse
IX du type à haute limite delas-
'ent seuls être étirés à froid à
rès haute limite d'élasticité ne
relèvement de limite d'élasticité
de l'écrouissage, puisque leur
rès voisine de 'la résistance h
eut, ils ne s'écrouissent presque
onstaté en faisant l'examen des
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A HAUTES TENEURS
389
éprouvettes rompues à la traction; et nous avons signalé
en même temps les aciers au nickel du type à très
basse limite d'élasticité comme particulièrement écrouis-
sables. Cette propriété donne lieu à des constatations
intéressantes.
Les effets de Técrouissage produit par l'étirage d'une
barre à la filière s'accusent comme suit à Tessai à la
traction pour réchantillon (07) à 27,72 p. 100 de nickel.
Avant étirage. ,
Après étirage.,
d'élasticité
par
mm. carré
32,1
92,1
BÉPI8TANCE
à la rupture
mm. carré
kil.
:>7,8
92,1
ALL0N0BME5T
p. 100
à la
rupture
34,0
11,7
xioo
55,0
03,5
Le relèvement de la limite d'élasticité et la diminution
de l'allongement à la rupture, qui sont les conséquences
de la déformation à froid par étirage, se produisent
aussi, quelle que soit la cause de cette déformation :
compression, traction, forgeage par martelage ou à la
presse, laminage, etc. Par ces traitements, la limite
d'élasticité peut être élevée jusqu'à atteindre celle des
aciers à haute limite d'élasticité et même à la dépasser
en certains points. La constatation suivante le démontre :
la résistance opposée à Tétirage à la filière par une barre
à section carrée de 45 millimètres de côté, qui avait subi
une première passe diminuant sa section de 1 millimètre
environ, est devenue, à la seconde passe de même impor-
tance, assez grande pour faire rompre les quatre boulons de
30 millimètres de diamètre au moyen desquels s'exerçait
l'effort de traction. La dureté était devenue à la sur-
face semblable à celle des aciers au carbone trempés les
plus durs.
La déformation à froid a pour conséquence, pour ces
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390 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
mêmes aciers, comme pom* tous les métaux et alliages
écrouissables, la production de tensions intérieures ; mais
elles peuvent prendre une intensité extraordinaire. Elles
se révèlent notamment au rabotage des barres écrouies ;
chaque enlèvement d'un copeau sur une face modifie les
conditions de l'équilibre moléculaire, et cet équilibre se
rétablit par un cintrage de la barre. Imphy a eu Toccasion
de faire le rabotage d'une barre carrée de 40 millimètres
écroule; elle se cintrait à chaque passe de Toutil avec
une intensité telle qu'elle ne pouvait que très difficilement
être maintenue sur la raboteuse.
Ces tensions intérieures peuvent, par l'emploi d'un
moyen de forgeage puissant, devenir assez fortes pour
faire éclater le métal aux points les plus déformés,
c'est-à-dire produire de véritables tapures, semblables à
celles qui se produisent dans les aciers au carbone forte-
ment trempés. Imphy a constaté ce phénomène en
forgeant à froid à la presse à forger, sans recuits inter-
médiaires, un carré de 35 millimètres en carré de 25 mil-
limètres.
Un recuit à 800°, d'une durée d'une heure environ, fait
complètement disparaître ces tensions, et l'augmentation
de la dureté disparaît en môme temps. Il résulte même
de la déformation à froid combinée avec le recuit un
adoucissement plus grand que celui qui est causé par le
recuit seul. L'expérience suivante le démontre :
Deux morceaux prélevés dans une barre de carré de
35 millimètres de côté ont été transformés en carré de
25 millimètres, le premier pai* un forgeage à chaud dans
les conditions ordinaires du forgeage, le second par un
forgeage à froid à la presse qui a été fait en quatre passes
avec recuits intermédiaires au rouge cerise; ces quatre
passes ont été reconnues nécessaii'es, le forgeage sans
recuit intermédiaire faisant éclater le métal. Les deux
carrés de 25 millimètres ainsi obtenus ont été recuits
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A HAUTES '
ensemble au rouge cerise cla
Ils ont donné les résultais
traction :
!•' barreau .
2* barreau .
LIMITE
d'eUaticité
par
mm. carré
kil.
3ô à 40
33,6
On peut en conclure que la
d'un recuit est un moyen pi
aciers au nickel du type à bas
La trempe produit cet effe
même si elle n'est pas suivie
cependant pas être assimilée
elle produit des tensions ir
intenses, il est vrai, que celle
mais assez fortes pour se rév
d'une barre longue. Le recuit i
On voit qu'il est possible d
nickel durs les aciers à limite
nous avons dénommés parfois,
doux. Mais, tandis que les i
élevée, ou aciers du type dur
c est-à-dire après disparitioi
irrégulièrement distribuées, C(
trempe dans les aciers au (
limite d'élasticité du type doui
existence de tensions intérieu
d'autant plus intenses que le di
Comme la trempe, lorsqu'e
des aciers au carbone, Técro
couches superficielles; il est.
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392 RECHERCHES ' SUR LES ACIERS AU NICKEL
à produire un grand durcissement pour les pièces ayant
quelque épaisseur. En outre, l'existence des tensions in-
térieures favorise la fragilité ; cependant nous, avons cons-
taté que ces aciers restent peu fragiles, même après une
déformation permanente qui a relevé notablement leur
limite d'élasticité. Ainsi Tessai au choc sur barrettes en-
taillées de M. Frémont a donné plus de 40 kilogrammètres
avec un acier au nickel du type à basse limite d'élasticité,
qui avait subi une importante déformation à froid par
compression.
Ces constatations démontrent à nouveau que les pro-
priétés mécaniques des aciers du type à basse limite
d'élasticité ont beaucoup d'analogie avec celles des divers
alliages ou métaux écrouissables ; ils peuvent exister,
comme le laiton (*), par exemple, à une infinité d'états
intermédiaires entre l'état doux et l'état dur, ces deux états
extrêmes se caractérisant comme suit :
État doux, — n s'obtient par le recuit à 800** ou 900°
ou par la trempe à cette même température, suivie ou non
d'un recuit, ou encore par l'écrouissage suivi d'un recuit.
Le recuit, lorsqu'il est suffisamment prolongé, fait dispa-
raître les tensions intérieures, ce que ne produit pas la
trempe. SeiU le recuit ne paraît pas adoucir autant que
lorsqu'il a été précédé d'une trempe ou d'un écrouissage.
Etat dur. — Il s'obtient par un écrouissage intense.
La dureté est locale, et peut, par conséquent, être bien
différente d'une pièce à l'^^utre du môme acier, ou d'une
région à l'autre de la même pièce. Elle est toujours
(*) M. le commandant Pralon, dans un mémoire ^ur les Essais à la
traction des cuivres et laitons (extrait de la Revue d'Artillerie, avril-
juin 1898), rend compte (p. 14) d'essais à la traction d*une série
d'éprouvettes de laiton soumises à des écrouissages de plus en plus
intenses. On voit la résistance à la rupture et l'allongement à la rupture
p. 100 passer progressivement de 30 kilogrammes par millimètre carré
et 62,5 p. 100 & 64 kilogrammes par miUimétre carré et 2 p. 100.
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'"^^
4 RECHERCHES SIR LES ACIERS AU NICKEL
[uillimètres d'épaisseur d'acier à 17 p. 1()(J de nickel
'Imphv liii*a livrées. La résistance à la rupture a atteint
0 kilogrammes par millimètre carré avec 16 p. 100
lUongement à la rupture. Cette qualité remarquable
lit due au corruyage à température relativement basse.
s aciers au nickel paraissent très sensibles à cette
ie d'écrouissage à chaud.
TRANSFORMATIONS ALLOTROPIQUES
Etats allotropiques différents des aciers à haute et basse
lite d'élasticité. — Les variations des propriétés méca-
|ues des aciers au nickel, qui se produisent lorsqu'on
it varier leur teneur en nickel, sont une des mani-
;tations d'ui) phénomène des plus remarquables, la
msformation allotropique^ qui s'opère sous Tinfluence
3 variations de la température.
Vêtat allotropique des aciers au nickel se modifie
squ'ils sont portés successivement à des températures
;ez élevées et assez basses pour que leur point de
msformation soit compris entre ces deux températures,
point de transformation est la températiu*e à laquelle
transformation commence à se produire sousTinflueiR^e
refroidissement, ou cesse de se produire sous Tinfluence
réchauffement.
La position du point de transformation varie sur
chelle des températures avec la teneur en nickel ; elle
baisse à mesure que cette teneur augmente. C'est
jrquoi Tétat allotropique des aciers au nickel de
leurs diverses est différent, suivant que la tempéra-
•e à laquelle il est constaté est inférieure ou supérieure
elle du point de transformation.
Nous avons rendu compte d'essais mécaniques qui ont
' effectués à la température de + 15** environ, tempe-
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RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
on approche un aimant <lo cet échantillon, pendant
se laisse ainsi usiner, on constate qu'il n*est pas
ble, non plus que les copeaux qui s'en détachent,
outre, on constate que ces copeaux, qui se refroi-
it rapidement en raison de leur faible épaisseur,
niient bientôt magnétiques.
•pération du tournage se poursuit ainsi facilement
int quelque temps, et se poursuivrait de même
e pondant longtemps si on avait soin de maintenir
npérature de Téchantillon au-dessus de 150**, par
pie en le chauffant au moyen d'une lampe à alcool,
si on laisse la température s'abaisser, on entend
î)t un grincement produit par Toutil, qui devient
Bment très fort; les copeaux deviennent cassants, le
âge ne se fait plus dans de bonnes conditions, et ne
plus être continué avec la même rapidité. L'acier
3venu dur et sec ; en approchant Taimant, on cons-
[u'il est devenu magnétique.
passage de l'état doux ou non magnétique à l'état
ou magnétique s'est fait vers 150", si la teneur
îkel de l'échantillon est de 16 p. 100.
.pparition ou la (Hsparition du magnétisme coïn-
pour les aciers au nickel avec des modifications pro-
s de leurs propriétés mécaniques ; c'est ce qui
}uc comment les métallurgistes 'ont été amenés à
rendre dans leurs recherches la détermination des
S" de transformation magnétique^ c'est-à-dire des
■; de l'échelle des températures où le magnétisme
ait au refroidissement et disparait à réchauffement.
Fet, la variation de l'état magnétique est beaucoup
facile à constater que celle des propriétés méca-
s.
rVaux antérieurs. — La première publication rela-
X ces transformations allotropiques est due à J. Hop-
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A HAUTES T]
kinson ; il a fait connaître, e
propriétés très remarquables d
nickel à 25 p. 100 préparé par ]
de la Société « Steel of Scotlan
non magnétique à la tempér;
magnétique lorsque la tempéra
dessous de 0**, et très magnétique
En revenant à la température o
tique et ne cessait de Tètre qu'
donc exister entre la tempéra
deux états : l'état non magnéti
La fig. 3 résume les constat;
t.
2«00
3
■g
-
-
--.
\
1
TotJ
çç-m
ïigneL
<4
100* 0* 100* zoo-î
lemper
Fio. 3. — Expériences é
Dans une communication de j
faisait connaître qu'à ces deux
résistances électriques différent
niques différentes l'écliantillon i
tance à la rupture la plus éle)
rupture le plus faible.
A la même époque, M. H. I
la même conclusion par Tétude d
M. Osmond(***) déterminant,
(*) Communication, du 2 décembre
Londres.
(**) Comptes Rendus, t. CX, p. 283, 10
(*8*) Comptes Rendus, t. OXVIII, p. 5
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398 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
d'aciers au nickel de teneurs diverses, préparés par
M. R.-A. Hadfîeld, la position des points de transfor-
mation qui se manifestent pendant le refroidissement, a
constaté que la transformation subie vers 0*" par les aciers
au nickel à 25 p. 100 de nickel, découverte par MM. Hop-
kinson et H. Le Cliâtelier, n'est qu'un cas particulier
d'une loi plus générale : les points de transformation des
aciers au nickel s'abaissent à mesure que la teneur en
nickel s'élève jusqu'à atteindre une température inférieure
à 0°, ainsi que l'avaient déjà constaté MM. J. Hopkinson
et H. Le Châtelier.
M. Osmond signale aussi dans la même note qu'un
échantillon à 09,07 p. 100 de nickel, presque non magné-
tique à la température ordinaire, le devient notablement,
mais seulement d'une manière temporaire, à — 70**. Un
échantillon à 49,65 p. 100 de nickel est magnétique à la
température ordinaire.
M. Ch.-Ed. Guillaume, étudiant une série d'aciers au
nickel préparée par Imphy à son intention, a déterminé les
points de transformation au refroidissement et à réchauf-
fement d'un grand nombre d'échantillons de teneurs
comprises entre 0 et 45 p. 100 de nickel.
Il a établi définitivement que les points de transfor-
mation des aciers au nickel s'abaissent progressivement
à mesure que la teneur en nickel s'élève, mais seulement
jusqu'à 25 p. 100 environ; au delà, les points de trans-
formation se relèvent. Mais la transformation change de
natiu*e ; après avoir été irréversible, elle devient réver-
sible. De 0 à 25 p. 100, à mesure que la teneur en nickel
s'élève, le point de transformation au refroidissement
s'abaisse beaucoup plus rapidement que le point de trans-
formation à réchauffement, de telle sorte que ces deux
points s'écartent de plus en plus l'un de l'autre. On voit
ainsi s'augmenter de plus en plus l'étendue de la région
de l'échelle des températures pendant laquelle l'acier peut
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A HAUTES TENEURS 399
exister à deux états allotropiques différents, comme l'ont
signalé J. Hojrtvinson et M. H. Le Châtelier pour Tacier à
25 p. 100 de nickel. Lorsque la teneur en nickel dépasse
25 p. 100, la transformation allotropique devient brus-
quement réversible d'une manière presque absolue.
Les études de M. Guillaume sur diverses propriétés
physiques des ariers au nickel, telles que la dilatation, la
densité, Tout, aussi bien que ses études spéciales des
propriétés magnétiques, amené à considérer comme fon-
damentale la division des aciers au nickel en deux groupes,
les irréversibles et les réversibles, c'est-à-dire ceux qui
accusent la transformation irréversible et ceux qui
accusent la transformation réversible. On remarquera
que cette distinction fondamentale est précisément celle
qui ressort de notre étude des propriétés mécaniques d'une
série d'aciers au nickel à teneurs croissantes. Les aciers
à haute limite d'élasticité et haute résistance à la rupture
sont les irréversibles, et les aciers à basse limite d'élas-
ticité et grands allongements les réversibles. On voit
quelle est, pour le métallurgiste, l'importance de l'étude
des transformations allotropiques, et notamment celle de
la transformatiQU irréversible. Nous aurons à revenir sur
les travaux de M. Guillaume relatifs aux conditions dans
lesquelles se fait cette transformation irréversible.
M. Osmond a formé une série complète d'aciers au
nickel de teneurs variant de Oà 100 p. 100, on réunissant
aux échantillons préparés par M. Hadfield, et déjà étudiés
par lui, une partie de ceux (^ue nous avons préparés
nous-mêmes à Imphv pour les études de M. Guillaume,
et d'autres échantillons à teneurs en nickel supérieures
à 50 p. 1(X) préparés à Denain par M. Werth. Il a déter-
miné leurs points de transformation à réchauffement et
au refroidissement (*).
(♦) Comptes Rendus, t. CXXVIII, p. 306, janvier 1899.
Tome 1, 1902. 26
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DR LES ACIERS AU NICKEL
nit tous les travaux antérieurs, a
rnond dans un diagramme que nous
«Sr. 4).
V\
} 1*0 50 60 70 80 90 lÔO
Nickel *'/o
cpériences de M. Osmond.
t très clairement en évidence
ts de transformation du fer sous
is de nickel, et la transformation
le de plus en plus accentuée, k
en nickel augmente. Au-delà de
mation allotropique devient réver-
Bidditionné au nickel relève rapide-
ansformation du nickel jusqu'à ce
b1 soit réduite à 70 p. 100 ; après
transformation s'abaissent pour
:sque la teneur en nickel se réduit
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A HAUTES TENEURS 401
RECHERCHES NOUVELLES
Aciers subissant concurremment les transformations
irréversible et réversible. — Les travaux que nous venons
de résumer établissent xjue les aciers au nickel doivent
être divisés en deux catégories, suivant que leurs teneurs
en nickel sont inférieures ou supérieures à 26 p. 100,
division qui s'impose non seulement parce que les pro-
priétés mécaniques de ces aciers sre modifient lorsque
leur teneur franchit cette limite, mais encore parce qu'il
en est de même pour la plupart de leurs propriétés phy-
siques.
Mais pourquoi rabaissement du point de transformation
au refroidissement, qui rend non magnétiques vers 0° Jes
aciers dont la teneur en nickel atteint 26 p. 100, est-il
suivi d'un relèvement immédiat du. point de transfor-
mation au-delà de 26 p. 100, avec modification des condi-
tions de la transformation allotropique, qui d'irréversible
devient réversible ? C'est ce que nous avons cherché
à élucider.
Nous avons été mis sur la voie par une constatation
que nous avons eu Toccasion de faire en procédant a des
réfrigérations dans Tair liquide au laboratoire de M. d'Ar-
sonval, à qui nous devons d'avoir pu abaisser la tempéra-
ture dans nos expériences de refroidissement jusqu'à
— 188*, ce dont nous lui exprimons notre vive gratitude.
Un échantillon à 27,72 p. 100 de nickel a présenté cette
particularité d'être successivement : à peu près non ma-
gnétique à la température ordinaire, magnétique réversible
dans la neige carbonique, et magnétique irréversible dans
l'air liquide. Nous avons signalé ce fait dans une commu-
nication à l'Académie des Sciences en juin 1899 (*j.
(♦) Comptes Bendus, t. CXXIX, p. 42.
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402 RECHERCHES SUR LES ACÎEtlS AD NICKEL
D'autre part, nous avons remarqué que MM. Dewar et
Fleming (*), et après eux M. Osmond(**), ayant immergé
dans Tair liquide im acier à 29,07 p. 100 de nickel, ont
constaté qu'il subissait la transformation irréversible.
Or, cet échantillon avait été signalé antérieurement par
M. Osmond (***) comme subisgant la transformation
réversible à basse température.
Il fallait en conclure que certains aciers, ayant une
teneur en nickel supérieure à 26 p. 100, et appartenant
par toutes leurs propriétés à la catégorie des aciers
réversibles, deviennent cependant des aciers irréversibles
lorsqu'ils sont soumis à un refroidissement suffisamment
intense. C'est ce qui a attiré notre attention sur l'intérêt
particulier que présente la recherche des positions des
points de transformation allotropique des aciers au nickel
dont les teneurs en nickel sont voisines de 26 p. 100,
teneur considérée jusque-là comme la limite qui sépare
les aciers réversibles des irréversibles. Nous avons déter-
miné les points de transformation magnétique d'une série
d'échantillons, encadrant la teneur de 26 p. 100, assez
nombreux pour permettre d'élucider dans quelles condi-
tions se fait le passage de la transformation irréversible
à la transformation réversible.
Procédés employés pour les déterminations de points de
transformation allotropique. — L'apparition et la disparition
du magnétisme se constatent facilement, lorsqu'elles se
produisent à une température peu éloignée de la tempé-
rature ordinaire, au moyen d'un aimant mis en contact
avec Téchantillon porté dans un bain d'eau ou d'huile à
une température déterminée qui peut être facilement
constatée avec un therniomètre. Quelques tâtonnements
(♦) Proc, Roy. Soc, t. LX, 1896.
(•*) Comptes Rendus, t. CXXVIll, p. 1396.
(*♦♦) Comptes Rendus, t. CXVIII, p. 632, mars 1894.
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ont permis, en em
avec une précision
points de transforr
Pour abaisser 1
jusqu'à — 78% Im]
par la neige carbo
Ions étant toujours
mant. La position c
être établie à une
néralement suffisar
Entre — 78 et -
par M. d'Arsonval
les échantillons ila
tioa intense a peri
aciers qui ne soni
nique, et en même
mation se produit i
et — 188°. Dans c<
a dû, pour produin
que dans d'autres
transformation sep
basse, c'est-à-dire ]
Pour la déterm
situés au-dessus d
méthode employée
M"" Curie. Nous £
peu, l'appareil déc
classique Swr lespri
pés (*), appareil qui
électriquement de J
L'installation d'I
laine vernissée inl
et 85 millimètres (
(*; Bulletin de la Soci
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404 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
d'une spire en fll d*acier au nickel NC-4(*) d'Imphy, de 2mil-
limètres de diamètre, d'une longueur totale de 7 mètres,
formant un solénoïde de 64 spires. L'acier au nickel NC-4
a sur le platine l'avantage de son prix beaucoup moindre,
et sur le nickel pur, que nous avons aussi employé, con-
formément aux indications de M"" Curie, l'avantage de
n'ôtre pas magnétique, et d'avoir beaucoup plus de résis-
ti vite électrique. Sa valeur moindre est aussi à considérer,
car le maintien prolongé d'une haute température détruit
la cohésion du nickel aussi bien d'ailleurs que de l'acier
au nickel, d'oîi des ruptures du fil qui obligent à changer
de temps en temps la spire.
Cette spire reçoit un courant électrique qui produit le
chauffage du tube et aimante le barreau placé dans le
tube.
Pour le chauffage, le tube entouré de la spire est dis-
posé dans la rainure d'une boîte en cuivre remplie
d'amiante, recouverte d'une feuille de carton d'amiante,
ce qui permet de retirer facilement le tube et de l'exposer
à l'air, lorsqu'on détermine le point de transformation au
refroidissement. Pendant le chauffage, le tube est soi-
gneusement recouvert avec de l'amiante, et les deux
extrémités sont fermées par des tampons d'amiante.
Le tube muni de la spire et la boîte en cuivre sont re-
présentés fig, 5.
Une petite aiguille aimantée, montée sur pivot, est
placée k côté du four, qui est orienté parallèlement à la
direction que prend cette aiguille sous l'action du champ
terrestre.
L'échantillon est introduit dans le tube sous forme de
deux petites barrettes de 10"" X8"" X 2r)ir'" environ,
entre lesquelles est placée la boucle d'un couple de pyro-
[*) La composition chimique de Tacier NC-4 sera donnée ultérieu-
rement.
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A HAUTES TENEURS
405
mètre Le Châtelier ; elles sont liées ensemble au moyen
de fils de cuivre ou de fibres d'amiante. On connaît ainsi
la température à laquelle est porté l'échantillon beau-
Fio. 5. — Four chauffé électriquement employé à Imphy pour les
déterminations de points de transformation.
coup plus exactement que si la boucle du pyromètre était
placée à côté de l'échantillon.
Plomb ftisible
£
1
(J> Ampèremètre.
Bhéostat liquide .
Plooibiuslble.
Barreau essayé^ | Ç
întemaptcur "bipolaj re .
Four chauffé
L m umnJ ^^^^'i'^^'^^
^' ^^MguillcaimwTtéft
Fio. 6. — Schéma de l'ensemble de l'installation du foxir chauffé
électriquement.
Lsi fig, 6 donne le schéma de l'ensemble de l'instal-
lation.
On obtient avec un courant de 10 à 15 volts et *iiO am-
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40() RECHERCHES SDR LES ACIERS AD NICKEL
pôri's aux bornes de la spire réchauffement à 800** en
vingt minutes.
Le refroidissement de 800* à 50* se fait en trente-cinq
minutes environ.
Marche de r expérience , — Si, après avoir placé un
échantillon dans le tube, on fait passer le courant, on
observe une déviation de Taiguille aimantée produite par
le champ magnétique du solénoïde. Ce champ magnétique
ne produit qu'une déviation minime de l'aiguille lorsque
le tube ne contient pas de barreau ou lorsque Téchantil-
lon n'est pas magnétique, il est considérablement ren-
forcé lorsque Téchantillon est magnétique ; Taiguille placée
en face d'un des pôles du barreau dévie de plus en plus et
s'oriente à angle droit du champ terrestre, cVst-à-dire
du four auquel ce champ est pju'allèle, lorsque Téchan-
tillon est nettement magnétique.
Cet appareil permettant de constater l'état magnétique
d'un échantillon à toute température comprise entre 200*
et 1.100**, ou même 1.200*, on a pu observer comment se
produit, dans ces limites de température, la transforma-
tion magnétique des aciers au nickel, soit k réchauffe-
ment, soit au refroidissement. Il suffît en effet de noter la
température à laquelle une déviation de l'aiguille com-
mence à se produire pour connaître la position d'un point
de transformation, c'est-à-dire, suivant la définition de
M. Osmond, le point de Téchelle des températures où
le magnétisme commence à apparaître au refroidissement,
ou achève de disparaître à réchauffement.
En général, la transformation magnétique ne se produit
pas brusquement, elle se produit môme parfois très len-
tement et progressivement entre deux limites de tempé-
ratures très éloignées; cette marche de la transformation
peut, dans certains cas, être suivie, jusqu'à un certain
point, par l'observation du mouvement de Taiguille aiman-
tée, dont la déviation augmente avec l'intensité du champ
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A HAUTES TENEURS
407
magnétique du solénoïde, jusqu'à ce que cette intensité
soit suffisante pour maintenir l'aiguille à angle droit avec
le champ terrestre ; le champ du solénoïde est plus ou
moins renforcé suivant Tétat magnétique de Téchantillon
placé dans le tube.
Résultats des déterminations. — Les résultats des déter-
minations sont inscrits au tableau X, oii des colonnes dis-
tinctes sont réservées pour les positions des points de
Tableau X.
bÛiOMATION
des
échantilioos
TBNKt'BS KN
Carbone
Maaganèse
Nickel
0.166
0.026
0
0.113
0.102
5.56
(IC)
0.107
0.256
9.92
(20
0.170
0.819
14.52
(3»J
0.158
0.435
20.52
(42)
0.095
0.2:^0
22.64
(50)
0.343
0.506
24.04
68
0.0i»8
0.153
24.72
m
0.079
0.230
25.84
(64
0.0(i3
0.077
26.34
0.233
0.182
27.12
m
0.251
0.364
27.72
(71)
0.110
0.(>50
28.82
(73
0.322
0.409
29.76
(7(i
0.093
0.315
30.44
i"^^
0.155
0.358
31.04
81
0.215
0.563
36.88
(Si)
0.367
0.947
43.60
POSITIONS DIS P0IKT8 DE TRANSPORMATIO.'V
Irrérersible
Béver
■ -
à l'échauf-
uu refroi-
à réchauf-
fement
dissement
fement
820»
810-0
,
740*
620*
»
680»
440*
»
()20*
145»
M
580»
80»
„
560*
150»
u
550«
(K)*
H
585»
75*
»
540-
25»
60-
530-
75-
M
475-
vers — 10»
95-
425«
vers — 70-
95-
410-
▼ers — 75»
100-
*
•
110-
375«
vers— 100»
90»
a
110*
■
n
2(i5«
•
M
355-
au refroi-
dissement
50
90*
90-
90-
lOO»
90»
110-
265«
365-
(*) L'aiguille aimantét* s'est mise en mouvement à 740* et a achevé son mouvement
à kiO*. Au refroidissement, après échauffement à 880*, elle s'est mise en mouvement à 810*,
et a aebevé son mouvement à 740*. En récbauiïant à plusieurs reprises à 850*, après avoir
refroidi à (iôO*, il a été constaté que les points de transformation s'abaissent de plus en
plus, à mesure que ropération est répétée. Les nouveaux résultats ont été les suivants :
2* déterminaUon : à réchauffement 720* à 800* au refroidissement 800* à 720*
3* — — 710* à 790* — 7*K}* à 710*
4* — — 700* à 785* — 780* à 7(K3*
Ces températures sont notablement plus élevées que celles qui ont été constatées pur
M**Curie, à savoir: 745* à réchauffement et 741* au refroidissement, pour un acier à
0.057 de carbone et 0.13 de manganèse; mais ce désaccord laisse à nos déterminations leurs
valeurs relatives.
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RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
S0JIU1BJ9cluiâX
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A HAUTES TENEURS
transformation irréversible et celles des points de ti
fonnation réversible.
Cette distinction se fait facilement, même lorsque la ti
formation réversible, se produisant la première
Tinfluence du refroidissement, est suivie, à une temj
ture un peu plus basse, de la transformation irréversilh
produisant dans le même échantillon. En effet, il i
d'unéchauffement de quelques degrés pour faire dispar
le magnétisme provenant de la transformation révéra
tandis qu'un relèvement de température de plusieurs
taines de degrés est nécessaire pour faire dispar
celui qui provient do la transformation irréversible.
Le diagramme ci-contre (fig. 7), établi avec les n
tats de nos déterminations, dans les mêmes conditions
le diagramme de M. Osmond reproduit par nous (^y,
permet de faire plus facilement que sur le tableau
discussion et l'interprétation des résultats. Les résu
relatifs aux aciers à teneurs en nickel supérieur
50 p. 100 ont été empruntés aux mémoires de M.
mond.
Un diagramme particulier donne, à plus grande éch
[fig. 7 bis), les positions des points de transform;
allotropique des aciers au nickel de teneurs comp
entre 20 et 30 p. 100, région dans laquelle les d<
minations ont été faites beaucoup plus nombreuse!
vue de suivre de très près les transformations qui, se
duisent dans le même acier sous les deux formes,
versible et réversible.
On remarquera que les diagrammes sont tracés
tenir compte des points de transformation réversible
échantillons de teneurs en nickel inférieures à 30 p.
Nous dirons plus tard pourquoi.
Les. prolongations de courbes tracées en traits i
rompus sur ces diagrammes ont un caractère hyp<
tique; il convient de ne pas en tenir compte tout d'à)
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A HAUTES TENEURS 411
PositionB des points de transformation irréversible. —
L'abaissement progressif et régulier du point de transfor-
mation, à mesure que la teneur en nickel augmente,
n'apparaît nettement à Texamen des résultats inscrits
dans la première colonne du tableau (position des points
de transformation à réchauffement) que si on tient compte
de Tinfluence très considérable du carbone et du manga-
nèse, toujours présents en quelque proportion dans les
aciers au nickel.
Nous rendrons compte ultérieurement de recherches
relatives à des séries spéciales d'échantillons, destinées
à mettre en évidence Tinfluence du carbone et du manga-
nèse sur les positions des points de transformation magné-
tique des aciers au nickel ; mais nous pouvons annoncer
dès maintenant que ces recherches permettent bien d'at-
tribuer à l'influence du carbone et à celle du manganèse
l'abaissement relativement plus grand des points de
transformation des échantillons (50), (()5), (67), (73) et
(77).
Ce sont, au contraire, leurs teneurs très réduites
en carbone et manganèse qui expliquent le relèvement
relatif des points de transformation des échantillons (42),
(58) et (64). La position de ces points de transfor-
mation montre que rinfluence des proportions les plus
minimes de carbone et de manganèse est loin d'être
négligeable.
L'examen des résultats inscrits dans la seconde colonne
du tableau, positions des points de transformation irré-
versible au refroidissement, amène aux mômes conclusions
que pour les points de transformation à réchauffement, à
savoir l'abaissement progressif ;et régulier du point de
transformation sous l'influence de l'augmentation de la
teneur en nickel, déduction faite de rabaissement produit
par le carbone et le manganèse. Mais l'abaissement pro-
duit par les additions de nickel est beaucoup plus rapide
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412 RECHERCHES SCR LES ACIERS AU NICKEL
pour le point de transformation au refroidissement que
pour le point de transformation à réchauffement ; cet
abaissement est très considérablement accéléré lorsqu'une
proportion importante de carbone ou de manganèse ajoute
son influence à celles du nickel; c'est le cas des échantil-
lons (50), (65) et (67); il est, au contraire, notablement
retardé, relativement à ce qui est constaté pour les aciers
à teneurs en carbone et manganèse courantes, lorsque
ces teneurs sont exceptionnellement réduites ; c'est le cas
des échantillons (42), (58), (64) et (76).
On remarquera que Técart entre le point de transforma-
tion à réchauffement et le point de transformation au
refroidissement, écart qui mesure l'intensité de Tirréver-
sibilité, augmente rapidement jusqu'aux environs de
15 p. 100 de nickel, après quoi il se maintient à peu près
constant.
De l'examen des deux premières colonnes du tableau,
il résulte que les aciers au nickel peu carbures et peu
manganèses, c'est-à-dire ceux que nous avons dénommés
aciexs au nickel proprement dits, accusent la transforma-
tion irréversible à toutes teneurs comprises entre 25 et
30.44 p. 100. Il est même bien vraisemblable que, si la
transformation irréversible n'est pas produite par Timmer-
sion de l'échantillon (77) à3i,0i- p. 10(3 (*) et des échan-
tillons suivants dans Tair liquide, c'est, d'une part, que
la réfrigération n'est pas assez intense (de l'hydrogène
liquide serait nécessaire), et, de l'autre, que les teneurs
en carbone et manganèse de nos échantillons sont trop
élevées.
On remarquera que l'échantillon (64), qui est exception-
nellement peu carburé et peu manganèse (C= 0,0()3, man-
ganèse = 0,077), subit la transformation irréversible au
refroidissement à + 75°, quoique sa teneur en nickel soit
(•} On verra plus loin que l'échantiUon (77) a pu être transformé.
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A HAUTES TENEURS . 413
de 26,34 p. 100; c'est nettement un irréversible. Ce n'est
donc pas 25 p. 100 de nickel qui est la limite de la caté- •
gorie d'aciers au nickel dénommés par M. Ch.-Ed. Guil-
laume irréversibles; cette limite est plutôt voisine de
27 p. 100 {*) lorsque le carbone et le manganèse sont
réduits au minimum.
Mais on a constaté que l'échantillon (64) est, au
point de vue mécanique, de qualité médiocro et ne peut
pas être considéré comme un produit métallurgique bien
normal. C'est ce qui explique pourquoi, jusqu'ici, les expé-
rimentateurs n'ont eu à étudier que des échantillons quelque
peu carbures et manganèses, pour lesquels la limite de la
catégorie des aciers irréversibles est bien de 25 p. 100
environ.
On remarquera que, dans nos diagrammes, les courbes
AB, A'B', du diagramme de M. Osmond, sont prolongées
au-delà de la teneur de 25 p. 100 de nickel jusqu'à la
teneur de 30,44 p. 100 jusqu'en bb'. Nous les avons même
prolongées au-delà en traits interrompus, en prévision
des constatations que permettra peut-être de faire un
abaissement de la température au-dessous de — 188*.
Positions des points de transformation réversible. — Les
deux dernières colonnes du tableau, consacrées à la trans-
formation réversible, peuvent être examinées simultané-
ment. En effet, l'écart accusé par le tableau pour le même
échantillon, entre le point de transformation à réchauffe-
ment et le point de transformation au refroidissement,
est très faible, environ 10 degrés.
(*) Cette limite doit môme être reportée au-delà de 30 p. 100 de nickel,
si on en juf^e par le résultat obtenu par la Commission instituée parla
Société d'Encouragement pour l'Industrie de Berlin, qui a obtenu un
acier dur à 29,17 p. 100 de nickel et de 69,74 p. 100 de fer, grâce à
Tabsence presque complète de carbone et d« manganèse (Voir Bulletin
de la Société (VEncouragement, février 1897, p. 276).
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414 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
Pour Texamen des résultats des déterminations de
points de transformation réversible, nous suivrons les
courbes du diagramme de droite à gauche, de manière à
commencer par les points de transformation les plus éle-
vés, ce qui équivaut à suivre Tordre du tableau de bas en
haut.
On sait que les points de transformation atteignent, vers
70 p. 100 de nickel, un maximum constaté par M. Osmond,
et qu'ils s'abaissent ensuite régulièrement, à mesure que
la teneur en nickel diminue; nos constatations le con-
firment.
L'influence du carbone et du manganèse est bien loin
d'avoir la même importance que pour la transformation
irréversible ; elle n'est cependant pas nulle ; on consta-
tera plus loin qu'elle tend à relever légèrement les points
de transformation. Elle permet d'expliquer rabaissement
du point do transformation de l'échantillon (76), 30,34p. 100
de nickel, plus grand que celui des échantillons (73), (71),
(67) et (65), 29,76, 28,82, 27,72 et 27,12 p. 100 de
nickel, qui sont plus carbures et plus manganèses.
L'échantillon (64) n'accuse pas la transformation réver-
sible, ou, du moins, ne Taccuse pas au refroidissement
avant l'apparition de la transformation irréversible; mais
on remarquera que cet échantillon est exceptionnellement
peu carburé et manganèse, ce quia pour conséquence un
grand relèvement de son point de transformation irréver-
sible au refroidissement, et tend, au contraire, à produire
un abaissement de son point de transformation réversible.'
Il y a donc lieu, croyons-nous, d'admettre que le magné-
tisme produit parla transformation réversible est masqué
par le magnétisme beaucoup plus intense do la transfor-
mation irréversible, ce qui se produit pour les aciers à
teneurs en nickel plus élevées lorsque, par un refroidisse-
ment dans la neige carbonique ou l'air liquide, ils ont été
transformés en subissant la transformation irréversible.
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A HAUTES TENEURS 415
L'échantillon suivant (63) à 25,84 p. 100 de nickel,
peu carburé et modérément manganèse, accuse la trans-
formation réversible à + 50°, soit à une température un
peu supérieure à celle à laquelle apparaît le magnétisme
de la transformation irréversible.
Nous devons cependant signaler que, de 28,82 à
25,8i p. 100 de nickel, la transformation réversible se
produit en deux phases : la première se manifeste par
l'apparition d'un magnétisme très faible, qui ne permet
pas la constatation bien précise de la position des points
de transformation par les procédés employés à Imphy.
La seconde phase, dont les points de transformation n'ont
pas été inscrits au tableau, se manifeste par l'apparition
d'un magnétisme beaucoup plus fort, quoique encore
notablement plus faible que celui qui est produit par la
transformation irréversible. Ayant principalement pour
but de constater que, au-delà de 25 p. 100 de nickel, la
transformation réversible et la transformation irréversible
peuvent être produites successivement dans le même
acier, lorsque la température varie entre des limites de
températures étendues, nous n'avons pas cherché à pré-
ciser, ce qui aurait exigé des mesures quantitatives du
magnétisme, à quelle température commence la seconde
phase. C'est peut-être plutôt le commencement de cette
seconde phase qui doit être considéré comme le véritable
point de transformation; c'est pourquoi les courbes du
diagramme ont été tracées dans la région 25 à 30 p. 100
de nickel plus bas que les températures inscrites au
tableau, de manière à faire disparaître une sinuosité,
d'aspect assez anormal, que les diagrammes accuseraient
dans cette région. Cela revient à adopter, pour point de
transformation, celui de la seconde phase et à ne pas
tenir compte du premier.
Ces constatations nous permettent, croyons-nous,
d'admettre que les additions de carbone et de manga-
Tom6 1, 1902. 27
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RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
Il abaissant les points de transformation irréver-
ont pour ainsi (lire glisser le voile qui recouvre
ts de transformation réversible, lorsque le premier
points de transformation est atteint au refroidisse-
vant le second. En effet, dans ce cas, la transfor-
réversible ne peut se manifest^T que par une
lugmentation du magnétisme de Téchantillon, ma-
ie intense, produit par la transformation irréver-
îette augmentation ne peut pas être mesurée par
"édés auxquels nous avons eu recours.
\n est ainsi, les aciers à teneurs en nickel infé-
à 26 p. KX) doivent accuser la transformation
ble, lorsque leur point de transformation irréver-
t suffisamment abaissé par des additions de carbone
nanganèse. Les échantillons qui suivent réalisent
iditions. Ils ont donné aiix déterminations les ré-
suivants :
Tableau XI.
TK.NKUUS Eîl
CurboDe
0..j9
0.85
Mangfanèse
0..S8
0.8S
1.41
Nickel
•2.ô.î>7
POHITIONS DBS P0I.NT8 DE TRANBPORaiATIO.N
Irréversible
à l'écbaur-
fement
au rerroidis-
si'meDt
non transforme à — 78»
non IransForméà — 188"
non Iransforiné à — 188*
Réversible
à l'écbaur-
reraenl
au ri'froi-
dissement
vers — 'Ab^i')
- -lW)-t-)
" — i;»o-
n'avons pas tenu compte de la transformation réversible de très faible intensité
uit à une icmpôrature plus élevée, -{- 7.'»* pour l'échantillon (u\], — 25' pour
I (jii). 0 est-à-dire des points de transformation de la première phase.
ansformation réversihl » a pu être mise en évidence
eur on nickel do 23,33 p. 100, grâce à Temploi de
luide. A cette teneur réduite, la transformation
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A HAUTES TENEURS 417
n'apparaît qu'aune température très basse, — 150* environ.
La neige carbonique suffit pour produire la transforma-
tion de réchantillon (61) dont la teneur en nickel est
25,27 p. 100. ,
Nous admettrons donc, quoique ce ne soit qu'une con-
séquence indirecte de nos expériences, que les aciers au
nickel proprement dits, comme aussi ceux qui contiennent
des proportions plus fortes de carbone et de manganèse,
peuvent subir la transformation réversible, lorsque leur
teneur en nickel est supérieure à 23 p. 100.
Cette teneur limite de 23 p. 100 serait vraisemblable-
ment encore abaissée, si la réfrigération dans Taîr liquide,
qui produit la température de — 188^*, était remplacée par
une réfrigération encore plus intense, telle que celle de
rhydrogène liquide.
C'est pour tenir compte de ces constatations que nous
avons prolongé en traits interrompus, vu leur caractère
hypothétique, les courbes des points de transformation
réversible de M. Osmond.
Nous n'avons tracé dans cette région qu'une seule courbe,
puisqu'il ne peut être question de distinguer, étant donnés
les procédés de détermination employés, les points de
transformation à réchauffement ou au refroidissement.
M. Ch.-Ed. Guillaume a donné, pour le calcul des
positions de points de transformation réversible au refroi-
dissement des aciers au nickel réversibles contenant de
27 à 40 p. 100 de nickel, la formule suivante :
T m 34,1 (n — 26,7) - .0,80 (n — 26,7)»,
dans laquelle n indique la teneur en nickel en centièmes.
Les positions de points de transformation calculées
avec cette formule concordent très bien avec celles qui
ont été constatées dans nos déterminations, même lorsque
la teneur en nickel est inférieure à 26 p. 100.
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418 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
LeB tranBformationB irréversible et réversible sont des
phénomènes distincts. — Ces constatations établissent que
Tune ou l'autre des transformations irréversible et réver-
sible peut être produite sans que sa production entraîne
nécessairement celle de l'autre transformation.
Elles établissent encore que les positions de points de
transformation ne dépendent guère, pour la transforma-
tion réversible, que de la teneur en nickel, tandis que,
pour la transformation irréversible, elles dépendent plus
encore des teneurs en carbone et en manganèse. 11 en
résulte que les deux sortes de transformations sont des
phénomènes distincts et indépendants.
L'allure des courbes du diagramme {fig, 7) permet,
croyons-nous, de les prolonger indéfiniment, conformé-
ment à notre tracé en traits interrompus, au-delà des
points donnés par les déterminations. Les courbes des
transformations irréversible et réversible atteignent ainsi
des températures très basses, après s'être coupées. La
position du point de croisement des courbes de points de
transformation au refroidissement dépend des propor-
tions de carbone et de manganèse que contiennent les
aciers; elle ne peut donc pas être arrêtée avec précision,
mais elle nous paraît être voisine de la teneur en nickel
de 27 p. 100 pour les aciers à très faibles teneurs en élé-
ments autres que le fer et le nickel. Les deux transfor-
mations se produisent alors à la .même température au
refroidissement.
La position du point de croisement des courbes des
points de transformation à réchauffement paraît devoir
se produire à une teneur voisine de 38 p. 100 de nickel,
et à la température de 280° environ ; mais, à cette teneur,
la transformation irréversible ne pourrait être produite
que par un abaissement de la température, qui ne paraît
guère réalisable.
Les modifications de propriétés mécaniques très consi-
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A HAUTES TENEURS 419
dérables, qui ont été signalées comme des manifestations
de la transformation allotropique, ne sont dues qu'à la
transformation irréversible; la transformation réversible
n'a pas d'influence bièh appréciable sur les propriétés mé-
caniques des aciers. Il en résulte que le métallurgiste
peut ne pas tenir compte de cette dernière transformation,
qui n'a sur les propriétés mécaniques aucune action sen-
sible, ni directement par elle-même, ni indirectement par
une influence sur la transformation irréversible. Aussi
consacrerons-nous la suite de cet exposé presque exclu-
sivement à la transformation irréversible.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET MÉCANIQUES RÉSULTANT
DE LA TRANSFORMATION IRRÉVERSIBLE.
Variations de l'état allotropique des aciers au nickel sous
l'influence des variations de la température: — La trans-
formation irréversible, qui transforme la nature même de
Tacier au nickel tellement que, physiquement sinon chi-
miquement, il devient un autre corps, ne se produit pas
brusquement dès que la températur-e du point de transfor-
mation est atteinte ; elle est progressive entre des limites
de température éloignées. C'est un phénomène complexe
qu'il importe d'analyser le plus possible.
Cette transformation modifie la plupart des propriétés
physiques autant que les propriétés mécaniques, à savoir
l'état magnétique, la densité, la dilatation, la conductibf-
lité pour la chaleur et l'électricité, etc.; elle peut donc
être étudiée dans Tune quelconque de ses diverses mani-
festations; et nous aurons recours tour à tour, pour la
suivre, aux propriétés mécaniques, à l'état magnétique
et à d'autres propriétés physiques.
C'est par 1 étude des variations de volume que le
phénomène est analysé dans une remarquable expérience
de, M. Ch.-Ed. Guillaume, que nous rappellerons tout
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A HAUTES TENEURS 421
qui n'est pas le même qu'au point B. Semblable expé-
rience, faite à des températures plus basses, accuse des
coefficients de dilatation de plus en plus réduits à mesure
que la température s'abaisse; il en est ainsi jusqu'en E,
température de — 60°, limite de Texpérience. De B en E,
le volume n'a pas cessé d'augmenter sous l'influence de
la transformation allotropique.
M. Guillaume a suivi, encore dans les mêmes condi-
tions, entre les limites de température moins éloignées,
la transformation d'un acier à 24 p. 100 de nickel. La
marche de la transformation est semblable, mais elle a
cela de particulier qu'elle subit par momerîts des retards;
pendant que la température s'abaisse d'une quinzaine de
degrés, on ne constate aucune transformation, puis le
mouvement correspondant à cette baisse de température
se produit brusquement, et, en quelques secondes, le vo-
lume augmente de la même quantité que si l'augmentation
s'était produite d'une manière continue. Nous reviendrons
sur cet intéressant phénomène de la transformation par
bonds ; il n'a été constaté qu'aux très basses températures
avec l'acier à 15 p. 100 de nickel.
Des coefficients de dilatation difi'érents ont été cons-
tatés à des températures intermédiaires, pendant le cours
de l'expérience, coefficients qyi correspondent à des
densités difi'érentes ; on doit on conclure que la transfor-
mation irréversible fait passer l'acier par une série
d'états allotropiques intermédiaires, résultant du degré
d'avancement de la transformation allotropique, qui se
maintiennent lorsque la température se relève, d'où le
qualificatif d'irréversible donné à cette transformation.
M. Guillaume a constaté que, lorsque, par un relèvement
de la température tel que celui qui est figuré au point B,
lacier a augmenté de volume suivant les lois ordinaires
de la dilatation, il revient exactement au point B, lorsque
la température s'abaisse de nouveau. L'irréversibilité est
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422 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
donc complète lorsque les relèvements de la température
ne sont pas très onsidérables.
Effets du refroidissement par la neige carbonique. —
Il était donc intéressant de rechercher quelle est Tinfluence
d'un refroidissement intense sur les propriétés méca-
niques des aciers au nickel, ces propriétés mécaniques
étant une des manifestations de Tétat allotropique. Nous
avons eu recours à la neige carbonique pour refroidir
des éprouvettes d'essais à la traction, prélevées dans la
môme barre qu'une éprouvette non refroidie qui a été
essayée à la traction comparativement.
L'essai comparatif a été fait sur des aciers non trempés
et sur des aciers trempés. L'échantillon (52) a aussi été
essayé à l'état recuit et l'échantillon (67) à l'état écroui
par étirage à froid à la filière. Les résultats obtenus sont
inscrits au tableau ci-après.
L'effet produit par l'immersion dans un bain refroidi
par la neige carbonique est, pour tous les échantillons
qui se sont transformés, un relèvement très considérable
de la limite d'élasticité, une augmentation très grande
de la résistance à la rupture et une grande diminution
de l'allongement à la rupture. Le résultat est le même,
que ces échantillons n'aient subi aucun traitement ou
qu'ils aient été trempés, recuits ou transformés à froid.
Tous les échantillons transformés accusent les propriétés
mécaniques caractéristiques des aciers dont le point de
transformation irréversible au refroidissement est situé
au-dessus de la température ordinaire.
On remarquera que les échantillons (50), (53) et (54),
déjà notablement transformés à la température ordinaire,
accusent, après refroidissement, une augmentation de du-
reté considérable; le magnétisme est en même temps
devenu plus intense ; la transformation allotropique a pris
plus d'intensité.
D'autre part, les échantillons (47) et (51), qui ne sont
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A HAUTES TENEURS
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424 RECHERCHES SDR LES ACIERS AD NICKEL
pas transformés par le refroidissement à — 78**, lorsqu'ils
n'ont pas été trempés, sont transformés lorsqu'ils ont été
trempés avant d'être refroidis. La trempe a produit un
relèvement du point de transformation au refroidissement
qui permet à la température de — 78° de produire la
transformation. Cette constatation a été le point de
départ de recherches dont nous rendrons compte bientôt.
Nous nous bornerons, pour le moment, à faire observer
qu'après la trempe il suffit d'abaisser la température
quelque peu au-dessous du point de transformation pour
qu'il se produise aussitôt une transformation intense,
relevant les limites d'élasticité et les résistances à la
rupture de plus de 20 kilogrammes par millimètre carré
pour l'échantillon (47) et de plus de 40 kilogrammes par
millimètre carré pour réchantillon (51).
La transformation se produit à température plus élevée
et plus rapidement que lorsque l'acier n'a pas été soumis
à la trempe, mais seulement pour les aciers dont le point
de transformation est très éloigné au-dessous de la
température ordinaire. Les échantillons (52) et (53), qui
ont déjà commencé à se transformer à la température
ordinaire, ne subissent pas une transformation plus
intense après trempe qu'avant trempe. La trempe n'a
donc une influence considérable que sur les aciers dont
le point de transformation a une situation semblable à
celle des échantillons (47) et (51).
Effets du refroidhsement par Fair liquide. — Grâce
au bienveillant concours que M. d'Arsonval a bien voulu
nous donner en mettant à notre disposition de l'air liquide,
nous avons pu constater les effets produits par un refroi-
dissement plus intense que relid qui est obtenu avec la
neige carbonique. Nous avons soumis à cette réfrigéra-
tion des aciers ayant des points de transformation situés
à des distances variées de la température ordinaire, afin
de mettre en évidence l'inHuonce de ce traitement à
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A HAUTES TE
petite ou grande distance du
Des éprouvettes provenant d(
soumises à Tessai à la traction :
2*" après refroidissement dam
3° après refroidissement dans 1
obtenus sont les suivants :
Tableau X
DÉSIGNATID»
des
MbutilUis
TOEIIS
en
nickel
l*0SITI01<>
des points
de
tnithrittiei
TRAITSHBIfTS lOBU
par
les échantillons
1 1 g §
il. 36
14
20.52
24.06
350-C)
280* (•)
80»
non refroidi
refroidi à — 78"
refroidi à — 188«
non refroidi
refroidi à — 78*
refroidi à — 188*
non refroidi
refroidi à — 78'»
refroidi à- 188*
^^^ (non refroidi
tr.mn4 'fefroidi à - 78».
^'^•'"P*- (refroidi à -188-.
(non refroidi. ...
trempé. /refroidi à — 7X» .
(refroidi à — 188«'.
0 Po»ili<
>n du pi
îiint de Iran»
formation évaluée d'après 1
Le refroidissement au-dessouî
naire est à peu près sans a
mécaniques deTacier à 11,36 p.
dû, sans doute, à la grande di
point de transformation au-d(
ordinaire, et aussi probablemei
relativement faible. 11 en est de
(17 bis) à 14 p. 100 de nickel.
L'échantiUon (36) à 20,52 p.
formé beaucoup plus complétera
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426 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
nique; la limite d'élasticité s'est relevée, la résistance
à la rupture a augmenté, et rallongement à la rupture a
diminué ; mais Tair liquide, loin d'augmenter l'intensité
de la transformation, la diminue plutôt.
11 en est de même pour Téchantillon (52) à 24,06 p. 100
de nickel; la transformation est beaucoup plus intense
après le refroidissement à — 78°; mais elle diminue de
nouveau quelque peu après refroidissement à — 188°. On
remarquera que, après refroidissement à — 188°, Teffetde
la trempe sur la transformation de cet acier est complè-
tement annulé.
Il résulte de ces constatations que les aciers au nickel
à haute limite d'élasticité sont transformés aussi complè-
tement que possible à la température ordinaire, lorsque
leur point de transformation au refroidissement est situé
à plus de 200 degrés au-dessus de cette température;
tandis que les aciers qui ont subi la transformation, dont
le point de transformation n'est pas éloigné de la tem-
pérature ordinaire de plus de KX) degrés, subissent une
transformation considérable au refroidissement à —78°,
mais qui n'est pas augmentée, et est même diminuée, par
le refroidissement à — 188°. On peut en conclure que,
même à ces teneurs en nickel relativement élevées, le
phénomène de l'irréversibilité atteint son maximum d'in-
tensité par un refroidissement d'environ 200 dégrés
au-dessous du point de transfonnation. Nous arrive-
rons ultérieurement à la même conclusion par une autre
voie.
Effets du relèvement de la température. — Les
tableaux III et IV contiennent des résultats d'essais à la
traction obtenus avec des échantillons recuits à 9(X)° et
400°. Comparés avec ceux du tableau II, obtenus avec
les mêmes échantillons non recuits, ils montrent que
ces deux recuits produisent des effets différeirts suivant la
teneur des aciers au nickel traités.
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A HAUTES TENEl
L'effet produit dépend de la posit
formation à Vvchauffement, Lors(
une température supérieure à celle
formation, il passe à Tétat noi
lorsqu'il est porté à une températun
cependant ce point de transforma
magnétique. Les résultats d'essais
ci-dessus démontrent que, dans le ]
de Tacier augmente, tandis que, dî
s'atténue considérablement. Imphy
cette propriété comme appartenant ï
de nickel ; on voit qu'elle appartien
oîitsubi la transformation irréversil
M. Osmond a étudié ce phénomè
la transformation sur deux échantill
à 15,48 et 19,64 p. IDO, en sui\
magnétisme rémanent (*), après dei
ratures croissantes. Ses expérienc(
un diagramme que nous reprodiûson
clairement en évidence l'influence (
de transformation à réchauffement
dessous de ce point de transforma
magnétisme rémanent atteint so
l'atténuation de la dureté.
Ces constatations établissent une
les aciers au nickel ayant subi la
sible et les aeiers au carbone trei
d'autre, le recuit au-dessous du poi
ou revenu, adoucit considérable
détruire complètement la dureté.
L'analogie est moindre pour les
(*) ExpeiHments on alloys of iron and
Proceedings of The InstiiuUon of Civil Em
Comptes Rendus de V Académie des Sciences
t. CXXVJII, p. 1313, juin 1899.
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428
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
du recuit au-dessus du point de transformation, mais elle
est plus grande qu'il ne paraît au premier abord. En effet,
le nickel reste toujours uniformément réparti dans Tacier,
quel que soit le traitement qu'il a subi ; c'est pourquoi
l'artifice de la trempe, refroidissement brusque, est
inutile, tandis qu'il est nécessaire pour maintenir unifor-
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800* MO» 600* SOC \00' 300t 200^ 100» 0*
Tcmpcraliircs
Fi(i. 9. — Expériences de M. Osmond.
mément réparti le carbone, qui a tendance à se
concentrer sur certains points, lorsque la température
s'abaisse lentement. Pour l'acier au nickel, l'élévation de
la température est presque suffisante pour produire le
durcissement dont le métal est susceptible, par consé-
quent la trempe fatigue assez inutilement le métal. Pour
Tacier au carbone, un refroidissement brusque après le
chauffage est indispensable à cause de cette propriété
particulière du carbone, qui paraît être la seule différence
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•c^LHIlUl^lfil.
A HAUTES TENEURS 429
vraiment fondamentale entre les natures de ces deux
sortes d'aciers.
La trempe durcit cependant très nettement sans les
rendre secs les aciers au nickel dont le point de trans-
formation est peu éloigné au-dessus de la température
ordinaire. Cet effet particulier s'explique par l'action de
la trempe sur la partie de l'acier qui n'est pas encore
transformée. Nous avons déjà constaté que la trempe
facilite beaucoup la transformation en relevant le point
de transformation au refroidissement. La transformation
n'est toujours produite que par l'abaissement de la
température ; mais ce relèvement est parfois assez grand
pour que la température ordinaire puisse agir. Nous
reviendrons bientôt sur cette intéressante question.
Variations de l'état allotropique des aciers au nickel
résultant des variations de la teneur en nickel, r— Le point
de transformation irréversible s'abaissant à mesure que
la teneur en nickel augmente, il en résulte que l'aug-
mentation do la teneur en nickel équivaut, dans une
certaine mesure, à un relèvement de la température.
Les aciers au nickel, en revenant à la température or-
dinaire, peuvent soit ne pas subir la transformation, soit
la subir plus ou moins complète, suivant que leur point de
transformation au refroidissement est au-dessous de la
température ordinaire ou au-dessus, et plus ou moins
éloigné. Par conséquent, l'état allotropique des aciers à
teneurs en nickel croissantes correspond successivement
à la période de transformation irréversible complète, puis
à celle de transformation incomplète, et enfin à celle où
il ne s'est pas produit de transformation.
Nous signalerons, à l'appui de ces considérations, que
les résultats des essais à la traction sont à peu près les
mêmes pour l'acier à 25 p. 100 de nickel refroidi à — 78°
et pour l'acier à 21 p. 100 de nickel non refroidi; l'inter-
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RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
>mporature d'environ IX) degrés équivaut à 4 p. 100
. Cependant cette comparaison ne doit pas être
e plus bas que 15 p. KX) de nickel, teneur au-
ie laquelle Firréversibilité devient rapidement
e.
riONS DE l'état ALLOTROPIQUE SOUS l'iNFLUENCE
.A TREMPE, DE l'ÉCROUISSAGE ET DU RECUIT.
1 des points de transformation allotropique. — Nous
l'occasion de signaler deux échantillons d'acier au
s échantillons (47) et (51) , à 23,40 et 24,05 p. 100
, qui ne se transforment pas dans la neige car-
lorsqu'ils n'ont subi aucun traitement particulier
forgeage ou le laminage, mais se transforment
t dans ce bain réfrigérant lorsqu'ils ont été, au
, trempés dans Teau froide après chauffage au
ise clair. La trempe a relevé le point de trans-
i, puisqu'elle l'a fait passer d'une température
s à — 78** aune température supérieure,
onstatation a été le point dedépart de recherches
res ; elles ont établi que ce relèvement est la
lérale pour les aciers de la catégorie dont font
1 aciers (47) et (51). Par conséquent, le dia-
les positions des points de transformation, qui a
( par M. Osmond, diagramme que nous avons repro«
i-), et celui qui réunit à ceux de M. Osmond les
de nos propres recherches [fie/. 7), ne donne-
s des indications exactes si on les utilisait pour
s au nickel ayant subi la trempe,
ssi été constaté que ces mêmes échantillons,
sont écrouis, soit par un étirage à la filière,
n forgeage à froid, deviennent magnétiques à
'ature ordinaire (*), tandis qu'ils sont magné-
t que l'écrouissage ramène le magnétisme clans certains
[nagnétiques a été signalé par M. André Le ChateUier.
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A HAtTES TENEURS
tiques à — 78" lorsqu'ils n'ont pas subi c
L ecrouissage a donc relevé le point de t
d'une température inférieure à — 78° à un
supérieure à + 15°. Le relèvement produit
sage est encore plus grand que celui qui e
la trempe. Les diagrammes rappelés ci-d(
pas davantage applicables aux aciers au
subi un ecrouissage.
11 a encore été constaté que, dans cei
recuit seul produit le même résultat, à sav
ment des points de transformation.
Il convient donc de ne pas oublier que le
précédemment établis ne donnent les positic
de transfonnation des aciers au nickel (
aciers qui n*ont été ni trempés, ni écrouis,
Nous avons entrepris de déterminer les
points de transformation des aciers au nick
dits, trempés ou écrouis, ou trempés d'abo
ensuite, ou trempés, écrouis et recuits, (
recuits. 11 a été reconnu que la trempe et
produisent sensiblement le même résultat
vue de la position du point de transformati
sage agit plus que la trempe, et la combii
deux traitements agit plus encore que Vue
ment. L'action du recuit est semblable, ma
pas toujours à celle de la trempe et de Técn
Déterminations de points de transformation,
de transformation de la série d'échantillon
fait Tobjet de nos expériences ont été détei
veau : 1° après trempe ; 2° après écrouissaj
trempe et ecrouissage. Nous avons rep
rendre la comparaison plus facile, les d
déjà données, obtenues avec les mêmes écha
trempe et ecrouissage.
Tome l, 1902.
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432
RECHERCHES SUR LES ACHSRS AU NICKEL
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A HAUTES TENEURS
Les résultats des déterminations sont ins<
tableau XIV.
Bxamen des réBultats obtenus. — Ces résuit
résumés dans le diagramme (^y. 10), qui donne
rativement : 1° en traits pleins, les courbes des j
transformation des aciers au nickel proprement <
trempés et non écrouis ; et 2° en traits interro
mêmes courbes pour les mêmes aciers soumis c
la trempe, puis à Técrouissage.
On voit immédiatement que Teffet produit sur
tions des points de transformation irréversible esi
un abaissement qui reste peu considérable, puis
vement qui devient de plus en plus important.
L'examen des résultats obtenus permet de
dans la série d'échantillons qui a fait Tolyet de n
riences, plusieurs groupes distincts au point de
Teffet produit par la trempe et Técrouissage sur
tien des points de transformation.
Un premier groupe est formé par les échantill<
(20), c'est-à-dire pour les aciers au nickel dont 1
en nickel est comprise entre 0 et 14,52 p. 1
aciers sont peu sensibles à l'influence de la trem
l'écrouissage, au point de vue des positions m^
points de transformation. Le fer pur, échantilloi
échantillons (6) à 5,56 et (10) à 9,92 p. 100 d
accusent des abaissements des points de transf
à réchauffement et au refroidissement qui ne d
pas un petit nombre de degrés, et Téchantillon (2(
p. 10<3 de nickel, n'accuse qu'un abaissement trè
Un deuxième groupe est formé par les éch
(36) à (63). L'effet produit par la trempe et l'écr
est un relèvement des points de transformation,
tillon (36) â 20,52 p. 100 de nickel n'accuse enco
très léger relèvement; mais, àpartirdela teneur e
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436 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
de 22,64 p. 100, échantillon (42), TinfluenceMe la trempe
et de Técrouissage sur la position des points de transfor-
mation devient considérable.
Les échantiUons (42) à (63), 22,64 à 25,84 p. 100
de nickel, se font remarquer par une particularité très
intéressante : Lorsqu'on procède à la détermination du
point de transformation au refroidissement, on voit Tai-
guille aimantée se mettre en mouvement, et accuser ainsi
la position de ce point de transformation à une tempéra-
ture supérieure de plusieurs centaines de degrés, de 20(^)à
400 degrés, à celle du point <le transformation de Téchantil-
lon non écroui ni trempé. Mais, loin de s'orienter immédiate-
ment à angle droit avec la direction du champ terrestre,
Taiguille effectue son mouvement si lentement qu'elle ne
prend cette orientation qu'après un abaissement de la
température qui atteint et dépasse même 300 degrés.
Le point de transformation à réchauffement est, en
outre, notablement relevé.
Ce groupe accuse donc des relèvements des points de
transformation à réchauffement et au refroidissement,
très considérables au refroidissement. En outre, la trans-
formation devient très lentement progressive dans la
zone de plusieurs centaines de degrés de Téchelle des
températures sur laquelle s'est produit le relèvement.
Les échantillons (lu troisième groupe [(65) a (71), 27,12
à 28,82 p. 100 de nickel] se comportent autrement. La
zone de transformation progressive très lente que
nous venons de signaler a beaucoup diminué d'étendue, au
point d'avoir presque disparu, et le point de transforma-
tion au refroidissement est très fortement relevé, surtout
après trempe et écrouissage. Le point de transformation
à réchauffement est aussi relevé, mais quelque peu seu-
lement, comme dans le groupe d'échantillons précédent.
On remarquera que, avant d'avoir été trempés et
écrouis, ces trois échantillons ne subissaient la transfor-
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^ç^;^V3^^^^;^-■t«^i^lS.,VJ',l*W^.^.V5IP
A HAUTES TENEURS 437
mation irréversible qu'en étant immergés dans la neige
carbonique. Après avoir été trempés et écrouis, ils su-
bissent cette transformation à la température ordinaire.
Cependant l'échantillon (71) à 28,82 p. 100 de nickel
est à la limite, car il n*est pas transformé à la tempéra-
ture ordinaire, lorsqu'il a été seulement trempé sans être
écroui ; dans ce cas, on n'obtient la transformation qu'en
refroidissant par la neige carbonique. Mais l'écrouissage
suffit, sans l'intervention de la neige carbonique, pour re-
lever le point de transformation jusqu'à la température
ordinaire, c'est-à-dire pour permettre à cette température
de produire la transformation. Tl en est de même pour la
trempe et l'écrouissage combinés. On remarquera que
cet échantillon est notablement manganèse ; d'où un abais-
sement du point de transformation encore plus grand que
celui qui correspond à la teneur en nickel de 28,82 p. 100.
Les échantillons (73), (76) et (77) forment un quatrième
groupe, dont le point de transformation est assez abaissé
pour qu'il soit nécessaire de recourir à l'air liquide, et
même (73) et (77) sont trop carbures et manganèses pour
pouvoir être transformés sans avoir subi la trempe et
l'écrouissage ; (76), qui est très peu carburé, a pu être trans-
formé par une immersion dans un bain de neige carbo-
nique, mais seulement après avoir été trempé six fois au-
rouge cerise clair et avoir été écroui par forgeage à froid
très intense. Ces traitements énergiques ont relevé le
point de transformation au refroidissement au-dessus
de — 78°, après quoi le point de transformation à réchauf-
fement a pu être constaté à -H 435°, soit à 80 degrés au
dessus du point de transformation correspondanl du
même acier non trempé et non écroui, refroidi dans l'air
liquide.
Un second échantillon de ce même acier a été immergé
dans l'air liquide après avoir été trempé et écroui moins
fortement. Cet échantillon et les échantillons (73) et (77)
^ DigitizedbyVjOOQlC
438 RErHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
ont été transformés, et les points de transformation à
l'échauffement ont été constaté8à480%400** et 425'; mais,
au refroidissement, le magnétisme n'a reparu que par la
transformation réversible. Nous signalerons que la posi-
tion des points de transformation réversible de ces aciers
est parfois notablement modifiée et qu'elle est souvent
variable pendant quelque temps, à la suite de Tébran-
lement moléculaire produit par la transformation irré-
versible à très basse température ; nous ne décrivons
pas le phénomène dans toute sa complexité.
Les échantillons (81) et (83) à 36,88 et 43,60 p. 100
(le nickel forment un cinquième {O'oupe qui ne subit pas
la transformation irréversible dans l'air liquide, même
après une trempe et un écrouissage énergiques. Le point
de transformation irréversible au refroidissement paraît
être situé trop bas pour pouvoir être atteint au moyen
de Tair liquide. Quant aux points de transformation ré-
versible, ils semblent très légèrement abaissés ; l'action
de la trempe et de l'écrouissage sur ces points de trans-
formation est presque négligeable et n'est nullement
comparable à celle que ces traitements ont sur les points
de transformation irréversible. C'est une nouvelle distinc-
tion à faire entre ces deux sortes de transformation ; il
est intéressant de la signaler.
En résumé, à mesure que la teneur en nickel augmente,
la trempe et l'écrouissage produisent successivement les
effets suivants :
V Fer pur. — Abaissement peu impartant des points
de transformation. — L'action de l'écrouissage n'en a pas
moins été considérable, car Taiguillo aimantée revient à
la position à angle droit avec le champ terrestre beau-
coup plus lentement qu'avant la trempe et l'écrouis-
sage ; la transformation est devenue beaucoup plus pro-
gressive ;
2"* Teneurs en nickel comprises entre 0 et 15 p. 100 :
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A HAUTES TENEURS 439
abaissement peu important des deux points de trans-
formation, comme pour le fer pur;
S*" Teneurs en nickel comprises entre 15 et 21 p. 100 :
abaissement et relèvement presque nuls des deux points
de transformation ;
4* Teneurs en nickel comprises entre 21 et 27 p. 100 :
relèvement notable du point de transformation à réchauffe-
ment, et relèvement très considérable du point de trans-
formation au refroidissement, mais avec échelonnement de
la reprise du magnétisme sur une zone de température
très étendue ;
5° Teneurs en nickel comprises entre 27 et 29 p. 100 :
relèvement notable du point de transformation à réchauf-
fement, et relèvement très considérable du point de trans-
formation au refroidissement, sans échelonnement de la
reprise du magnétisme, sur une zone de température
très étendue; la transformation s'effectue rapidement;
6° Teneurs en nickel comprises entre 29 et 31 p. 1(X) :
relèvement notable du point de transformation à réchauf-
fement, d'autant plus grand que Técrouissage a été plus
intense ; le point de transformation au refroidissement ne
peut pas être constaté ;
T Teneurs en nickel supérieures à 31 p. 100 : la trans-
formation irréversible ne peut plus être produite, même
en refroidissant à — 188'' au moyen de Tair liquide. Lès
points de transformation réversible sont légèrement
abaissés.
Ces divers relèvements de points de transformation ne
résultent pas précisément de Taction de la trempe et de
récrouissage, mais plutôt de rabaissement de la tempéra-
ture qui suit ces traitements, abaissement qui quelquefois
n'est que le retour à la température ordinaire.
Effets du recuit sur les positions des points de transfor-
mation après trempe et écrouissage. — Les positions des
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•X*
440 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
points de transformation, résultant des effets de la trempe
et de récrouissage, ne sont pas modifiées immédiatement
par un échauffement peu prolongé ; mais des échauffenjents
suivis de refroidissements, répétés à plusieurs reprises,
les rendent de moins en moins perceptibles, et la tem-
pérature de 800° maintenue pendant une demi-heure les
fait disparaître complètement.
Il faut en conclure que si, pour les aciers à teneurs
en nickel de 21 p. 400 et plus, la trempe et Técrouissage
tendent à relever considérablement le point de transfor-
mation au refroidissement, et à Tamener à faible distance
du point de transformation à réchauffement, une tempé-
rature élevée, maintenue pendant un temps suffisant,
tend à rétablir l'écart primitif entre ces deux points.
C'est ce qui résulte de l'expérience suivante : un échan-
tillon d^acier (65) à 27,12 p. 100 de nickel, trempé et
écroui, a été introduit dans le four chauffé électrique-
ment et maintenu à la température de SOO** pendant dix
minutes. Le magnétisme avait disparu à réchauffement
à 480"*; il a reparu au refroidissement à 460**. L'échantil-
lon a été* ramené une seconde fois à la température de 800**,
qui a été de nouveau maintenue pendant dix minutes ; après
quoi le magnétisme a reparu au refroidissement à 450°.
L'échantillon a été porté une troisième fuis à la tempéra-
ture de 800°, qui a été maintenue quinze minutes; au re-
froidissement qui a suivi, le point de transformation irré-
versible n'a plus reparu; la transformation réversible a
seule été constatée vers 80°.
Cette expérience semble démontrer que les effets de la
trempe et de l'écrouissage sont complètement détruits
par un recuit à 800° suffisamment prolongé. Il n'en est
cependant pas ainsi; Téchantillon qui a subi ce traitement
. n'a pas été ramené exactement au même état qu'avant
d'avoir subi la trempe et l'écrouissage; en effet, soumis
au refroidissement à — 78°, il a accusé des points de
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-'ZTWlS^f^"^ -^ ' *^ ^l-WtW)'»: n'^i|PVj^*'*^'fl|WBlW»V'
A HAUTES TENEURS 441
transformation irréversible à réchauffement à 480** et au
refroidissement à 415'*. Or un échantillon de ce même
acier non trempé et non écroui, refroidi à — 78°, accuse
des points de transformation irréversible à réchauffement
à 490*, et, au refroidissement au-dessous do 90** environ,
point de transformation réversible. On voit que la trempe
et Técrouissage suivis d'un recuit ont profondément mo-
difié Tétat moléculaire de cet acier.
Influenoe du recuit sur la position des points de transfor-
mation. — Cette constatation conduit à rechercher quel
est Teffet du recuit sur un échantillon n'ayant subi aucun
traitement après le laminage à chaud. Un échantillon du
même acier (65), non trempé et non écroui, a été main-
tenu pendant vingt-cinq minutes à la température de 800"
dans le tube du four chauffé électriquement; au refroi-
dissement qui a suivi, il n'a pas accusé la transformation
irréversible avant de subir la transformation réversible
vers 100°.
Le recuit semble n'avoir produit aucun effet notable;
il n'en est pas ainsi, car, cet échantillon ayant ensuite été
refroidi à — 78°, la transformation irréversible s'est ma-
nifestée par un point de transformation k réchauffement
à 480° et un point de transformation au refroidissement
à 420°. Le recuit seul a produit un effet presque iden-
tique à celui de la trempe et de l'écrouissage ; comme ces
deux traitements, il ne produit un relèvement des points de
transformation que lorsqu'il est suivi d'un abaissement de
la température.
Il semble que cet abaissement nécessaire de la tempé-
rature soit plus grand pour le recuit que pour la trempe,
et plus grand pour la trempe que pour l'écrouissage.
Le retour à la température ordinaire constitue un abais-
sement de la température suffisant pour produire la trans-
formation, lorsque le point de transformation au refroidis-
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442 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
sèment de Tacier est situé au-dessus de la température or-
dinaire pour Tacier n'ayant subi aucun traitement après le
laminage. C'est lé cas de Tacier (50) à 24,04 p. 100 de nic-
kel, dont les points de transformation irréversible sont situés
à 545"* et 60**. Un échantillon de cet acier, introduit au
four chauffé électriquement, a été maintenu à la tempé-
rature de 800* pendant quarante minutes, puis ramené à
la température ordinaire. Un second chauffage a accusé
le point de transformation à réchauffement à 565** et le
point de transformation au refroidissement à 550°. Le re-
cuit a suffi pour produire ce relèvement, parce qu'il a été
suivi d'un abaissement de la température suffisant.
Il est donc démontré que, au point de vue de la posi-
tion des points de transformation, Tétat moléculaire pro-
duit par le recuit n'est pas le même que celui qui existe
au sortir du laminage à chaud.
Ces constatations viennent s'ajouter à celles qui nous
permettent de considérer comme peu différents les effets
produits par la tremjpe et le recuit sur les aciers au nickel,
effets qui témoignent d'une importante modification d'état
moléculaire.
On a remarqué que le groupe des aciers à 30 et 31 p. 100
de nickel, dont le point de transformation est situé vers
— 200**, accuse, lorsque la transformation irréversible a
été produite, un point de transformation à réchauffement
très fortement relevé, mais n'accuse pas, comme les
aciers à teneurs en nickel un peu moindres, un point de
transformation au refroidissement. Il paraît résulter de
ce qui vient d'être exposé que le relèvement de la tempé-
rature à une distance de plus de 600 degrés au-dessus
du point de transformation au refroidissement agit comme
un recuit, et atténue l'effet produit par la trempe et
l'écrouissage assez pour rendre impossible la constatation
de ce point de transformation au refroidissement. L'effet
produit par la trempe et Técrouissage n'est cependant pas
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A HAUTE
complètement annulé, car u
— 78* opère de nouveau la
Ion à 30,44 p. 100 très fort
formation caractérisée par
à +435®, c'est-k-dire à la
cédemment.
HjTBtérèBe. — Ces consta
versibilité est un phénomt
semblable à la surfusion, la :
est un frottement molécuh
température s'abaisse, un et
mesurée par Técart qui s'é<
formation à réchauffement e
la trempe et Técrouissage (
coup ce frottement molécu
lorsque la température s'ab;
ractérisé par un écart beau
de transformation à Téchau
et par une transformation
Nous ferons observer qu
tion de Thystérèse rapproch
formation presque exclus
point de transformation au
le point de transformation
moins éloigné <le sa positior
règle générale des phénon
sèment.
Il en résulte que la r;
rabaissement du point de
nickel, lorsque la teneur
cause principale le phénoi
manifeste par un écart très
de transformation à Téciiau]
Nous avons déjà eu Toccasi
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444 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
courbes des points de transformation à l'échaufTement des
aciers au nickel, ou leurs prolongements, se coupent, sur
le diagramme, vers 38 p. 100 de nickel à une tempéra-
ture d'environ 280*. On voit que, sans l'intervention du
phénomène de Thystérèse, il n'existerait pas d'aciers au
nickel non magnétiques à basse température.
L'hystérèse pouvant être fortement atténuée et presque
complètement détruite à Taide du recuit, de la trempe ou
de l'écrouissage, il est possible de produire la transfor-
mation irréversible dans les aciers à teneurs en nickel
très élevées, en combinant ces traitements avec des re-
froidissements à très basse température. C'est ainsi que
nous avons réussi à transformer un acier à 31,04 p. 100
(le nickel notablement carburé et manganèse. Cette cons-
tatation vient à Tappui de notre hypothèse du prolonge-
ment des courbes des diagrammes de la ^^. 7.
Le recuit, la trempe et Técrouissage peuvent non
seulement relever le point de transformation au refroi-
dissement, mais encore Tamener au-dessus de la position
qu'occupait le point de transformation à réchauffement
avant que l'acier ait subi ces traitements ; le point <Ie
transformation à réchauffement est lui-même notablement
relevé; on voit que, aux teneurs supérieures à 21 p. 100
de nickel, il se produit sous l'influence de ces traitements,
outre la suppression du retard, un relèvement des deux
points de transformation.
DistinctionB entre les aciers aa nickel de diverses teneurs
résultant des effets de la trempe et de récroaissage. — Nous
avons déjà fait constater que les aciers au nickel se com-
portent très différemment au recuit et à la trempe, sui-
vant qu'ik appartiennent à l'un ou l'autre des quatre groupes
que nous avons constitués d'après les variations des pro-
priétés mécaniques. Los aciers dos deux premiers groupes
sont en particulier peu sensibles à la trempe, qui agit da-
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vantage sur ceux à
sur ceux du quatr
Nous avons aussi
subi complètement
et deuxième grouj]
sième qui Font subie
ment, et que ceux
subie du tout, s'éci
La même distinci
de la trempe et de
de transformation,
groupe trempent
leurs points de tra
positions primitive:
Técrouissage. Les i
bissent que f aiblem<
sage au point de vi
faiblement leur acti
des points de tran
quatrième groupe, q
subissent fortement
le rapprochement c
formation qui est ci
En résumé, Thys
et de Técrouissage,
en nickel n'a pour €
cesse de résister à 1
la teneur en nick
c'est-à-dire dès qu
d'être complète. La
les divers procédé:
de la transformatioi
de la titans format k
sur les diverses prc
aciers au nickel.
(
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BULLETIN
BULLETIN.
QUE DE L'INDUSTRIE BIINÉRÂLE DE L'ITALIE EN 1900.
I DE» PRODUITS
QnAIfTITli»
i* Production des mine».
iganèse
nan^anésifère.
rre..
nb
nb, zinc et cuivre,
al
nome. ,
■cure . ,
il de cuivre,
oioérauz.. . .
fre
lire..
Totaux
2" Production de» usine» miner alurgique».
le charboD mlDéral..
le charbon vigéUl. .
lé
>udre. .
ume . .
le, etc-
' goudron
jeaux ammoniacales. .
'sulfate d'aiEmouiaque\
iyanuru de calcium
Tolaa»
PRIX
moyen
N031BRI
d'oiTriin
tonnes
francs
247.278
4.585.522
6.014
154.974
26.80()
335.000
95.824
3.169.842
139.679
16.408.481
35. lo:^
7.238.965
4.005
112.997
584
398.870
5.840
266.284
7.607
362.342
33.9:^0
1.127.380
6
480
71.6i(>
1.480.270
479.896
3.542.355
3.628.613
41.701.381
18.331
276.387
10.890
366.519
l.()83
491.769
1.400.338-3
49.399
27.707'-
367.202
100.775
1.339.873
963
121.560
5.200
36.400
2.491
847.144
9.720
278.600
»
85.060.002
fr. c.
18,54
25,76
12,50
33,08
117,48
206,22
28,21
683,00
45,60
47,63
33,22
80,00
20,67
7,38
11,49
15,07
:i^,65
2î)2,20
0,035
13,25
13,30
126,2:^
7,00
340,08
28,66
2.1T3
166
270
2.098
16.133
235
523
539
394
797
4
740
3.683
34.344
343
390
95
.380
244
tonnes
francs
2:^.990
3.129.170
18.5h1
4.420.783
100.518
51.561.452
115.887
34.325.767
10.000
6.000.000
10.405
24.239.866
547
328.795
23.763
10.442.343
31.168ki
3.360.497
57«^«
199.933
1,V-
20.900
1.174
771.800
260
1.560.000
703.740
23.751.800
17.500
1.280.500
554.119
51.064.517
157.957
17.322.042
167.466
18.183.210
338.034
2.369.117
33.127
1.009.316
11.973
2.961.254
193.980.279-3
37.132.707
487.8:il^»"
18.026.515
31.853
1.051.731
23.971
229.922
1.847
537.031
324
55.152
»
315.336.120
fr. c.
130,4.S
2:^7,92
270,64
2%, 20
600,00
2.329,64
601,09
439,44
107,82
3.477,09
1.393,33
657,41
6.000,00
33,75
73,17
92,15
109,66
108,58
7,01
30,47
247,32
0,191
36,95
33,02
9,59
290,70
170,22
65.243
1.029
14.714
2.513
30
629
16
95
179
792
6.339
493
1.159
2.648
266
168
4.915
35.985
ait de la Rivista del Servizio minerario nei 1900.)
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Rëciikr
ACIERS AU
Par M. L. Dl
Ingénieur-CuQseil. /
de Coin
ACIERS AU NIGK
Influence des U
les propriétés mé<
tats pai^ticulièn
Iniphy, aux esss
dénommé à Torii
moyenne est la s
Nid
Car
Mar
Chr
Par ses propi
les aciers au nie:
transformation ii
ment par sa lira
tance à la ruptu
(*) Voir suprà^ p.
(**) Voir le ménn
tembre 1898, page 24
Tome I, 5' livi
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448 ^EcrtEitcrtEs sur les aciers au nicReL
temps que par son allon^^^mellt à la rupture beaucoup
plus grand. C'est pour obtenir cette amélioration de la
qualité qu'il a été fait une forte addition de chrome, et
que les teneurs en carbone et en manganèse ont été
considérablement augmentées.
Le premier acier NC-4 ainsi défini ayant été obtenu
par tâtonnements, nous avons cherché à nous rendre
compte du mode d'action de chacun des éléments le cons-
tituant, et, par extension, do Imfluence du carbone, du
manganèse ou du chrome sur les propriétés physiques et
mécaniques des aciers au nickel de toutes teneurs conte-
nant de notables proportions de ces trois éléments.
Influence des mômes éléments sur Tétat allotropique
des aciers au nickel. — Le carbone, le manganèse et le
chrome ont, tous trois, une influence considérable sur les
conditions dans lesquelles se produit la transformation irré-
versible au refroidissement, influence qui est même plus
grande que celle du nickel lui-même.
L'étude des aciers au nickel proprement dits a mis
en évidence l'influence prépondérante de la position du
point de transformation allotropique au refroidissement,
et a particulièrement attiré l'attention sur les modifica-
tions considérables que subissent les propriétés physiques
( t mécaniques lorsque ce point de transformation s'abaisse
au-dessous de la température ordinaire. Une étude des
propriétés physiques et mécaniques de Tacier NC-4, sem-
blable à celle que nous avons faite pour les aciers au
nickel proprement dits, démontre qu'il doit la plupart de
ses {)ropriétés particulières à la position très basse de son
point de transformation irréversible au refroidissement.
L'acier au nickel NC-4 n'est pas magnétique ; or les aciers
au nickel proprement dits sont tous magnétiques, il en
diffère donc notablement. Son très grand allongement et
plusieurs autres propriétés mécaniques très accen-
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A HAUTES TENEURS 449
tuées réloignent aussi des aciers au nickel proprement
dits ; il n'en doit pas moins être considéré comme faisant
partie du même groupe que ceux de ces aciers qui n'ont
pas subi la transformation irréversible ; une intéressante
expérience nous Ta démontré dès le début de nos re-
cherches.
Nous avons pu, grâce à Tobligeant intermédiaire de
M. Ch. -Ed. Guillaume, qui a remis à Londres des échan-
tillons de notre acier NC-4 à M. J. Dewar, Tcminent pro-
fesseur à la Royal Institution, profiter, dès le mois de
mai 1897, du refroidissement intense produit par Tair
liquide. A la température de — 188°, le magnétisme n'a
pas apparu, si ce n^est dans un échantillon moins chargé
que les autres en carbone, chrome et manganèse, qui
s'est quelque peu transformé. Cette expérience a permis
d'attribuer Tabsence du magnétisme et les propriétés mé-
caniques particulières de cet acier à un abaissement très
cansidérable du point de transformation irréversible au
refroidissement.
On est ainsi amené à admettre que le carbone, le man-
ganèse et le chrome ont, comme le nickel, non seulement
une action directe résultant de leurs propriétés particu-
lières, mais encore une action indirecte résultant de leur
influence sur l'état allotropique de l'acier, et que cette
dernière action est généralement prépondérante. C'est
pourquoi nous donnerons, dans la suite de notre exposé,
la première place aux recherches relatives à Tétat allo-
tropique.
Il ne suffit pas de constater l'influence du carbone, du
manganèse et du chrome agissant simultanément, il con-
vient de mettre en évidence l'action particulière de
chacun de ces trois éléments ; nous rendrons compte suc-
cessivement de nos recherches relatives aux trois caté-
gories d'aciers qui suivent : aciers au nickel carbures,
aciers au nickel chromés et acier» au nickel manganèses.
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450 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU N'iCKEL
PREMIERE CATEGORIE.
ACIERS AU NICKEL CARBURES.
État allotropique. — Pour mettre en évidence Tin-
fluence du carbone sur IVtat allotropique des aciers au
nickel, il a été constitué des groupes dans lesquels la
teneur en nickel varie peu. Chaque groupe commence
par un acier au nickel très peu carburé, après quoi les
échantillons sont classés par ordre de teneurs en carbone
croissantes.
L'ordre des groupes est celui des teneurs en nickel
décroissantes, en commençant par la teneur do 31 p. 100,
limite au-dessus de laquelle il n'a piis été possible de pro-
duire la transformation irréversible.
Position des points de Iran s format ion. — L'état allo-
tropique des échantilhms a seulementété constaté aux trois
températures qui suivent : 1*^+ 15°, température ordinaire ;
2° — 78*, température produite au moyen de la neige car-
bonique; S** — 188°, température obtenue par Timmer-
sion dans Tair liquide. Le tableau XV donne l'état magné-
ticpie à ces trois températures ; il est facile d'en déduire
entre quelles limites est compris le point de transformation
au refroidissement : sa position est soit supérieure à
+ 15°, soit comprise entre -+- 15° et — 78°, soit comprise
entre —78" et — 188°, soit inférieure à — 188°.
Ces constatations suffisent pour mettre en évidence
rinflucnce du carbone sur la position des points de trans-
f«)rmation.
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A HATTTE8 TENEURS
Tablkau XV.
451
tiéSIONATION
des
groupes
DiStHNATION
des
échanlilluns
111
IV
M
(76)
(7:{)
(6'.)
Oi->)
m
(:.'2)
(•?«)
(27)
(iîl)
CM)
\ (10)
/ (II)
Carbone
Nickel
0.093
30.44
0.155
31.04
O.llO
2S.82
n.:vA>
21). 7G
0.(k;3
215. 3 'i
0.:i2S
25.38
0.(117
25.25
24. (m;
24.04
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1d.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
irréversible.
réversible.
Id.
Id.
Id.
irréversible.
réversible.
Id.
irréverHÏble.
trèi raiblemenl magnétique,
magnétique irréversible,
tré» faiblement magnétique,
magnétique réversible.
Id. irréversible.
Id. Id.
non roagnéliquc. •
magnétique irréversible (*^.
non magnétique,
magnétique irréversible (*).
non magnétique.
Id.
magnétique irréversible.
Id. Id.
très raibtiemeut magnétique,
magnétique irréversible.
Irçs faiblement magnétique,
magnétique irréversible,
non magnétique.
Id.
magnétique irrévernble.
non magnétique.
Id.
magnétique irréversible,
non magnétique,
très leiréremeul magnétique
magnéliqu»* irréversible.
("j L« transformation irréverhible ne se produit à — 7H° que loisque l'acier i
été trempé.
Danî* le groupe I, teneurs (mi nickel de 30 à :U p. 100,
une très petite proportion de carbone, 0,155 p. 100,
abaisse le point de transformation irréversible, assez pour
qu'il ne puisse pas être atteint même si Ton a recours à
l'air liquide.
Une proportion de carbone notablement plus élevée,
0,322 et 0,617 p. 100, est déjà nécessaire dans les
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452 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
groupes II et III, teneurs en nickel de 29 et 26 p. ICK)
environ, pour abaisser ce point de transformation au-des-
sous de — 78°.
Le groupe IV, teneurs en nickel de 24 p. 100 environ,
met en évidence un mouvement rapide d'abaissement du
point de transformation, qui, après avoir dépassé -+- 100''
pour Téchantillon {7yS} (Voir tableau IX), lorsque la pro-
portion de carbone est de 0,151 p. 100, desc<end succes-
sivement au-dessous de la température ordinaire lors-
qu'elle atteint 0,415 p. 1(K), puis au-dessous de — 78*,
et même de — 188** lorsqu'elle atteint 0,850 p. lOO.
Ce mouvement d'abaissement est encore plus manifeste
dans le groupe V, teneurs en nickel de 15 p. liX) envi-
ron; les aciers deviennent non magnétiques à la tempé-
rature ordinaire, lorsque la teneur en carbone dépasse
1 p. 1<X); Téchantillon (25) est même non magnétique
à — 78*", mais sa teneur en nianganèse est élevée, envi-
ron 2 p. 100.
Le groupe VI ne contient que deux échantillons, un
acier magnétique à la température ordinaire et un acier
non magnétique à cette température, ce qui suffit pour
faire constater qu'il existe un acier au nickel à 10 p. 100
non magnétique. Et même l'échantillon (11) à 1,37 p. 100
de carbone et 2,713 p. 100 de manganèse ne subit net-
tement la transformation irréversible que dans Tair liquide,
c'est-à-dire que 10 p. KJO de nickel, 1,37 p. lOO de
carbone et 2,713 p. 10(J de manganèse équivalent à
30,4 1 p. KM) (le nickel, 0,093 p. 10(J de carbone et
0,315 p. KK) de manganèse au point de vue de la po-
sition (lu point d(^ transformation irréversible au refroi-
dissement.
Action du carbone. — Il résulte de ces constatations
que quelques millièmes de carbone suffisent pour abaisser
le point de transformation de plusieurs centaines de
degrés. Le carbone joue le même rôle que le nickel au
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A HAUTES TENE
point de vue de rabaissement di
tion ; mais son action est beaucou]
é^ale. Il semble qu'une unité de car
abaissement que 20 unités de nicl
Cette propriété du carbone a dé^
par M. Osmond (*) dans ses expe
Yauslénite, acier composé exclusif
bone, non magnétique à la temp
acier se transforme et devient m
immergé dans Tair liquide, et resl
à la température ordinaire ; la tran
aussi, dans ce cas, par une augm
de la dureté.
Donc, le carbone seul peut, co
à l'acier la propriété de subir la
sible, avec abaissement du point
refroidissement jusqu'à — 150°
conserve cette propriété lorsque Vi
Mais un artifice est nécessaire
mément réparti, dans Tacier ne
kel, la proportion de carbone q
il. Osmond n'a pu y parvenir qu
trempe, et n'a même pu obtenir p
mélange d'acier non magnétique
contenant environ moitié d'austén
En présence du nickel, le carbo
réparti dans l'acier, d'où l'obtentio:
magnétique à la températiure ord:
l'artifice de la trempe. Cependaii
proportion de carbone élevée n'est
d'une proportion notable de manj
plus en plus forte à mesure que la
(*) Comptes Rendus de r Académie des
novembre 1895 ; — et Comptes Henftus, t.
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454 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
augmente. Il en résulte que les aciers au nickel carbures
deviennent en même temps, dans une certaine mesure,
des aciers au nickel manganèses. C'est pourquoi nous
n'avons pas poussé plus loin que 10 p. 100 rabaissement
de la teneur en nickel sans faire intervenir un nouvel auxi-
liaire, le chrome.
Il n'en est pas moins démontré que, sous réserve de la
difficulté qu'on éprouve à Tincorporer dans Tacier, le
carbone doit être considéré comme pnxluisant, de même
que le nickel et plus que lui, rabaissement du point de
transformation au refroidissement; d'où la possibilité d'ob-
tenir sans chrome des aciers au nickel non magnétiques
à la température ordinaire, comme rNC-4, c'est-à-dire ne
subissant la transformation irréversible qu'à température
très basse, et ne l'ayant par conséquent pas subie à la
température ordinaire.
Action de la trempe et de l'écrouissage. — La trempe
et la déformation à froid ont, sur les aciers au nickel car-
bures, la même action que sur les aciers au nickel propre-
ment dits; ces traitements tendent à détruire l'hystérèse.
Les échantillons (57) et (56) (Voir tableau XV) ne
subissent la transformation irréversible à — 78° qu'après
avoir été trempés; la trempe relève leurs points de trans-
formation.
L'échantillon (47) à 23,40 p. 100 de nickel, o;482
p. 100 de carbone et 0,453 p. 100 de manganèse, trempé,
puis refroidi à — 78°, accuse la perte du magnétisme à
525**. Le magnétisme reparaît à 310°, et augmente lente-
ment d'intensité à mesure que la température s'abaisse ;
l'aiguille aimantée ne s'oriente perpendiculairement à la
direction du champ terrestre qu'à 160°. Cet acier non
trempé ne subit pas la transformation irréversible au-
dessus (le — 78°; le relèvement du point de transforma-
tion au refroidissement, produit par la trompe, est très
considérable.
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A HAUTES TENEURS 455
Propriétés mécaniques. — Essais à la trac lion. —
Des essais à la traction, auxquels a été soumise cette
série d'échantillons, permettent de se rendre compte de
Teffet produit par laugmentation de la teneur en carbone
sur les propriétés mécaniques, dans chacun des groupes
qui viennent d'être étudiés au point de vue de leur état
allotropique.
Les échantillons ont été essayés trempés et non trempés.
Les résultats de ces essais forment le tableau XVI.
Les échantillons des groupes I et II, teneurs en nickel
de 30 à 31 p. 100 et de 28 à 29 p. 1(X), qui, à la tempé-
rature ordinaire, n ont pas subi la transformation irréver-
sible, sont des aciers du type métal doux à limite d'élas-
ticité et résistance à la rupture peu élevée, s'abaissant
encore considérablement par la trempe. Dans ces condi-
tions, la variation de la teneur en carbone n'a pas d'in-
fluence considérable.
Dans le groupe III, teneurs en nickel de 25 à 2() p. 100,
Tun, des échantillons (6i), exceptionnellement peu carburé,
0,063 p. 100 de carbone, a subi la transformation irré-
versible malgré sa teneur en nickel élevée; l'autre, (60),
qui contient 0,617 p. 100 de carbone, ne Ta pas subie;
les propriétés mécaniques de ces deux aciers sont fon-
damentalement différentes.
Non trempé, Téchantillon (64) n'accuse que 7 p. 100
d'allongement à la rupture, tandis que Téchantillon (60),
dans les mômes conditions, en accuse 40 p. 100. Après
trempe, l'échantillon (64) devient, probablement par suite
de tapures, tellement fragile (*) qu'il se rompt sous une
faible charge, sans allongement, tandis que Féchantil-
(*) Les résultats de l'essai à la traction de cet échanliUon après
trempe n'ont pas été inscrits au tableau XVl, mais ce tableau donne
ceux d'un essai à la traction de cet acier après recuit à 400», d'où il
résulte que l'absence presque complète de carbone a pour consé-
quence des relèvements très considérables de la limite d'élasticité et de
la résistance à la rupture.
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456
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
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A HAUTES TENEURS
Ion (60) s'adoucit par la trempe, à tel point que
gement à la rupture passe de 40 p. 1(X) à 59,. 1
que sa limite d'élasticité descend de 50,8 ki
par millimètre carré k 38,8 kilogrammes; sa r<
la rupture, de 83 kilogrammes par millimètr
72,7 kilogrammes. Il est difficile de mieux met
dence Taction très considérable que peut avoii
tains cas le carbone, accompagné, il est vrai, (
manganèse, sur les propriétés mécaniques de
remarquera, notamment, que Tacier (64) esi
devient encore davantage par la trempe,
Tacier (60), i^elativement doux, devient encore
par la trempe.
Dans le groupe IV, teneurs en nickel de
environ, les deux premiers échantillons, (52) <
subi la transformation irréversible, mais leur
transformation ne sont pas très éloignés de la t<
ordinaire ; c'est pourquoi la trempe ne modifia
coup les limites d'élasticité et les résistances à la
augmente un peu les allongements p. 100 à lar
Il n'en est plus de même lorsque la teneur
continue à augmenter. Les aciers (57) et (56),
carbone 0,415 et 0,640, non magnétiques à 1
ture ordinaire, se font remarquer par leurs gi
gements à la rupture; ils s'adoucissent nettei
trempe.
Le dernier échantillon du groupe (46), dor
en carbone et la teneur en manganèse, 0,85(
deviennent élevées, et qui ne subit pas la trai
irréversible, même dans Tair liquide, s'adoucit
la trempe, mais son allongement p. 100 à la
moindre que celui dos échantillons précède
limite d'élasticité est plus élevée. L'influence
du carbone tend à se manifester ; il est vrai (
manganèse vient s'y ajouter.
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460 RECHERCHES StJR LES ACIERS AU NICIŒL
Ces éprouveties ont été proaIa})leinent trempées, ou pas
trempées.
Si on compare ces résultats avec ceux qui ont déjà été
obtenus avec les mêmes échantillons, et qui sont inscrits
au. tableau XVI, on constate que le refroidissement a
beaucoup augmenté la limite d'élasticité et la résistance
à la rupture dés échantillons (52) et (50), en diminuant
leurs allongements p. dOO à la rupture. Les essais à la
traction de ces aciers, ainsi traités, donnent des résultats
remarquables : haute limite d'élasticité, 120 kilogrammes,
environ par millimètre carré; haute résistance, 140 kilo-
grammes environ par millimètre carré, et bel allongenient
à la rupture, 15 p. 100 environ.
Un résultat semblable a été obtenu avec l'échantil-
lon (57) trempé, tandis que ce même échantillon non
trempé restait à peu près insensible au refroidissement ; la
trempe a relevé le point de transformation irréversible
au refroidissement au-dessus de — 78^.
L'influence du refroidissement est à peu près nulle pour
l'échantillon (56), dont le point de transformation reste
au-dessus de — 78°.
Les résultats constatés permettent d'admettre que les
aciers au nickel carbures, au moins ceux qui sont modéré-
ment carbures, se comportent au refroidissement comme
des aciers au nickel proprement dits, dont le point de
transformation a la même position sur l'échelle des tem-
pératures.
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À HAUTES TENBmiS 461
DEUXIÈME CATÉGORIE.
ACIERS AU NICKEL CHROMÉS.
Utilité du chrome. — Les propriétés mécaniques mé-
diocres de certains aciers au nickel fortement carbures
paraissent avoir poui* cause principale la difficulté avec
laquelle le carbone s'incorpore dans ces aciers. Le manga-
nèse, qui dissout le carbone beaucoup mieux que le fer, ne
donne de bons résultats que lorsque la teneiu* en carbone
est inférieure à 0,5 ou 0,6 p. 100; c'est ainsi qu'on a été
amené à employer le chrome, qui est un dissolvant du
carbone beaucoup plus puissant que le manganèse. Il a été
reconnu que, généralement, Fintroduction de 2 à 3 p. 100
de chrome améliore les propriétés mécaniques ; ce métal a
aussi été employé en proportions moindres et parfois en
proportions plus fortes.
État allotropique. — Position des points de transfor-
malion allotropique. — Nous avons constitué des groupes
de teneurs en nickel à peu près uniformes, dans lesquels
nous avons inscrit les divers échantillons dans Tordre de
la position de leurs points de transformation irréversible
au refroidissement. On constatera que cet . ordre est
presque exactement celui de la teneur en carbone, dont
l'influence sur la position de ce point de transformation
est prédominante.
Nous n'étudierons pour le moment que les aciers au
nickel chromés pouvant subir la transformation irréver-
sible; aussi limiterons-nous notre examen aux teneurs en
nickel inférieures à 29 p. 100. Nous inscrivons les résultats
obtenus au tableau XVIII, en suivant pour les groupes
Tordre des teneurs en nickel décroissantes Ce tableau
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:hes sur les aciers au nicKêL
celui que nous avons dressé pour les
carbures.
Tablrau XVIII.
2. Mo
0.430
O.btiO
O.ilO
0.560
0.712
o.7i;
0.1^
0.588
o.:m
0.87Ô
0.28',
2.481)
2.71:»
2.740
0.980
2.830
1.750
1.770
3.020
2.025
2.i>2l
2.700
3.102
3.550
2.781
3.188
2.8.»
3.1
0.U5
21.84
20.88
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78»
I
raiblemfnlmag'Détique réTorsiblc.
.iiaKoétiqiie irré»en»ible (*).
Irès Taiblement magnétiqua réversible
mag-ntUique réversible,
magnétique réversible,
magnétique irréversible.
Id.
!d.
Id.
Id.
non magnétique,
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique irréversible,
non map:aetique.
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique réversible,
non magnétique,
magnétique réversible,
non magnétique,
magnétique réversible,
magnétiquf irréversible.
Id.
non magnétique,
magnétique irréversible,
non magnélique.
magnétique irréversible ('^
non magnétique,
mugnétique irréversible (').
non magnétique.
Id.
magnétique irréversible,
non magnétique,
magnétique irréversible (').
non magnélique.
Id.
Id.
Id.
magnêtiaue irréversible,
très faiblement magnétique.
Id.
magnétique irréversible.
ient magnétique irréversible, à — 78», que lorsqu'il a été trempé.
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A HA
Dans le groupe I, Vé
mation irréversible à
chrome, en faible propc
aussi malgré la teneur
contre, la teneur en car
L'échantillon (66) ne sul
dans Pair liquide, quoiqi
les teneurs en carbone
élevées.
L'échantillon (70) ne
sible dans la neige cari
à la trempe ; ce traitera
tion irréversible au ref
carbone et du chrome.
Le groupe II, teneurs
comprend cinq échanti
transformation raagnéti
ordinaire. On remarqu(
sont peu élevées, 0,105!
teneurs en chrome atl
qui montre que ce m^
peu considérable.
Les cinq échantillons
magnétiques à la tem]
la transformation irrév
la position du point de tr
dissement est comprise
carbone s'élève jusqu'à
L'échantillon (45) n(
sible que dans l'air liqui
s'est abaissée à 0,284
s'est élevée à 0,455 p.
Les trois derniers €
carbone et en chrome
subissent pas la transfc
Tome I, 1902.
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46 i
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
jiit'" , ■
carbonique, mai» ils subissent la transformation réversible
à — 78° ; le point de transformation réversible n'est pas
abaissé par le chrome, dans le groupe II aussi bien que
dans le groupe I.
Les deux premiers échantillons du groupe III, teneurs
en nickel de 15,08 à 17,50 p. 100, ont subi .la transfor-
mation irréversible à la température ordinaire ; cependant
la teneur en chrome de l'échantillon (32), 2,740 p. 100,
est très élevée, mais la teneur en carbone est très faible :
0,070 p. 100.
Les trois échantillons qui suivent, (22) à (31), sont non
magnétiques à la température ordinaire, mais subissent
la transformation irréversible dans la neige carbonique;
les deux derniers ne la subissent, à cette température,
que lorsqu'ils ont été trempés, ce qui indique pour ces
deux échantillons un abaissement du point de transforma-
tion plus grand que pour le précédent. La teneur en car-
bone atteint 0,505 p. 100 avec 1,770 de chrome.
L'échantillon (28) est non magnétique, môme dans Tair
liquide, quoiqu'il ne contienne que 16,05 p. 100 de nickel
et 3,020 p. 100 de chrome et seulement 0,535 p. 10<J de
carbone. On voit que les proportions de ces trois éléments
que contient Tacier dénommé à Imphy à lorigine NC-4 (*)
sont plus que suffisantes pour abaisser le point de trans-
formation irréversible au-dessous de — 188"*.
Le groupe IV, teneurs en nickel de 10,16 à 14,40p. 100,
comprend un échantillon ayant subi la transformation
irréversible, l'échantillon (13) à 2,921 p. 100 de chrome,
ce qui est une proportion élevée, mais à 0,312 de car-
bone, ce qui est une proportion faible. L'échantillon (15),
dont la teneur en chrome est à peu près la môme et la
teneur eu carbone à peu près double, 0,726 p. 100, est
non magnétique à la température ordinaire, et subit la
(*} Sa composition a ùlù donnée pa^e 447.
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A HAUTES TENEURS . 465
transformation irréversible dans l'air liquide, lorsqu'il a
été trempé.
L'échantillon (18), dont les teneurs en carbone et en
chrome sont un peu plus élevées, est non magnétique
dans la neige carbonique. L'échantillon (16), dont la
teneur en carbone est de 1,100 p. 100 et la teneur en
chrome de 3,550 p. 100, est non magnétique, même dans
Tair liquide.
Imphy a réussi à obtenir, groupe V, un acier au nickel
à 7,28 p. 100 de nickel, non magnétique, môme dans l'air
liquide.
Le groupe VI, teneur en nickel de 5 p. 100 environ,
contient deux échantillons, dont l'un a subi la transforma-
tion irréversible à la température ordinaire, tandis que
l'autre ne la subit que très faiblement à — 78**; le
premier, (4), a une teneur en carbone beaucoup plus
faible, 0,520 p. 100, que celle du second, (5), qui est de
1,132 p. 100; les teneurs en chrome sont toutes deux de
3 p. 100 environ.
Les fortes additions de carbone et de chrome permettent
d'obtenir des aciers non magnétiques à teneurs en nickel
très faibles, mais elles durcissent beaucoup l'acier, quoi-
qu'elles le rendent non magnétique, à tel point qu'il devient
impossible de l'usiner, même pour obtenir la limaille néces-
saire pour faire l'analyse. Aussi a-t-il fallu limiter la pro-
portion de chrome dans les aciers à teneurs en nickel très
faibles et à teneurs en carbone très élevées. Imphy a
obtenu un échantillon, (3), à peu près non magnétique à
la température ordinaire, qui subit la transformation irré-
versible entre 0** et — 78^ II ne contient que 2,16 p. 100
de nickel et 0,445 de chrome avec 1,650 de carbone.
Action du chrome, — De l'ensemble de ces résultats,
il se dégage que les abaissements de points de transfor-
mation, dans le tableau qui vient d'être examiné, sont
dus à l'action du carbone plutôt qu'à celle du chrome,
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466 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
Taction du carbone devenant beaucoup plus intense en
présence du chrome.
Ce rôle joué par le chrome se manifeste nettement dans
les trois échantillons modérément carbures et plus forte-
ment chromés (90), (91), (92), qui contiennent respecti-
vement : 15,48, 15,50 et 24,20 p. 100 de nickel; 0,27,
0,29 et 0,31 p. 100 de carbone; 5,50, 9,05 et 5,29 p. 100
de chrome. Au point de vue de la teneur en nickel, deux
d'entre eux appartiennent au groupe III et Tautre au
groupe II. Le premier de ces aciers est non magnétique
à la température ordinaire et à — 78° ; le second est non
magnétique à — 188**, et le troisième magnétique réver-
sible à cette dernière température.
Il est donc évident que le chrome abaisse le point de
transformation irréversible au refroidissement d'autant
plus qu'il est en proportion plus forte. Mais il est à remar-
quer que, même s'il n'avait aucune action par lui-même,
le chrome agirait déjà dans ce sens simplement parce qu'il
réduit la proportion du fer par rapport à celle du nickel ;
son action ne peut donc être constatée nettement que si
le nickel est éliminé.
Aciers an chrome sans nickel. — Le chrome seul
abaisse-t-il les points de transformation irréversible ?
Pour répondre à cette question, Imphy a préparé trois
échantillons d'aciers à hautes teneurs en chrome, ayant
des teneurs en carbone aussi faibles que possible et des
teneurs en nickel à peu près nulles ; ce sont les échan-
tillons (93), (94) et (95), dont les teneurs en chrome sont
respectivement: 14,40, 21,06 et 29,21 p. 100.
Ces aciers sont tous trois très magnétiques à la tem-
pérature ordinaire. Imphy a déterminé au four chauffé
électriquement la position de leurs points de transforma-
tion à réchauffement et au refroidissement ; les résultats
obtenus sont inscrits au tableau XIX :
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A HAUTES TENEURS
Tableau XIX.
467
OésiCMATION
des
échantilloDB
m]
(9:>:
TBNKL'RS BR
Carbone
0.r,6
0.87
0.62
Chromo
POSITIOnt OBS POI.1IT8 DB TRANRFORMATIOK
à réchauffement au refroidissement
14.40
21.06
29.21
71.>
675»
(i20-
685*
640-
58.V
On peut en conclure que les deux points de transfor-
mation s^abaissent très lentement à mesure que la teneur
en chrome augmente, et qu'il se produit entre ces deux
points de transformation un écart très faible. La transfor-
mation nous semble devoir être considérée comme étant
du type irréversible, quoiqu'elle soit à très faible hysté-
rèse. En effet, elle a les principaux caractères de la trans-
formation irréversible des aciers au nickel, en particulier
celui de se produire à des températures qui dépendent
surtout de la teneur en fer.
Iraphy a cherché à préparer des aciers contenant
40 p. 100 de chrome, mais n'a obtenu que des aciers
non forgeables. Il semble que la solubilité du chrome
dans le fer ne permette pas d'obtenir des aciers à
40 p. 100 de chrome dans les conditions réalisées au four
à creuset. Nous avons dû, par conséquent, nous borner
à suivre l'abaissement des points de transformation irré-
versible jusqu'à 29,21 p. 100 de chrome, teneur qui est
bien loin d'être assez élevée pour amener le point de
transformation au refroidissement au-dessous de la tem-
pérature ordinaire.
L'abaissement très lent de ce point de transformation
est en grande partie la conséquence du peu d'intensité
de Thystérèse, contrairement à ce qui se produit avec le
nickel et le manganèse. Mais, précisément parce qu'il ne
se produit pas d'hystérèse notable, on doit, croyons-nous,
attribuer à l'action du chrome seul l'abaissement des
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468 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
points de transformation qui est constaté au tableau XIX,
quoique les teneurs en carbone des trois échantillons soient
de celles qui abaissent très fortement les points de trans-
formation irréversible des aciers au nickel chromés. En
effet, un écart très grand entre les points de transfor-
mation à réchauffement et au refroidissement accom-
pagnant toujours rabaissement produit par le carbone, il
ne peut pas être considéré comme la cause d'un abaisse-
mont des deux points de transformation se produisant
sans écart notable entre ces deux points.
Cet élément existe, par conséquent, à un état tout
particulier dans les aciers à hautes teneurs en chrome.
Cet état particulier a été étudié par M. Osmond, dans un
important mémoire (*) rendant compte de recherches rela-
tives à une série d'aciers contenant de 0,29 à 9,18 p. 100
de chrome. Elles font connaître des modifications consi-
dérables de la structure, produites par les recuits à très
hautes températures, et détruites par le forgeage, qui
rétablit la structure primitive. Ces modifications sont attri-
buées par M. Osmond à des modifications de Tétat du
carbone dissous de plus en plus dans Tacicr, à mesure
que la température s'élève, tandis que, sous Tinfluence du
forgeage, il se concentre en certains points par liquation,
à rétat de carbure de fer et de chrome. 11 en résulte que
les points de transformation au refroidissement de ces
aciers s'abaissent sous Tinfluence d'échauffements à tem-
pératures croissantes. Il convenait donc de se rendre
compte de l'influence de ce traitement sur la position des
points de transformation de nos aciers k teneurs en chrome
plus fortes ; en conséquence, nous avons fait de nouvelles
déterminations des points de transformation des échan-
tillons (94) et (95) en les soumettant à des températures
(*) Recherches sur les aciers chromés (Extrait du Mémorial de rAr-
tillerie de marine^ 1893).
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A HAUTES TENEURS
469
de plus en plus élevées. Les résultats obtenus ont été
inscrits au tableau XX.
Tableau XX.
désig:«ation
des
échantillons
(94)
(95)
Carbone Chrome
0.87
0.H2
Disparition
du
magnétisme
21.06
29.21
«7.5"
(ibO-
liW)»
«70»
(>.30«
(V>0«
(»15«
f)05-
OI.V'
f)2()-
«20»
Teifipérature
atteinte à
réchaufTeroenl
720»
WM)"
IIOO-
' 1000-
llOO»
700*
800»
1K)0»
1000«
1100»
1200-
nEPROIDISSKMKNT
G20*
filî*
58d«
.'>8.')»
560«
555»
.lÔ.')'
Tompé rature
atteinte au
refroidissement
5W
515*
515«
515»
;>00«
500*
500»
500-
480«
Ces échantillons se comportent comme les aciers à
teneurs inférieures à 10p. 100 de chrome que M. Osmond
a étudiés. Les points de transformation au refroidisse-
ment s'abaissent bien de plus en plus, à mesure que le
refroidissement se produit à partir d'une température plus
élevée, tandis que les points de transformation à réchauf-
fement restent à peu près flxes^ ce qui correspond à une
augmentation de Thystérèse, augmentation d'ailleurs très
faible.
Ces constatations nous conduisent à admettre décidément
que le chrome, par lui-même, sans l'aide du carbone,
abaisse les points de transformation des aciers au chrome,
mais les abaisse très lentement.
Cette action directe du chrome sur les points de trans-
formation s'ajoute probablement à celle du nickel lorsque le
chrome lui est associé, mais elle est si faible qu'elle devient
négligeable relativement k son action indirecte par l'in-
termédiaii*e du carbone, action qui est accompagnée de
beaucoup d'hystérèse. C'est donc presque exclusivement
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470 REOHEUCHES SUR LES ACIERS AtJ NÎCKEL
cette action indirecte qui rend le chrome si utile dans la
préparation des aciers au nickel.
L'action prépondérante appartient bien au carbone, car,
pour qu'il y ait abaissement considérable du point de
transformation au refroidissement, il est indispensable que
la teneur de cet élément soit notable. Cela résulte nette-
ment de la comparaison des deux échantillons suivants :
1° Téchantillon (32), très magnétique à la température
ordinaire, quoiqu'il contienne 17,24 p. 100 de nickel et
2,74 p. 100 de chrome. Mais la teneur en carbone est
extrêmement faible, 0,070 p. 100, et, quoique son acti\ité
soit exaltée par la présence d'une forte quantité de chrome,
elle est trop faible pour abaisser considérablement le point
de transformation. 2"* Au contraire, l'échantillon (35), qui
ne contient que 0,965 p. 100 de chrome et seulement
19,88 p. 100 de nickel, est non magnétique à la tempé-
rature ordinaire, parce qu'il contient 0,294 p. 100 de
carbone, proportion peu élevée, mais suffisante, grâce à
Faction du chrome sur le carbone.
Positionnai des points de transformation des aciers au
nickel chromés après trempe et écrotiissage. — Nous
avons eu déjà l'occasion de signaler plusieurs échantil-
lons qui, non trempés, ne subissent pas la transformation
irréversible lorsqu'ils sont refroidis au moyen de la neige
carbonique, et la subissent dans ces mêmes conditions
lorsqu'ils ont été trempés. La trempe agit sur ces aciers
au nickel chromés comme sur les aciers au nickel propre-
ment dits.
Imphy a déterminé au four chauffé électriquement la
position des points de transformation à réchauffement et
au refroidissement de quatre échantillons qui ont été
soumis à la trempe ou à la trempe suivie de l'écrouissage.
Le tableau XXldcmne les résultats de ces déterminations.
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A HAUTES TENEURS
471
Tableau XXI.
miGKATlOI
des
«thaitilUis
(39)
(35)
(-29)
(15)
TENBURB E.\
Carboie
0.204
0.397
0.726
CkroM
0.7!
0.96
1.7.1
2.70
lickd
21.16
19.88
16.06
12.04
TRAITKME.'ÏTS
subis
par les
échaoUUoDS
trempé
Id
trempé et écroui.
Id.
PO'ilTlONS DBS POINTS DE
traosrormation
l'échauffement
570-
620«
650»
rerroidissemeot
54:)'
Ô40-
280»
:)90«
Les échantillons (39) et (35) , qui ne subissent pas la trans-
formation irréversible dans la neige carbonique, la subissent
lorsqu'ils y sont immergés après avoir été trempés. La
trempe a, en outre, pour effet d'annuler presque entière-
ment le retard à Tapparition du magnétisme, qui est la
mesure de Thystérèse; ce retard n'est plus que de 20 de-
grés pour l'échantillon (39) et de 30 degrés pour l'échantil-
lon (a">).
La comparaison des résultats de ces déterminations
avec ceux qui ont été obtenus avec les aciers au nickel
proprement dits trempés et écrouis, inscrits au tableau Xll,
montre que les échantillons (39) et (35), quoique ne con-
tenant que 21,16 et 19,88 p. ÏOO de nickel, font partie
de la catégorie des aciers les plus sensibles à l'action de
la trempe ; le magnétisme reparaît très rapidement à la
température du point de transformation au refroidisse-
ment, relevé à peu de distance du point de transforma-
tion à réchauffement. Or ces conditions ne se réalisent
pour les aciers au nickel proprement dits que lorsque la
teneur en nickel est d'au moins 27 p. 100.
Il en est à peu près de môme pour l'échantillon (15); il
appartient à cette môme catégorie d'aciers, (quoique ne
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RECHERCHES SUR LES ACÎERS AU NICKEL
. que 12,04 de nickel, mais avec 0,726 de car-
itiUon (29) à 16,00 p. 100 de nickel, 1,75 de chrome
). 100 de carbone, fait partie de la catégorie des
i ne sont sensibles que partiellement à Taction de
et de la déformation à froid ; l'aiguille aimantée,
e Tapparition du magnétisme, se met en mouve-
80° pour n'arriver à être perpendiculaire à la
du champ terrestre qu'à 50°. Ces conditions
r les aciers au nickel proprement dits, celles des
omprises entre 21 et 27 p. 100.
dernières constatations, comme des précédentes,
que le carbone, accompagné de chrome, pro-
meur égale, beaucoup plus d'hystérèse que le
nd abaissement du point de transformation au
emont, produit par Tensemble de ces deux
est dû surtout à Técart énorme qui se produit
rèse pour ces aciers entre le point de transfor-
réchauffement et le point de transformation au
oment.
tés mécaniques. — lissais à la traction. — Nous
miis à des essais à la traction les échantillons
venons d'étudier au point de vue de la transfor-
llotropique. Les résultats de ces essais sont
u tableau XXII (p. 474-475).
hantillons du groupe I n'ont pas subi la transfor-
réversible à la température ordinaire ; ils sont
ypo acier à grand allongement à la rupture. On
ira l'influence favorable du chrome, qui, à faible
*,555p. 100, dans Téchantillon (70), et à teneur
,5135 p. 100, dans l'échantillon (66), relève la
élasticité, la résistance k la rupture, et même
nent à la rupture dans les échantillons trempés.
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A lïAT'TRS TENEURS 47
La haute résistance à la rupture de l'échantillon ^66) ps
rait due aux teneurs en carbone et en chrome.
Le groupe II forme un ensemble d'échantillons tri
intéressant au point de vue des applications. Il est hei
reux que nous ayons pu ne pas nous borner à les essaye
à la traction ; en effet, les essais de choc sur barrette
entaillées, suivant la méthode de M. Frcmont, metter
encore mieux en évidence, on le verra plus loin, Tamélic
ration de la qualité produite par Taddition d'une proportio
faible ou forte de chrome.
Les échantillons (40) et (37), qui ont subi la transfoi
mation irréversible à la température ordinaire, former
un premier sous-groupe bien caractérisé par sa haut
limite d'élasticité et sa haute résistance à la rupture
l'allongement est resté considérable, l'influence du chrome
à la proportion de 5 k 8 millièmes, est évidemment favc
rablo au point de vue des propriétés mécaniques.
A mesure que la teneur en carbone augmente, c'est-î
dire à mesure que le point de transformation se rapprocli
de la température ordinaire, la transformation irrévei
sible devient moins complète, et les propriétés mécî
niques se modifient en conséquence.
Les écha,ntillons (39) et (35) présentent cette partiel
larité que les résistances à la rupture sont plus élevée
après trempe qu'avant trempe, quoique ces aciers soiei
du type acier à basse limite d'élasticité et à grand alloi
gement, ce qui s'explique par le relèvement du point c
transformation produit par la trompe. Leur qualité e
bonne, quoique leur teneur en chrome soit un peu trc
élevée.
En effet, les opérations (44) à (45), qui forment i
autre sous-groupe, accusent une qualité tout à fait remai
quable comme aciers à grand allongement à la ruptun
en môme temps que résistance à la rupture élevée. Leui
teneurs en chrome sont moindres que celles des deu
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ICHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
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476 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
opérations précédentes ; Tune d elles, (45), n'a que 0,284
de chrome avec 0,455 de carbone, 0,665 p. i 00 de
manganèse et 23,26 de nickel ; elle peut cependant être
signalée comme un excellent acier. On voit qu'une pro-
portion de 0,3 à 0,4 p. 100 de carbone avec la quantité
de chrome nécessaire pour l'incorporer améliore beaucoup
la qualité des aciers au nickel à teneiu'sde 20 à 25 p. 100.
Les échantillons (59) et (55) forment un autre sous-
groupe, caractérisé par des teneurs en carbone plus fortes
et des teneurs en chrome beaucoup plus élevées,
2,5 p. 100 environ. Leurs limites d'élasticité et leurs
résistances à la rupture sont plus élevées, leurs allonge-
ments à la rupture un peu moindres ; ce sont encore d'ex-
cellents aciers. L'acier quia été dénommé à Imphy NC-4 (*)
fait partie de ce sous-groupe.
Le groupe III, teneurs en nickel de 15,36 à 17,5 p. 100,
comprend deux échantillons, (32) et (33), ayant subi la
transformation irréversible, qui accusent des résistances
à la rupture et des limites d'élasticité très élevées, jus-
qu'à 150 kilogrammes et 125,5 kilogrammes par millimètre
carré respectivement. Les allongements à la rupture sont
faibles; ils ne dépassent pas de beaucoup 8 p. l(X). C'est
ce que faisait prévoir la position de leur point de transfor-
mation ; mais rinfluence du chrome est sensible, il relève
beaucoup les résistances, surtout celle de l'échantillon le
plus carburé, quoiqu'il soit peu chromé.
L'échantillon (23) est très remarquable. Il est très ma-
gnétique, d'où une limite d'élasticité et une résistance à
la rupture élevées, surtout avant trempe; il accuse cepen-
dant des allongements à la rupture très élevés.
Les échantillons (22) à (30) sont non magnétiques à la
température ordinaire, et accusent en conséquence de
grands allongements à la rupture; mais rinlluence du
(•) Voir, page 447, la compositioa chimique de Tacier NC-4k
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78 RECHERCHES «UR LES ACTERS AU NICKEL
férent; l'allongement est beaucoup plus localisé pour
Tacier magnétique que pour Tacier non magnétique.
Dans le groupe IV, teneurs en nickel de 10,16 à 14,4
p. 100, un seul échantillon est magnétique : c'est Téchan-
tillon (13), qui est très sec; la dureté produite par le
chrome associé au carbone s'ajoute à celle que produit la
transformation irréversible.
Les échantillons (15) et (16) sont non magnétiques à la
température ordinaire; ils accusent jusqu'à 35 p. 100
d'allongement à la rupture après trempe ; ce sont des aciers
du type NC-4, quoique de qualité nettement inférieure.
Le meilleur est l'échantillon (16) à 13,34 p. 100 de
nickel.
La proportion élevée de carbone, de manganèse et de
chrome de l'échantillon (12) ne compense pas suffisam-
ment, au point de vue des propriétés mécaniques, la ré-
duction de la teneur en nickel à l0,16 p. 100.
Les échantillons des groupes V, VI et VII n'ont aucune
valeur au point de vue métallurgique ; les résultats obte-
nus avec les aciers non magnétiques, très chargés en
carbone, en manganèse et en chrome, mais à teneurs en
nickel très réduites, montrent qu'il ne suffit pas d'abaisser
le point de transformation au-dessous de la température
ordinaire pour obtenir de l'allongement à la rupture. Tous
ces aciers sont secs, qu'ils soient magnétiques ou non
magnétiques, l'influence durcissante du chrome associé
au carbone est trop prédominante. Cependant il se peut
qu'en ayant recours à des traitements particuliers on
puisse en tirer parti; le résultat obtenu en recuisant à
400" l'échantUlon (4) :
Limite d'élasticité i'22,2 kilogrammes par ram. carré.
Résistance à la rupture i27,5 — —
Allongement à la rupture.. 12,i p. 100
Striction ^-^ X iOO 44
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A HAUTES TENEURS 479
permet de Tadmettre ; quoique non trempé^ cet acier
donne, après ce traitement, des résultats d'essais sem-
blables à ceux d'un acier au carbone trempé.
Les trois coulées à teneurs en chrome plus élevées, dont
nous avons fait connaître Tétat magnétique, ont été aussi
essayées à la traction. Les résultats obtenus sont donnés
au tableau XXIIL
Tableau XXIII.
OéSIGRATION
des
edutillcis
(90)
(91)
(92)
TB.tBURS BIf
Cirboie
0.27
0.29
0.30
Ghroie
5.50
9.05
5.28
liekel
TR.VITlUfKNT8
subis
par les
échanlilloDS
jc eni noD tnsmpé.
'^•^j trempé
U 90» ^^^ trempé.
'^*"^" trempé
RÉSULTATS DKS ESSAIS A LA TRACTION
Limites
d'élaslicilé
par
mm. carré
kil.
50,8
31,2
74,7
82,0
61,5
26,7
Résistances
à la rupture
par
mm. carré
kil.
79,7
72,2
124,2
101,0
76,2
60,8
ilUlgSMltS
p. 100
à la
rupture
32,5
42,0
2,0
1,0
22,5
46
Strictions
~-Vioo
40
38
0
47
64
A la teneur de 5 p. 100, ce qui est le cas des échantil-
lons (90) et (92), le chrome, associé à 3 millièmes de car-
bone, n'augmente que modérément la dureté du métal. On
remarquera que la limite d'élasticité devient même très
peu élevée après trempe.
Il n'en est pas de même lorsque la teneur en chrome
s'élève à 9 p. 100, échantillon (91); quoique la teneur en
carbone reste faible, 0,29 p. 100, Tacier est dur et durcit
encore par la trempe.
Essais au choc. — Il no suffit pas de constater à Tos-
sai à la traction les remarquables propriétés inécani(jues
accusées par certains aciers au nickel carbures et chromés ;
nous avons remis à M. Frémont des échantillons de ces
aciers, pour être essayés au choc sur ban^ettes entaillées,
Tome I, 1902. 31
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480
RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL
suivant sa méthode. Les résultats qu'il a obtenus sont
les suivants :
Tableau XXIV.
IiEMCNATlON
des
échantillons
TKNECKS en
Carbone
Chrome
0.52
2.83
0.26
2.80
0.10
0.43
0.72
2.70
1.10
3.55
0.33
2.83
0.29
9.05
0.9G
3.10
0.53
3.02
0.39
1.75
0.70
2.02
0.50
1.77
Nickel
4.ÎI5
15.36
21.84
12.04
13.34
15.08
15.50
14.40
16.05
16.06
16.16
16.68
acier KC-\
TRAlTBIllJITb
subis
par les échantillons
recuit à 400«
non recuit
id.
trempé 2 fois à 900*
id.
id.
id.
id.
non trempé
trempé 2 fois à 9()C)*
id.
id.
id.
non trempé
trempé 2 fois à 900*
RESULTATS
des essais
sur barrettes
entaillées de
8X10X30 mm.
kilo^rrammèlres
4,5
7
13
7
27
36
38,5
29
40 -h X
40+ J-
40 4- X
40-1- jc
33,5
40-1- J-
40 -f X
Les trois premiers échantillons ont subi la transforma-
tion irréversible, c'est pourquoi ils n'ont pas été essayés
trempés. On voit que la résistance au choc de ces échan-
tillons est faible; la fragilité est d'autant plus grande que
la teneur en nickel est plus réduite et la teneur en clirome
plus grande.
Les autres échantillons n'ont pas subi la transformation
irréversible, d'où leur très grande résistance au choc, à
l'exception d'un seul échantillon k teneur en nickel faible
et à teneur en chrome assez élevée.
Nous ne saurions trop attirer l'attention sur les résultats
exceptionnels obtenus avec les aciers à teneur en nickel
de 16 p. 100 onvii'on, non magnétiques, à fortes teneurs
en carbone et en chrome, résultats dus à Tétat allotro-
pique de ces aciers.
L'appareil de M. Frémont ne pouvant développer plus
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A HAUTES tENEDRS 481
de 40 kilogrammètres, nous n'avons pas pu être fixés sur
la valeur relative des aciers dont la résistance au choc
dépasse ce nombre de kilogrammètres, d où Tindication
40 + a: du tableau.
Propriétés mécaniques des aciers au chrome sans
nickel. — Les aciers au chrome sans nickel, qui ont été
préparés en vue de Tétude de leurs transformations allo-
tropiques, ont été essayés à la traction. Les résultats de
ces essais sont inscrits au tableau XXV :
Tableau XXV.
MhuUlUis
(H4)
TKNBons tn
CirtoM
0.3«
0.87
0.6.»
Ckroie
15.40
21.06
20.21
Xickel
TRAITKMIirrS
Kubis
par les
échantillons
^ ,^ à non Irempé.
"••'" \ irempé
0.72 I non irerapô.
. ,(. ^ non trempé.
^•*" t trempé
RÉSULTATS DM KS8AIB A LA TRACTION
kil.
lot;, G
5'i,0
41,3
:n,3
kil.
119,8
rompu sous la charge initiale.
5!>,0
0,5
•i8,8
3,0
:)!»,7
1,0
Ces renseignements très sommaires sont intéressants
comme indication, au sujet de la part d'influence du
chrome dans les aciers au nickel. Il en résulte que le
chrome n'est pas lui-même un élément durcissant aussi
énergique que le faisaient supposer les résultats obtenus
avec les aciers au carbone à très faibles teneurs en
chrome. A mesure que la teneur en chrome augmente,
Tinfluence d'une teneur en carbone, telle que 0,6 p. 100,
s'atténue.
C-es résultats, que nous avions déjà obtenus avant
Touverture de l'Exposition de 1900, ont été confirmés
par ceux que donne une série beaucoup plus complète
d'échantillons qui a été exposée par la Société Jacob
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482
RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NÎCKEL
Holtzer(*). Cette série accuse un relèvement progressif
de la limite d'élasticité et de la résistance à la rupture,
avec <lirainution de rallongement à la rupture, à mesure
que la teneur en chrome augmente. Le chrome agit dans
le môme sens que le carbone ou le nickel, mais moins
énergiquement.
On voit que le chrome seul ne rend pas le métal dur
et sec, c'est plutôt le carbone, associé au chrome, qui
produit les effets attribués souvent au chrome seul.
Effets du refroidissement à — 78° sur les propriétés
mécaniques des aciers au nickel chromés, — Nous donnons
ci-après (tableau XXVI) les résultats d'essais à la
traction qui ont été obtenus avec des éprouvettes de
quelques-uns des échantillons déjà examinés, refroidies
au moyen de la neige carbonique. Les échantillons sou-
mis ail refroidissement étaient soit non trempés, soit
trempés.
L'échantillon (70) du groupe I ne se transforme dans
la neige carbonique que lorsqu'il a été trempé; sa limite
d'élasticité et sa résistance à la rupture augmentent et
son allongement à la rupture diminue, mais la transfor-
(*) Les résuUaU obtenus par cette Société sont les suivants :
0.37
O.ft)
0.45
0.38
0.45
0.49
TMAITKliKNTS
subis
par les
échaotilloDS
L on M"®'^"'*
^•^1 trempé *l recuit.,,
*"®"j trempé et recuit...
*^ '^/trempé et recuit ..
90 fco»recuil
'^•'"jtrvmpé et recuit..
ofi. 50»'^^"'^
/trempé uns recuit.
30 10»^*^"'^
) trempe mos recuit,
I
RÉSULTATS OKS B88AI8 A LA TRACTION
Limites
Résistance
Alltipinte
Strictions
d'élasticité
à la rupture
p. 100
S'
par
par
à la
mm. carré
mm. carré
rupture
28
.50
24
0,240
76,8
86,9
12
0,370
:^iS
66,1
21,5
0,440
06,8
85,5
12
0,536
40
71,4
18,5
0,500
70,8
91,5
11,5
0,546
33,4
56,8
21.5
0,46:)
'iJ,;
63,4
19,5
o,:.i5
46,1
66,4
18
0,621
43,4
63,7
20
0,500
48,2
65,4
19
0,620
45,4
61,4
19
0,650
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f
A HAUTES TENEUI
mation est loin d'être complète, car
niques sont peu modifiées.
Tahlkau XXVI.
THAITEMBNT»
DÉSIGNATIOrt
DBBIUMATION
TCNBIR» B.N
..
^_
^ ^ ^
_^
subis
d«8
des
par les
Li
d'él
groupes
échanlillons
Garbaie
Chroie
Hidel
échantillons
mm
I
170)
o.to
0.55
28.80
non trempé
trempé
1
(40)
O.iO
0.'i3
21 8'.» "°° ^^'"P*^
^^•^^t irempé....
i
i
(38)
0.13
0.66
-"■^1 trempé....
1
(43)
0.2'i
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^-^•^'l trempé....
(41)
0.>7
0.56
oo 08» non trempé
^-'^1 trempé....
1
1
(37)
0.?8
0.71
cu\ nr\ non trempé
^^'*l trempé....
1
i
" \
(39)
0.29
0.71
-'•*'N trempé....
1
1
(35)
0.29
0.96
,^ f^^s non trempé
^•'•^1 trempé....
('M)
0.28
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23.0«î ZIT."".
1
i
(49)
0.30
0.53
23.731 -»:r''
1
(34)
0.34
0.87
«■•■6Î tr^?"!':-
1
(45)
0.45
0.28
•^3.2«î ?.T„r''
(59)
0.60
2.59
«•«oj To.;^.?*
1 (33)
0.19
0.98
"••«1 ^ZT.'"
1 C^)
0.39
1.75
ta ne» non trempé
*606, trempé.. .
III é
(31)
0.50
1.77
ic PO» non trempé
^^-^•«» trempé.. .
'
(28)
0.5:^
3.02
-!« n^» non trempé
^^•^^i trempé..:.
(30)
0.70
2.02
4o ici non trempé
^^•^^1 trempé.. .
(24)
1 .05
1.73
.. p, ^ non trempé
^^>-^N trempé.. .
IV
(15)
0.72
2.70
,,, ,,,» non trempé
**•"*/ trempé
1 (16)
1.10
3 . 55
13.34
\ non trempe
trempé. . . .
Au contraire, les échantillons (40
teneurs en nickel de 20 à ïô p. 1(
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484 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
neige carbonique une transformation très intense; la
limite d'élasticité s élève jusqu'à 139,5 kilogrammes par
millimètre carré et la résistance à la rupture jusqu'à
159 kilogrammes, rallongement à la rupture restant supé-
rieur à 3 p. 100 et la striction à 8. C'est un résultat très
intéressant qui paraît de nature à être utilisé. On voit que
la présence du chrome a une influence favorable sur la
qualité des aciers durqis par refroidissement.
Nous signalerons particulièrement les opérations (44)
et (49), qui joignent à de hautes résistances à la rup-
ture et de hautes limites d'élasticité des allongements
à la rupture de 18 à 20 p. 100. Ce sont des aciers à
23 p. 100 de nickel, 0,3 de carbone, 0,3 de manganèse
et 0,5 de chrome.
Les échantillons (45) et (59), qui ne subissent pas la
transformation irréversible à — 78', donnent aux essais
de traction les mêmes résultats qu'avant refroidissement.
Les aciers du groupe III, teneurs en nickel de 15 à
17 p. 100, accusent aussi un relèvement de la résistance
à la rupture lorsqu'ils sont transformés par le refroidis-
sement; mais ils deviennent beaucoup plus fragiles que
ceux du groupe précédent, ce qui rend les résultats
obtenus peu intéressants. Le meilleur est celui de l'échan-
tillon (31) trempé, acier à 16,68 p. 100 de nickel.
Los échantillons (28), (30) et (24) n'ont pas été trans-
formés, et donnent à peu près les mômes résultats qu'avant
transforniation.
Dans le groupe IV, teneurs en nickel de 13 p. IW
environ, un seul des échantillons a été transformé par le
refroidissement, c'est l'échantillon (15) trempé; les ré-
sultats de l'essai à la traction sont très médiocres.
L'échantillon (16) donne les mêmes résultats qu'avant
refroidissement.
On peut conclure de ces constatations que le refroidis-
sement ne donne des résultats intéressants au point de
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A HAUTES TENEURS 485
vue des applications que pour les aciers dont la 160610*
en nickel est supérieure à 20 p. 100.
Effets de V étirage à froid sur les propriétés des aciers
au nickel chromés. — L'écrouissage, résultant de reti-
rage à froid, a parfois une influence semblable à celle du
refroidissement à — 78**; par l'étirage, les aciers dont
le point de transformation au refroidissement n'est pas
situé beaucoup au-dessous de 0° deviennent magnétiques,
et même magnétipolaires, sous Tinfluence que le champ
terrestre exerce pendant qu'ils sont étirés.
Nous donnons comparativement, au tableau XXVII, des
essais à la traction sur Tacier au nickel (44) après
Tavoir soumis à divers traitements. Cet acier contient :
Carbone 0,287 p. -100
Manganèse 0,360 —
Chrome 0,588 —
Nickel 23,06 —
Tableau XXVII.
TnAITRMBNTR SUBIS
par les échantillons
.. „ *^^^r.\ '"00 refroidi
non trempé , refroidi à - 78». .
(non refroidi
trempé /refroidi à — 78*
(après la trempe . .
trempé et étiréinon refroidi
à 75 p. 100 j refroidi & — 78«
de sa longueur/après écrouissage
RÉSULTATS DK8 ESSAIS DE TM ACTION
Limites
d'élasticité
par
mm. carré
Résistances
à la rupture
par
mm. carré
AlloD^ieots
à
la rupture
p. 100
Strictions
kil.
43,9
n:i,8
30,9
kil.
80,5
13i,6
71,8
33,3
18,3
35
47
33
41,5
102, fi
129,5
137
139
20,3
13,3
21,5
28,2
I'il,5
149,5
12,7
32,1
Les effets produits par le refroidissement se superposent
dans une certaine mesure à ceux qui sont produits par
ré tirage.
On remarquera que letirage, suivi du refroidissement,
élève considérablement la limite d'élasticité et la résis-
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RKrHEHCHES SUR LES ACIERS AL' NICKEL
k la rupture, en maintenant un allongement p. 100
ipture et mie striction encore très notables.
TROISIÈME CATÉGORIE.
ACIERS AU NICKEL MANGANESES.
du man^nèse. — L'introduction du manganèse en
? proportion est nécessaire, lorsque la teneur en
e s'élève, pour donner à Tacier la qualité à chaud
'nsable pour qu'on puisse le forger ou le laminer
0 bonnes conditions.
s avons eu déjà, en étudiant les aciers au nickel
ent carbures, l'occasion de signaler des modifica-
es propriétés physiques et mécaniques de ces aciers,
,es par le manganèse associé au carbone. Nous
alors attribué au carbone une influence tout à fait
dérante, tout en reconnaissant que celle du man-
n'est pas négligeable. En vue do mettre en
:e cette dernière influence, Imphy a préparé
3s échantillons peu carbures et fortement manga-
qui ont été étudiés comme les aciers au nickel
'S, au point de vue delà transformation allotropique
oint de vue des propriétés mécaniques.
allotropique. — Position des points de transfor-
. allotropique, — Les résultats des déterminations
icrits au tableau XXVIII :
Tableau XXVÏII.
TBNBDRS EN
Manganèse
3.88
G. 42
7.14
Niekel
6.09
H.(J8
5.32
POSITIONS DES POINTS DE TRANSPOIUIATION
avant trempe et écrouissage
à l'échauf-
fement
au refroidis-
sement
725« 25.)«
non transformé à — 78*.
après trempe et écrouissage
à réchauf-
fement
au refroidis-
sement
715- 280*
280- «lo-
tion transformé à — 78* .
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A HAUTES TENEURS 487
L'échantillon (96) accuse la transformation irréversible
comme un acier au nickel proprement dit à 9 p. iOO de
nickel pour le point de transformation à réchauffement,
et comme un acier à 13 p. KX) de nickel pour le point de
transformation au refroidissement. Or l'influence du car-
bone est presque négligeable, vu sa teneur très faible,
0,184 p. 100.
L'échantillon (97) accuse la transformation irréversible
comme un acier à 20 p. 100 de nickel pour le point de
transformation à réchauffement, et comme un acier à
25 p. 100 de nickel pour le point de transformation au
refroidiss^ement. Nous tenons compte de la teneiu* en car-
bone, qui est un peu plus élevée que dans Téchantillon
précédent, 0,253 p. 100.
L'échantillon (98) se comporte au refroidissement
comme les aciers au nickel contenant au moins 29 p. 100
de nickel ; mais sa teneur en carbone est un peu élevée :
0,529 p. 100.
Nous en concluons ce qui suit :
Le manganèse, substitué à une partie du nickel, joue
un rôle semblable à celui de ce métal au point de vue de
rabaissement du point de transformation; mais, à teneur
égale, il produit un abaissement un peu plus grand pour
le point de transformation à réchauffement, et beaucoup
plus grand pour le point de transformation au refroidis-
sement. En effet, si on fait, pour chacun des trois échan-
tillons que nous étudions, le total des éléments qui
abaissent le point de transformation, à savoir le carbone,
le manganèse et le nickel, on obtient respectivement
9J09 p. 100, 18,358 p. 100 et 13,003 p. 100. Ce dernier
total abaisse le point de transformation au refroidissement
plus que le précédent, parce qu'il comprend 7,148 p. 100
de manganèse contre 6,625 p. 100 dans Téchantillon
précédent et 0,529 p. 100 de carbone contre 0,253 p. 100.
Cet abaissement très rapide du point de transformation
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488 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
au refroidissement est la conséquence du grand retard
à la transformation allotropique que le manganèse produit
par hystérèse, comme le carbone et le nickel ; on voit que
le manganèse en produit à teneur égale beaucoup plus
que le nickel.
L'hystérèse considérable produite par le manganèse
est mise en évidence, tout particulièrement, si on
fait intervenir la trompe et l'écrouissage, car, plus grand
est le retard de la transformation allotropique, plus
grande est laction de la trempe et de Técrouissage sur
la position du point de transformation au refroidissement,
puisque ces deux traitements tendent à détruire Thysté-
rèse qui s'oppose à la transformation allotropique.
11 convient de signaler que, quoique le total carbone,
manganèse et nickel ne soit que de 9,709 p. 100 pour
réchantillon (96) et de 18,358 p. 100 pour réchantillon
(97), la réapparition du magnétisme s'est faite lentement
pendant un intervalle de température égal à 80 degrés pour
réchantillon (96) et à 170 degrés pour réchantillon (97). Ce
phénomène de réapparition lente du magnétisme n'a pas
été constaté pour les aciers au nickel proprement dits
sur des échantillons ayant moins de 22,965 p. 100 pour
le total des mômes éléments. Il semble donc que le man-
ganèse ait, plus que le nickel, tendance à produire ce
phénomène de la réapparition lente du magnétisme.
Aciers au mangawse sans nickeL — Pour mettre
mieux en évidence le rôle du manganèse, nous avons
préparé quelques échantillons d'aciers au manganèse
sans nickel, semblables, par conséquent, à ceux que
M.R.-A.Hadfleldaobtenus,ilya environ quinze ans, et dont
il a décrit les propriétés physiques et mécaniques dans
plusieurs importantes publications. M. Hadfield a signalé,
en particulier, sans pouvoir à cette époque en faire con-
naître la cause, la propriété d'être non magnétique, qu'il
avait constatée comme appartenant aux aciers qui con-
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'•^
A HAUTES TENET'RS
489
tiennent plus de 8 p. 100 de manganèse; il est mainte-
nant facile d'expliquer ce phénomène de la disparition
du magnétisme, conséquence de rabaissement du point de
transformation au refroidissement, qui s*est produit sous
l'influence du manganèse.
Nous avons pu obtenir, grâce à l'emploi du manganèse
pur, qui est produit maintenant par rélectrométallurgie, dos
aciers au manganèse moins carbiu'és que ceux qui ont été
préparés primitivement (*) par M. Hadfield, en additionnant
le manganèse sous forme de ferromanganèse, ce qui nous
a permis d'obtenir des aciers magnétiques contenant plus
de 8 p. 100 de manganèse.
Nous avons soumis les aciers au manganèse aux mêmes
expériences de déterminations dépeints de transformation
que les aciers au nickel ; nous avons obtenu les résultats
contenus au tableau XXIX.
Table Ai: XXIX.
MSICUTHI
TEJIB
de«
Matillm
«::ârbone
(09)
0.3Ô3
(100)
0.066
(101)
0.2P5
(102)
0.137
(103)
0.559
Manganèse
3.09
8.W
10.83
12.77
18.44
TRAITBME.MTB SUBIS PAR
les échantillons
m trempe ni écroaissafi^e
i Id.
/trempe
/ni trempe ni écrouissage
Urempe «ans refroidissement à — 78"
Urempe et refroidissement à — 78»
'trempe et écrouissage
!ni trempe ni écrouissage
trempe
écrouissage
(ni trumpe ni écrouissage
« trempe
(trempe et écrouissage
POSITIONS DBS POINTS
de transformation
à réchaulTement
fi72<
660'
1)75
aa refroi -
dissement
425*
17.>
non transformé à — 78«
non transformé à -f- Î5*
ri20- I 510«
055' I 560»
non transformé à — 78'
Id.
m^y I 540*
non transformé à — 78*
Id.
Id.
Ce tableau démontre l'abaissement des points de trans-
formation allotropique sous Tinfluence des additions de
(*) Ultérieurement, M. Hadfield a préparé des ariers au manganèse
à faibles teneurs en carbone.
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490 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL
manganèse, et rabaissement très rapide du point de trans-
formation au refroidissement. Il suffit de 10,833 p. 100
de manganèse et 0,29 de cafbone pour que le métal soit
non magnétique même à — 78°.
Ce tableau met aussi en évidence une propriété remar-
quable de ces aciers, à savoir la facilité avec laquelle se
modifie la position de leurs points de transformation sous
l'influence de la trempe et de Técrouissage, suivis d'un
refroidissement. Les relèvements considérables des points
de transformation au refroidissement que nous consta-
tons sont la contre-partie des abaissements très consi-
dérables de ces mêmes points par retard à la transformation
au refroidissement. On voit que le manganèse a au plus
haut point la propriété de produire la transformation à
grande hystérèse.
Déjà, dans Téchantillon (99), 0,353 p. 100 de carbone
et 3,096 p. 100 de manganèse suffisent pour produire
un retard à la transformation au refroidissement de
247 degrés.
Avec Téchantillon (100), qui ne contient que des traces
de carbone, 0,066 p. 100, et 8,294 p. 1(X) de manganèse,
le retard à la transformation au refroidissement est de
485 degrés.
Mais la trempe seule relève le point de transforma-
tion à réchauffement de cet échantillon de 15 degrés
et son point de transformation au refroidissement de
340 degî-és. La trempe fait, en outre, apparaître, pour
cet acier qui ne contient que 8,360 p. 100, total du car-
bone et du manganèse, le phénomène de la réapparition
lente du magnétisme (*), qui n'a été constaté, pour les
aciers au nickel proprement dits, que pour un total mini-
mum de 22,965 p. 100 pour les trois éléments, carbone,
(•) Période employée par l'aiguille aimantée pour se placer à angle
droit (Je la direction du champ terrestre.
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A HAUTES TENEURS 4^^^
manganèse et nickel. I/intensité de l'action du niang
nèse se montre déjà bien nettement.
Avec les tenom^ de 10,830 p. 100 de manganè
et 0,295 p. 100 de carbone, échantillon (101), Taba
sèment du point de transformation au refroidissement (
assez grand pour que la transformation ne puisse f
s'eflFectuer, même dans la neige carbonique. Mais il sui
de tremper et de refroidir à — 78° pour obtenir la trai
formation. On remarquera que le refroidissement à — 1
est nécessaire pour produire la transformation une pi
mière fois, après quoi elle disparaît à 620'* et reappar
à 510*, avec période d'augmentation d'intensité sous Ti
fiuence du refroidissement d'une étendue de 265 degn
pendant laquelle on a pu suivre Taugmentation de Tinte
site du magnétisme. La transformation ne s'est opérée q
par l'action du refroidissement, la trempe n'a eu pour efl
que de mettre l'acier dans un état moléculaire caract
risé par une position du point de transformation au refn
dissemont plus élevée que — 78°.
Nous avons déjà constaté exactement le môme ph
nomène dans nos recherches sur les effets de la trem
et de l'écrouissage des aciers au nickel, pour les acie
à 30,44 p. 100 de nickel trempés et écrouis, et pour 1
aciers à 28,82 p. 100 de nickel trempés (*).
Après trempe et écrouissage, le relèvement des poin
de transformation est suffisant pour rendre inutile Tinte
vention de la neige carbonique ; la température ordinal
suffit pour produire le refroidissement nécessaire. 1
effet, l'échantillon du même métal trempé et non écrc
.accuse, sous Taction de Técrouissage seul, un point
transformation à Téchauffement relevé jusqu'à 655°,
un point do transformation au refroidissement rele
jusqu'à 560°. Ce dernier point de transformation est
(♦) Voir page 437.
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494 RECHERCHES SUR LES ACÎERS AU NÎCKEL
déraille que faisait Tannonce des propriétés de ces métaux,
propriétés très extraordinaires à cette époque.
Essais à la traction. — Nous donnerons les résultats
des essais à la traction auxquels nous avons soumis les
échantillons dont nous avons donné la nomenclature,
quoique ces résultats soient loin de représenter ce qui
peut être obtenu de meilleur avec les aciers au manga-
nèse. Pour s en rendre compte, il suffit de prendre
connaissance des mémoires de M. Hadfield(*).
Tableau XXXL
DinjONATION
des
éelutillMt
m
(100)
(101)
(103)
TBABOnS E5
0.35
0.06
0.29
0.55
ItigMète
THAITKMEIITS
subis
par les échtDUUond
3 09
8.29
10.83
18.46
1 ni trempe ni recuit . .
j recuit à 450*
4 trempe à 450*
i recuit à 400*
( ni trempe ni recuit . .
; trempe à 800»
/ trempe et recuit à 400*
y non trempé {')
< trempé à 900*
I
RÉSULTATS DES ESSAIS A LA TRACnOH
Limites
d'élasticité
par
mm. carré
kil.
113,2
82, :<
93,7
48,5
32,5
Résistances
à la rupture
mm. carré
kil.
130,2
I'>2,0
119,2
125,0
49,5
42,8
82,9
104,5
98,5
ÀlloigMeiU
p. .100
à ia
rupture
1,0
9,5
11,5
13,5
2
0,5
4
36,5
68,0
Strictions
5=îxioo
37
25
43
62
(*) Épronvette rompue hors repère».
Ces résultats peu nombreux suffisent pour confirmer ce
que nous venons de dire de Tinfluence prépondérante de
la position du point de transformation.
L'échantillon (100), très magnétique, c'est-à-dire ayant
subi bien nettement la transformation irréversible, est un
acier à haute limite d élasticité et haute résistance, qui
s'adoucit par un recuit à basse température, comme les
aciers au nickel irréversible. Cet acier, très remarquable,
(*) Manganèse Steel, par R.-A. Hadfield, London, 1888.
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A HAUTES TENEURS
495
donne à la traction, après recuit à400°, presque exactement
les mêmes résultats que racier(36)à20,52p. 100 de nickel.
Nous ferons remarquer que cet adoucissement par un
recuit à 400**, qui a été découvert à Imphy pour les aciers
au nickel (*), a été signalé pour les aciers au manganèse
longtemps auparavant par M. Hadfleld(**).
L'échantillon (103), non magnétique, môme dans Tair
liquide, est semblable aux aciers au nickel non magné-
tiques. Il en a la limite d'élasticité peu élevée et le grand
allongement à la rupture; il s'adoucit de même par
trempe.
L'échantillon (101), dont le point de transformation est
voisin de la température ordinaire, est un métal très sec.
La position de son point de transformation au-dessous de
la températiu-e ordinaire, peu éloigné, est peut-être la
cause de cette mauvaise qualité ; c'est cependant à véri-
fier; il serait imprudent de tirer cette conclusion des
résultats d'un seul échantillon.
L'échantillon (99), quoique plus sec que l'échantillon
(100), est cependant remarquable comme acier du type
à haute limite d'élasticité.
Essais de choc. — Les échantillons (100) et (103),
très remarquables à l'essai à la traction, ont été essayés
par M. Frémont au choc sur barrettes entaillées; les
résultats obtenus sont les suivants :
Tableau XXXII.
DéSIONATlOH
des échanliUons
(100)
(i03)
TENBORS
en maDganèse
8.29
f8.46
TRArrBMBNTB SUBIS
par les échantillons
recuit à 400*.
non trempé. .
trempé
RÉS0LTAT8
des essais de choc
sur barrettes entaillées
de SX 10X30 mm.
kilogrammètres
5
23
29
(*) ÀnnaUs des Mines, t. XIV, p. 315, septembre 1898.
(**) Manganèse Sleel, London, 188», p. 13.
Tome 1, 1902.
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f RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
L'acier qui a subi la transformation irréversible est
;ez fragile, mais Tacior qui ne Ta pas subie est très peu
igilo.
Ces résultats sont semblables à ceux que donnent les
ers au nickel aux mêmes états allotropiques ; le dernier
îst guère conforme <à la réputation de fragilité dumanga-
se. Cependant la texture est à grain fin et non à arra-
ements conmie celle des aciers au nickel.
THOISIÈME PARTIE.
CONCLUSIONS RELATIVES
A LA TRANSFORMATION IRRÉVERSIBLE.
Résumant les constatations que nous venons de faire
ccessivement au sujet de la transformation irréversible,
r des échantillons d*aciers choisis de manière à mettre
L évidence l'action de chacun des éléments que nous
ons mis k Tétude nous arrivons aux conclusions sui-
Liites :
V Les points de transformation irréversible des aciers
ibaissent progressivement à mesure ' qu'augmente la
neur de l'un des quatre éléments : carbone, manganèse,
ckel et chrome ;
2° Le point de transformation au refroidissement
ibaissc généralement plus vite que le point de transfor-
ation à récliauffement, en conséquence du retard à la
ansformation allotropique dû à Thystérèse produite pai'
présence de ces quatre éléments. La trempe et Técrouis-
Lge, et aussi, dans certaines conditions, le recuit, tendent
annuler cette hystérèse, c'est-à-dire à détruire le faux
[uilibre moléculaire qui s'est produit, phénomène ana-
gue à la surfusion ou la sursaturation ;
3** L'importance du retard à la transformation allotro-
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A HAUTES TENEURS 497
pique, c'est-à-dire de 1 écart entre les points de transforma-
tion à réchauffement et au refroidissement, est d'autant
plus grande que la proportion de certains éléments, parmi ,
ceux qui produisent rabaissement des points de transfor-
mation irréversible, est plus grande;
4° L'abaissement du point de transformation à réchauffe-
ment se fait plus ou moins rapidement sous Tinfluence de
ces divers éléments ; le plus actif est le carbone, les autres se
rangent à ce point de vue dans Tordre suivant : manganèse,
nickel, chrome. L ordre est le même pour la rapidité avec
laquelle rabaissement du point de transformation au refroi-
dissement se produit; mais le retard à la transformation
allotropique étant beaucoup plus grand avec les premiers
de ces éléments qu'avec les derniers, il en résulte qu'il
suffit d'environ 1,5 p. 100 de carbone pour produire le
môme abaissement du point de transformation au refroi-
dissement qu'environ 10 p. KXJ de manganèse ou envi-
ron 30 p. 100 de nickel, et que pareil abaissement du
point de transformation au refroidissement ne peut pas
être obtenu avec le chrome ;
5*" Quel que soit l'élément qui a produit l'abaissement
du point de transformation irréversible au refroidissement,
on constate que, tant que ce point de transformation se
maintient au-dessus de la température ordinaire, l'acier
est du type à haute limite d'élasticité et haute résistance,
et qu'il est du type à basse limite d'élasticité et grand
allongement lorsque, la teneur de cet élément ayant
augmenté, le point de transformation est abaissé au-des-
sous de la température ordinaire ;
6** Au point de vue de l'abaissement du point de transfor-
mation et, sauf exceptions, au point de \uo des propriétés
mécaniques, ces divers éléments peuvent se substituer
l'un à l'autre, leurs actions se superposant sans se res-
treindre mutuellement.
Le diagramme (Jiff. 11) résume nos constatations rela-
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RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
tives à la transformation irréversible ou à grande hysté-
rèse en présence des trois éléments, manganèse, nickel
et chrome. On remarquera que les courbes à Téchauffe-
o o o
o o o
ment restent voisines; il n'en est pas de même des
courbes au rt^froidissement, dont la position dépend sur-
tout de l'intensité de l'hystérèse. Ce diagramme n'a pas
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A HAUTES TENEURS 499
pu résumer nos constatations relatives à Taction du car-
bone, qui n'agit nettement que lorsqu'il est associé au
manganèse, au nicl^el ou au chrome.
QUATRIÈME PARTIE.
ACIERS ET ALLIAGES A TRÈS HAUTES TENEURS
EN NICKEL, CHROME ET MANGANÈSE.
Influence du nickel, du carboné, du chrome, du manganèse
et du fer sur la transformation réversible. — Il n'a
guère été question de la transformation réversible que
pour démontrer qu'elle n*est pas régie par les mêmes lois
que la transformation irréversible, et que ces deux trans-
formations se produisent en pleine indépendance Tune à
côté de Tautre. Nous allons donner connaissance de
quelques faits qui sont de nature à préciser les conditions
dans lesquelles se produit la iransformation réversible.
Nous constaterons tout d'abord que la transformation
réversible n'apparaît que dans les aciers contenant au
moins 23 p. IfX) de nickel. Les aciers au manganèse et
les aciers au nickel carbures et chromés, contenant
moins de 23 p. 100 de nickel, sont magnétiques par
la transformation irréversible, ou restent non magnétiques,
même lorsqu'ils sont refroidis dans l'air liquide.
Les points de transformation réversible à réchauffe-
ment et au refroidissement, qui ne sont éloignés sur
l'échelle des températures que de quelques degrés, se
relèvent tous deux, à mesure que la teneur en nickel
augmente à partir de 23 p. 100, teneur pour laquelle les
positions de lein*s points de transformation sont voisines
de — 150**. M. Osmond a constaté que, lorsque le fer
et le nickel sont seuls en présence, la position de ces
points de transformation passe par un maximum, 500° et
560", vers 70 p. 100 de nickel, après quoi, elle se rap-
proche de la position du point de transformation du nickel
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500
RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
pur, 340*. Nqus avons cherché à modifier la position de
ces points de transformation, comme nous l'avons fait
pour les points de transformation irréversible, en addi-
tionnant du carbone, du chrome et du manganèse, et
en faisant subir à Tacier la trempe et Técrouissage.
Ces divers moyens n'agissent nullement sur les points
de transformation réversible de la même manière que
sur les points de transformation irréversible.
Nous ferons observer que toute addition faite en pro-
portion très considérable a une action notable comme
modifiant les proportions <lu fer et du nickel, et que cette
action doit être considérée, pour une teneur en nickel
donnée, comme équivalente à une augmentation de la te-
neur en nickel, c'est-à-dire comme produisant un relèvement
des points de transformation.
Nous avons cherché à abaisser les points de transfor-
mation réversible des aciers au nickel de teneurs diverses
en introduisant des quantités variées de carbone, chrome
et manganèse, comme nous Tavons fait pour les points de
transformation irréversible. Nous avons ainsi constitué
une série d'aciers ou alliages intéressants par la position
de leurs points* de transformation réversible, composée
comme suit :
uisiGNATIO»
TBNKURti e.-«
dcR
^ ^-^ — >«■
^
écbaotillons
Carbon»-
Chrome
Nickel
(68)
1.50
Ô.42
'28.16
m
0.12
5.93
28.28
(72)
0.67
14.63
29.30
(*'•)
0.20
I.ÎK)
29.88
(7.-.!
1.69
1.52
V.J.92
(7«)
0.74
2.57
31.:«)
(l'.h
0.04
5.47
3'*. 48
(K>)
0.43
2.55
V2.16
(«•')
0.16
9.04
49.92
<S«ii
0.82
21.43
5i.80
(87;
o.i:i
14.20
72.13
,'8K*
0.32
3.69
84.1M>
m
O.iO
2.70
84.70
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A HAUTES TENEURS 501
Les deux premiers échantillons de cette série ont à peu
près la même composition chimique, sauf au point de vue
du carbone, dont la teneur est de 1,509 p. 100 pour
réchantillon (68) et de 0,129p. 100 pour réchantillon (69).
Le premier est très magnétique à la température
ordinaire, et le second seulement légèrement magnétique;
nous devons en conclure que le carbone, en présence du
chrome, relève les points de transformation allotropique
réversible. On remarquera que Taugmentation de la teneur
en carbone équivaut à une augmentation de la proportion
du nickel par rapport au fer.
L'échantillon (72), modérément carburé et très forte-
ment chromé, n'est que légèrement magnétique à la tem-
pérature ordinaire, tandis que l'échantillon (75), très car-
buré et peu chromé, est très magnétique.
L'échantillon (74), de même teneur en nickel que les
deux précédents, peu chromé et peu carburé, est très
magnétique. Nous devons en conclure que la présence du
chrome, en forte proportion, tend à abaisser les points
de transformation réversible.
Les échantillons (79) à (85) sont tous très magnétiques
à la température ordinaire ; cependant réchantillon (85)
contient 9,042 de chrome, et Téchantillon (79) n'en con-
tient que 5,478, et seule la teneur en carbone de l'échan-
tillon (79) est un peu élevée : 0,745 p. 100.
L'échantillon (86) est non magnétique. L'abaissement,
jusqu'à une température inférieure à la température ordi-
naire, des points de transformation a été réalisé par l'addi-
tion de 21,430 p. 100 de chrome. La teneur en fer est de
22,24 p. 100. Le nickel et le fer sont l'un par rapport à
l'autre dans les proportions 71,1 et 28,8 p. 100, ce qui
correspond à 550** pour les positions des points de trans-
formation.
L'abaissement du point de transformation au-dessous
de — 78** a été obtenu pour l'échantillon (87), qui contient
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502
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
7:^,13 p. 100 de nickol et 11,91 p. M) de fer, soit p. 100
de nickel et de fer exclusivement 85,8 et 14,1 1 pour une
teneur en chrome de 14,209 p. 100. La position des
points de transformation qui correspond à cette teneur
en nickel est 500° environ. Il apparaît donc que l'abais-
sement du point de transformation s'obtient plus facile-
ment à mesure que la teneur en nickel augmente, c'est-
à-dire que la teneur en fer diminue.
Les échantillons (88) et (89) sont très magnétiques ;
les teneurs en chrome, 3,696 p. 100 et 2,706 p. 100, sont
trop faibles pour abaisser jusqu'à la température ordinaire
les points de transformation, qui, pour les teneurs de
84 p. 100 de nickel et 10 p. 100 de fer, sont voisins de 500".
Propriétés mécaniques de quelques aciers ou alliages à
très hautes teneurs en nickel et chrome. — Nous donnons
ci-après (tableau XXXIIl) les résultats des essais à la
traction auxquels ont été soumis quelques-uns des échan-
tillons que nous venons d'examiner au point de vue de
leur état magnétique.
Tableau XXXHI.
Tl
iHKVM fi
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Ctr»oi«
Ckreie
Hiekel
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31.30
O.D'i
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3'i.48
O.W
2.5:,
42.16
DESIGNATION
des
«rkutiiloii
(68)
(69)
(74)
(78)
(79)
(82)
TRAITEMENTS
Bubii par •
les
échantillons
non trempé.
i trempé
) non trempé.
/ trempé
i non trempé.
j trempé
( non trempé.
/ trempé
\ non trempé.
I trompé
( non trempé.
f trempé
I
RÉSULTATS DES ESSAIS A LA TRACTION
Limites
d'élasticité
par
mm. carré
kil.
52,7
39,3
41,3
23,2.
î
23,9
46,9
23,7
69,6
48,9
77 , .')
36,8
Résistances
à la rupture
mm. carré
kîL
86,5
73,1
62,1
52,4
59,4
50,6
63,4
52,8
96,2
86,4
95,8
77,2
illoBgeieiti
Strictions
p. 100
^-'yioo
à la rupture
5,0
6
3,5
7
25,0
52
4.-,,0
(i4
29,0
57
42,5
66
31,5
52
38,0
62
21,0
21
37,5
a.»
28,0
43
42,5
54
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A m
La forte teneur en
nettement nuisible au
l'échantillon (69), qui
carbone, est un excellen
est sec.
On remarquera la bf
qui contient 5,478 p. 1
de carbone. On peut en
forte proportion, exerc
propriétés mécaniques
nickel.
Les résultats des écl
cette constatation.
Alliages nickel-chromi
nuant à augmenter la p
nickel ne contenant plu
de fer qui doivent être
mes, ou alliages nickel
Les déterminations f
formation de ces alliî
SI
nvent
Ta
D&SIO.'VATION
TENBOnS 1
échantillons
Chrome
Nickel
(104
106
106
(107
(108
(109
2.673
9.4U0
9. «24
9.871
9.030
91. 2(
91. 8(
8<).0(
8...9i
87.3!
8Ô.9
Ces résultats mettent
point de transformatior
ai
igmen
te.
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504
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
Ils montrent aussi que Tinfluence de la teneur en car-
bone sur la position du point de transformation est sen-
siblement nulle, car le magnétisme apparaît dans les
mêmes conditions, à Timmersion dans Tair liquide, pour
les 4 échantillons qui contiennent de 9 à 10 p. 100 de
chrome, quoique leiu's teneurs en carbone varient de
0,110 à 0,965 p. 100.
L'alliage nickel-chrome (106) est intéressant au point de
vue métallurgique ; M. Ch.-Ed. Guillaume propose de rem-
ployer pour certains appareils de précision. Il est assez dur,
résistant , prend un beau poli, est peu oxydable et non magné-
tique, ce qui le fera préférer au nickel pur pour bien des
usages, notamment pour la fabrication des poids de pré-
cision.
Il donne aux essais à la traction les résultats sui-
vants :
Tablkau XXXV.
TRAITKMENTS
Kubis ptr
les échantillons
Non trempé.
Trempé
LIMITES
d'élasticité par
mm. carré
kil.
57,2
36,8
RtelSTANCEH
à la rupture
par mm. carré
kil.
82,5
7b, G
ALLONGRMENTa
p. 100
à la rupture
27
STRICTIONS
35
32
M. Frémont a obtenu avec réchantillon (105 Aw), à
87,23 p. 100 de nickel et 6,81 p. 100 de chrome, à l'es-
sai de choc sur barrette entaillée : 34 kilogrammètres,
résultat qui accuse une résistance au choc exception-
nelle.
I/alHage nickel-chrome se comporte comme les aciers
au nickel n'ayant pas subi la transformation irréversible ;
il est du type à faible limite d'élasticité et grand allonge-
ment, qui s'adoucit par la trempe. Cette constatation
confirme Tanalogie très grande des aciers au nickel,
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'^p>' -
A HAUTES TENEURS
n'aj^ant pas subi la transformation
le nickel pur, ou du moins les alliages è
contenant pas de fer.
Alliages nickel-manganèse. — Il re^
Tinfluence du manganèse sur la positioi
formation des alliages à base do nickel
le fer qu'en très petites proportions, a
être dénommés : nickels manganèses,
manganèse ,
Imphy a préparé quelques alliages
nèse, de teneurs en manganèse croissan
de suivre le mouvement des points i
conséquent des variations de la teneur
Les positions de leurs points de traii
suivantes :
Tableai: XXXVI.
UltSiG.VATION
des
écbanlilioDS
(HO)
nii)
(112)
(113)
TENEURS EK
Manganèse
0.46
:^.73
8.8Ô
13.:)5
Nickel
im.oo
1J2.30
80.72
s:).40
l'échu
L'abaissement du point de transfoi
bien nettement sous rinfliience du mai
beaucoup moins rapide qu'avec le chro
Imphy n'a pas pu obtenir des alliî
nèse à teneurs en manganèse plus élev(
il semble que la solubilité du mangari
soit à sa limite aux environs de cette
à 20 p. 100 de nickel, qu'il a tenté d'o
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LES ACIERS AU NICKEL
aissoinent du point de transfor-
i; ce sont des symptômes de
mé, aux essais àla traction, les
AU XXXVII.
RKSIKTAKCES
à Ih ropture
par min. carré
kil.
61,1
ALL0n0KMR.^T8
p. 100
à la rupture
38,5
3(i,0
BTRICTIOXS
^-xioo
f»2
46
OS sont analogues à rellefî des
dos aciers au nickel n'ayant
irrc^versible.
js aciers au nickel k très haute^^
sidérés comme du nickel auquel
ce qui a été constaté au sujet
nts de transformation peut être
ivante : les points de trans-
ent, à mesure que la proportion
ic que cette proportion atteigne
loi ces points de transformation
rd une loi particulière, mais
ar suivre la loi constatée pour
ot de manganèse, puisqu'ils
) la teneur en fer augmente
L'passe 30 p. ICK).
orne et nickel-manganèse su-
éversible dans les mêmes con-
lickel réversible,
résume nos constatations rela-
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fj»^-'
: », ^tilfTJ^'WÏM -rUV .li^IJ.", '
A HAUTES TENEURS
507
I
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^H (O û3 «H Vy r-
SOJm'BJQdLUDl
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UR LES ACIERS AU NICKEL
Lel-chrome, nickel-manganèse et
lYSIQUES ET MÉCANIQUES
BS ACIERS AU COBALT.
jQs métaux magnétiques sont les
les transformations allotropiques
s aciers au nickel, et les seuls
iages la propriété d en subir. Il a
es lois suivant lesquelles s'opèrent
lotropiques des aciers ou alliages
nickel, <leux des métaux magné-
llèle des aciers ou alliages conte-
^ième métal magnétique, apporté-
es lumières nouvelles. Nous n avons
Lide, mais nous avons préparé et
quelques échantillons d'aciers au
conditions que les aciers au nickel,
0 réunir quelques indications utili-
preuiière orientation,
limiques de ces échantillons sont
KLEM XXWIIL
«OMfOSITION ).lltMIVt'K P. 100
um
Phosphore
17
0.0Î4
3-2
0.018
i2S
O.dIS
17
0.()-2'i
40
0.(X>7
17
O.OOG
Soufre
MtD^nèse
Cobalt
0.015
0.176
5.12
o.o:^:}
0.384
10.80
0.033
n.377
15.40
0.031
O.ISO
19.76
0.0',»3
0.393
25.16
0.025
0.-2,»3
29.24
ente de M. Bruce Uill {Verhandl. der Deut-
'" J.ilirj?, Nr 9) fait connaître la position des
rnf'tiqvie des alliages nickel-cuivre et nickel-
lissent les points de transformation comme
La transformation est de même réversible.
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A HAUTES TENEURS 509
État allotropique. — Les positions des points de trans-
formation allotropique de ces aciers ont été déterminées
^u four chauffé électriquement. Les résultats obtenus
sont les suivants :
Tableau XXXIX.
DÉSIGNATION
des écbaDlilIons
(114)
(115
(116)
(117)
tel
TENIURS
en cobalt
5.12
10.80
1Ô.40
19.76
25.16
29.24
POBITIONB DK8 POINTS DR TRANSFORMATION
à réchauffement au renroidissement
810-
860-
910»
îl'25»
935-
lOôO»
795»
830»
885-
900»
910*
1040»
L'augmentation do la teneur en cobalt produit un re-
lèvement des points de transformation qui, à 29,24 p. 100
de cobalt, sont très voisins du point de transformation du
cobalt pur, 1.100°. Ces résultats établissent très probable-
ment que, jusqu'à la teneur de 30 p. 100, le cobalt relève
les points de transformation du fer.
Mais ce relèvement continue-t-il à se produire au delà
de 30 p. 100, ou passe-t-il bientôt par un maximum pour
se changer ensuite en abaissement, comme c'est le cas
pour les alliages nickel-fer ? Des recherches nouvelles
sont nécessaires pour le faire connaître.
Jusqu'à 30 p. lOO de cobalt, la transformation allotro-
pique se fait avec très peu d'hystérèse, comme celle des
aciers au chrome.
Propriétés mécaniques. — L'étude des propriétés mé-
caniques de ces aciers fournit des renseignements impor-
tants sur leur état allotropique en môme temps que sur
leur valeur au point de vue mécanique. Ils ont été essayés
avant et après trompe ou recuit.
Les essais à la traction avant trempe et recuit ont
donné les résultats suivants:
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nCKEL
tenu
0
ture
Strictions
^XiOO
68
53
55
42
39
34
en cobalt pro-
lite d'élasticité
diminution de
n. Par consé-
le môme sens
noins d 'inten-
:'quoi, jusqu*à
pas d'avoir la
m est pas de
aniques sem-
subi la trans-
allotropique,
vers la teneur
de nickel, ne
teneurs infé-
même lorsque
ïipérature, et
>lques-uns de
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À HÀtîTÉS TK^^EÛRS
5U
Tableau XLI.
Msicmioi
des
tckuUll«is
(H8)
25.16
(H9)
29.24
ni4)
5.12
(Uô)
10.80
(116)
(117)
1.J.40
19.76
(118
25.16
(119
29.24
ooball
TIUITBMB.tT8
sobis pv les
échantillons
recuit à 9«)0*. .
recuit à 900*..
i recuit à 400*..
trempé à 900*.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
RiSULTATR DBS BftSAIS A LA THACTION
Limites
d'élasticité
par
mm. carré
kil.
62,4
f
59,8
42,3
49,8
52,5
60,6
62,5
53,5
Résistances
à la rupture
par
mm. carré
kil.
79,8
43,5
71,9
59,2
72,2
70,8
77
80,1
64,2
illoi|«ieits
p. 100
à la rupture
16,2
0
3
18
17,5
18,5
18,5
16,2
3,5
Strictions
'f-'xioo
56
61
58
57
50
Ces résultats, comparés ii ceux du tableau XL,
montrent que, comme les aciers au nickel ayant subi la
transformation irréversible, les aciers au cobalt, de teneurs
inférieures à 30 p. 100, durcissent considérablement par
le recuit à 900**, qu'il soit ou non suivi de la trempe. Au-
cun de ces aciers no s'adoucit par la trempe.
Ces résultats établissent que, au moins au début, Tétat
allotropique des aciers au cobalt se modifie, sous Tinfluence
des additions de cobalt, à peu près dans les mftmes con-
ditions que celui des aciers au nickel sous finfluenco dos
additions de nickel. Cependant les points de transfoHnatioîi
s'élèvent au lieu de s'abaisser, et la transformation se*
produit avec très peu d'hystérèse.
Mais ces résultats ne font pas connaître s'il existe une
teneur en cobalt à partir de laquelle se manifeste un état
allotropique analogue à celui des aciers au nickel qui n'ont
pas subi la transformation irréversible ; la teneur en
cobalt de notre série ne s'élève pas assez pour fournir une
indication à ce sujet.
Au point de vue mécanique, le cobalt semble avoir une
action très favorable, comme le nickel.
Tome 1, 1902. 33
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CKL
iiu Jiisqu ICI
es faits que
l'en ont pas
viles théo-
iérablement
connaître,
îls constata-
lerches.
antérieurs;
nous a été
itrées non
les phéno-
roproduire,
ir s'adapter
our la pre-
rcsolument
Lropiste, en
3 aux trans-
M. Ch.-Ed.
tion attirée
j des aciers
iternational
mi les plus
>ns allotro-
travaux de
ères publi-
initiateurs
Durcel, qui,
me époque,
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A HAUTES TENEURS
des aciers moulés de qualités équivalentes
aciers forgés, au moyen de trempes et de n
devons, en outre, signaler comme travaux
grande importance ceux de M. H. Le Cl
M. et M""" Curie, de sir W. Roberts Auste
professeur Howe et de M. R.-A. Hadfîeld,
une mention spéciale a ceux de ce dernier
mémoires sur les aciers au manganèse et si
au nickel contiennent une quantité vraimenl
documents. Il convient de rappeler que les r
M. R.-A. Hadfîeld sur les aciers au mangan
premières publications qui aient été faites sur
hautes teneurs en éléments autres que le fer
Transformations allotropiques du fer. —
M. Osmond. — Le point de départ de la théori
mond est la constatation des dégagements de
se produisent pendant le refroidissement du i
Le fer électroly tique, fer très pur, acci
M. Osmond, un dégagement de chaleur brus
et un second un peu progressif entre 74
M. Osmond a dénommé ces températures poii
ou points de transformation ; il les désigne p;
«3 et «2, et désigne par les lettres a, g, v, le
allotropiques du fer correspondant aux trois zc
pératures ainsi définies. Le fer a est mag
fers ^ et Y sont non magnétiques (*).
(*) 11 résulte des travaux de M. Curie que les fers ^ e
exactement non niaguéti(iues. Ils n'accusent plus le fo
mais le fer est alors faiblement ruagné tique, comme l'ox
dium et un grand nombre d'autres corps (Voir la thés
Propriétés inar/néfiques des corps à diverses teinpératm
Le fer suit, à cet état, la loi générale découverte par M
ainsi conçue : le coef Orient d'aimantation des corps faih
tiques varie en raison inverse de la température absol
pendant de l'intensité du champ.
Le passage du fer de Tétat faiblement magnétique,
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514 RECHEftOttES SUk LES AniERS AO N'ICKëL
La présence de certains corps étrangers modifie la
position de ces points de transformation sur l'échelle des
températures, soit en les abaissant, soit en les relevant.
M. Osmond a constaté qu'une addition de nickel, augmen-
tant progressivement, abaisse les deux points ^3 et «.,, et
les rapproche tellement qu'on ne distingue plus guère
qu'un seul point, lorsque la teneur* en nickel dépasse
10 p. KX). Au-<lelà de cette teneur, le point unique de
transformation, qui comprend le point de transformation
magnétique, continue à s*abaisser; lorsqu'il est au-dessous
de la température ordinaire, l'alliage ne contient plus de
fer sous la forme magnétique ; le fer qu'il contient est à
Tétîit Y, ou Y mélangé de g. Le même phénomène est
constaté lorsque des additions de manganèse sont faites
dans les mêmes conditions que les additions de nickel;
on obtient des alliages de fer et de manganèse qui con-
tiennent, à la température ordinaire, du fer y-
Entre le fer y P^r et le fer a, correspondant à la trans-
formation complète, se place la Z(me des états corres-
pondants à des transformations incomplètes avec maintien,
à la température ordinaire, d'une proportion plus ou moins
grande de fers ^ ou y« l^e là la série des aciers durs et
magnétipolaires. ^
Le dégagement de chaleur qui accuse la position du
point de transformation allotropique s'étend sur une zone
de plus en plus grande, et devient de plus en plus diffi-
cile k constater, a mesure que la teneur en nickel ou en
manganèse s'élève ; mais la position du point a., s'accuse
toujours très nettement par l'apparition du magnétisme.
ferroinaïmétlqup a, se fait i»ro«,'rcssiveiiient. M. Curie a fait remar(|uer
que l'intensilé de l'aimantatioD du fer augmente sous Tinfluence de la
température et de l'intensité du champ, comme la densité d'un fluide
sous l'influence de la température et de la pression.
Cette dernière question a aussi été traitée par M. Osmond dans im
mémoire intitulé: Wfuil is Lke infenor limil of Ihe cnlicai poinf a-tf
{The Metallographist, july 1899; Boston, Mass., U. S. A.}.
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A HAUTES TENEURS 515
Telle est, très brièvement résumée, la théorie de
M. Osmondet de Técole allotropiste.
État de dlBsolution mutuelle. — Les aciers- qui ont fait
l'objet de nos recherches doivent être considérés comme
contenant leurs divers éléments à Tétat do dissolution
mutuelle^ ou encore comme constituant des solu lions
solides, termes adoptés par pUisieurs auteurs.
L état de dissolution (*) est un état autre que la combi-
naison chimique proprement dite, laquelle fait disparaître
tous les caractères distinctifs des constituants, et s'effectue
toujours suivant des proportions définies. C'est aussi un
état autre que le simi)le mélange, quelque intime qif'il
soit, tel, par exemple, que celui des gaz qui composent
Tair atmosphérique. En effet, quoique conservant la plus
grande partie do leurs caractères distinctifs, et étant as-
sociés en proportions quelconques, ce qui exclut la com-
binaison chimique, ces divers cléments subissent cependant
des actions mutuelles, qui s'accusent par des modifica-
tions considérables de leurs propriétés, ce qui ne se pro-
duirait pas s'il y avait simple mélange.
Dans les aciers, le rôle principal est généralement
joué par le fer, parce qu'il est de beaucoup le corps dont
la proportion est la plus considérable. Sa personnalité,
s'il est permis de s'exprimer ainsi, reste parfaitement dis-
tincte, quoique les corps qui lui sont adjoints, parfois en
grand nombre et en fortes proportions, tendent à modifier
profondément ses propriétés physiques et mécaniques. Il
conserve notamment sa propriété de subir des transfor-
mations allotropiques. Les autres corps gardent de mémo
(*) Voir le mémoire de M. H. Le Chatelier, Hecherches sur la disso-
lulion {Annales lies Mines, février 1897). Voir aussi les Hapports présentés
au Congrès internalional de Physique de 1900 : sir W. Hoberts Austen
el A. Stansfield, t. 1, p. 384; \V. Spring, t. I, p. 416; H. du Bois, t. Il,
p. 417.
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^CHERCHES SGR LES ACIERS AU NICKEL
iialité, o'est-k-dire conservent une i)artie de
tèros spécifiques, et la masse sVn ressent,
kel apporte sa ténacité, sa tendance à la tex-
e, son inoxydabilité et éventuellement son ma-
jO carbone reste Télément par excellence dur
quoiqu'il puisse, dans certains cas, être la
grande diminution de la dureté et de la fra-
lainienant le fer à l'état allotropique y.
rs à liaut(»s teneurs en nickel et en manda-
nt tout parti(*ulièreineut les conditions que nous
signaler comme caractéristiques des dissolu-
Iles. En effet, le fer forme avec le nickel ou
igauèse. en proportions quelconques, desdisso-
Paitement conformes à la définition donnée ci-
peu vent contenir en outre, dans les mômes
de notables proportions de chrome et de
e dissout pas une proportion quelconque de
us n'avons pas pu obtenir des aciers homogènes
•(mtenaut plus de 3<) p. 100 de chrome,
vous constaté aucune linnte pour la dissolution
)rtion de chrome dans le nickel; il est vrai
l'avons pas tenté de dépasser 10 p. 100. Par
^ n'avons pas pu faire dissoudre 20 p. l(X)deman-
s du nickel, nous avons été arrêtés à 13 p. 100.
eul no retient en dissolution une proportion
carbone que lorsqu'on a recours à la trempe,
maintient le carbone à l'état dissous comme
-atures élevées. La présence du nickel, du
ou du chrome tend aussi à maintenir le car-
solution dans le fer.
anèse paraît être un très bon dissolvant pour
jments constitutifs des aciers, ce qui lui permet
l'union de certains de ces éléments qui n'ont
tendance à se dissoudre mutuellement. C'est
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A HAUTES TENEURS
pourquoi il est très utile, etniAme presque
pour l'obtention d'aciers homogènes se f(
On a vu qu'il favorise beaucoup Tactio
sur le fer au point de vue des transfornu
piques. Le chrome joue ce même, rôle miei
le manganèse. Le nickel agit encore de mêir
coup moins efficacement que le manganèse
Certaines influences se combattent dans h
mutuelles. Tel est le cas lorsque du fer (
sont en présence d'une forte proportion d
points de transformation de ce dernier me
se relever sous l'influence du fer et à s
Tinfluence du chrome ; c'est celle du chrc
porte (*) lorsque les deux métaux sont préî
portions égales.
De nombreux indices permettent d'admc
tains corps, le carbone entre autres, pe
entre eux des composés définis, capablcî
en totalité ou en partie dans la dissolutioi
composés définis, nous signalerons les carbui
fer et de chrome, ou de fer et de manganès<
lorsqu'ils se fonnent, peuvent se dissoud
aussi ce que nous avons nommé leur persor
permet de leur attribuer une partie de la
la fragilité produites par les hautes teneui
et en chrome des aciers non magnétiques
teneurs en nickel, quoique le maintien du
sous l'influence du carbone paraisse être
la principale cause de la dureté et de la fra;
Ce sont ces carbures de fer et de chronii
dancc à se liquater dans les aciers au c
chrome.
On doit, crovous-nous, considérer cornu
(*) Voir p. 301.
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CHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
dev tout corps qui peut former avec b fer
ion mutuelle; et, aux éléments qui ont fait
lièrement l'objet de nos recherches, il y a
ute d'en ajouter un grand nombre, tels que :
3, le molybdène, Taluminium, le cuivre, le
e titane, etc., et même, dans une certaine
lilicium, le bore, le 'jihosphore et le soufre,
riétés physiques et mécaniques des aciers
ar un seul ou plusieurs de ces divers éléments
c les proportions de chacun d'entre eux,
sn conséquence de leur action directe, résul-
3 propriétés spécifiques, et, de Tautre, en cou-
leur action indirecte, résultant de leur influence
otropique du fer.
•quera que nous dénommons ces dissolutions
ciers et non alliages^ conformément à une
)nnée par Chevreul, que nous empruntons à
de M. G. Bresson (*), à savoir : « L'acier est
iculier du fer produit par l'union de ce métal
'ps dont la nature peut varier. » Cette défini-
avoir été formulée par un allotropiste.
associant aux considérations exposées à ce
Bresson, nous ne faisons que suivre l'exemple
ield(**):
ations allotropiques du fer dans les aciers. —
'mations allotropiques du fer dans les aciers à
irs en nickel ou en manganèse se manifestent
formation irréversible, ou à grande hystérèse;
s donc, pour traiter cette question, i^\ik rap-
iclusions de la première partie de notre exposé
)rétant conformément à la théorie allotropiste.
die chimique de M. Frémy, t. V, les Aciei\s.
DFiBLD, On Manganèse sleely p. 63.
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A HAUTES TENEURS 519
Influence de la composition chimique, — Les consta-
tations relatives à la transformation irréversible, dont il a
été rendu compte, ont mis en évidence deux phénomènes
principaux, qui se produisent lorsque le carbone, le man-
ganèse, le nickel ou le chror^ie sont en dissolution mutuelle
avec le fer. Ces deux phénomènes sont :
1* Un abaissement progressif absolu des points de trans-
formation du fer à réchauffement et au refroidissement à
mesure que la proportion des éléments ci-dessus mention-
nés augmente, cet abaissement étant mesuré par rabais-
sement du point de transformation à réchauffement seul;
2* Un abaissement supplémentaire du point de trans-
formation au refroidissement seul, dû à rhystérèse(*),
et mesuré par l'écart qui se produit entre les points de
transformation à réchauffement et au refroidissement.
Nous allons suivre dans leurs diverses manifestations
ces deux phénomènes tels qu'ils se produisent dans les
aciers, à mesure qu'augmentent les proportions des quatre
éléments qui font plus particulièrement l'objet de nos
recherches.
Au point de départ, fer pur, Tétat allotropique du for
est Tétat a, en mélange ou en dissolution mutuelle avec une
très faible proportion de fer à l'état g. Les transformations
allotropiques se produisent à des températures très élevées
sans écart notable des deux points de transformation; la
limite d'élasticité est basse, la résistance à la rupture
est faible et l'allongement à la rupture est considérable ;
la perméabilité magnétique est grande.
Les additions d'éléments étrangers maintiennent une
proportion notable du fer à l'état g. Elles abaissent en
outre généralement les points de transformation du fer,
(*) L'hystérèse dont il s'agit est l'hystérèse de température et non
l'hystérèse de champ magoétiifue. Voir : l'Uyslérésis, par E. Warbiirg;
Rapports présentés au Congrès inteimational de Physique de 1900, t. II,
p. 511.
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520 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
et produisent de l'hystérèse, plus forte avec le carbone
qu'avec le manganèse, avec le manganèse qu'avec le
nickel, avec le nickel qu'avec le chrome ou le cobalt. Le
chrome a, indépendamment de son action directe sur les
points de transformation du fer, une action sur le car-
bone pour lui faire produire plus d'abaissement des points
de transformation, avec plus d'hystérèse. Mais, tant que
le point de transformation au refroidissement reste éloigné
de la température ordinaire, le phénomène dont Timpor-
tamce est prédominante est Taugmentation de la propor-
tion de fer p due à la présence des éléments étrangers.
Le cobalt, qui, au moins jusqu'à la teneur de 30 p. 100,
relève les points de transformation du fer, n'en agit pas
moins, au point de vue de Taugmentation de la propor-
tion de fer 3, dails le même sens que le chrome, qui les
abaisse lentement, et le nickel, qui les abaisse rapidement.
A mesure que les proportions de ces divers éléments
augmentent, une proportion de plus en plus grande de fer
est maintenue à Tétat g, ce qui s'accuse comme suit : la
limite d'élasticité se relève, la résistance à la rupture
augmente, rallongement à la rupture diminue, la dureté
et la fragilité augmentent, la striction de l'éprouvetto de
traction se localise complètement. L'acier reste magné-
tique à la température ordinaire, mais devient de plus en
plus magnétipolaire.
On a reconnu les propriétés des deux premiers groupes
d'aciers au nickel proprement dits que nous avons cons-
titués, elles ont pour cause l'existence du fer aux états
a et g et l'augmentation progressive de la proportion de
fer g.
Une nouvelle période commence lorsque les additions
ont amené le point de transformation au refroi<lissenient
assez près de la température ordinaire pour qu'une partie
du fer soit maintenue à l'état y : la limite d'élasticité
s'abaisse, la résistance à la rupture diminue et Tallonge-
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A HAUTES TENEURS
ment augmente ; la dureté et la fraj
perméabilité magnétique et le magnéti
nuent tout en subsistant encore. Le
chacun dos trois états a, 3 ^^ ï> ^t, le
en plus à remplacer les fers a et 3-
Ces propriétés sont celles dos aciei
ment dits du troisième groupe.
L'abaissement du point de transforj
sèment au-dessous de la tempéi'atxii
résultat do maintenir le fer d'abord i
bientôt entièrement à l'état y.
On ne connaît aucun moyen do ce
la position du point «3, où commenc
du fer Y en fer g; Texistence d'une for
à l'état Y ne se manifeste guère
nution de la dureté, mise en évidence
niques. Certains aciers, particulièrem
burés et chromés, paraissent, si on
dureté, contenir une forte proportion
n'étant plus magnétiques. Dans ce ca
à quelque (Hstance du point a^.
Lorsque le fer est entièrement i
d'élasticité est basse, la résistance
peu élevée, et l'allongement est trè
dureté est faible et la fragilité mervei
même lorsque l'acier a subi une notah
manente. Là striction de Téprouvette
sur toute sa longueur. Les propriétés
de varier rapidement sous l'influence (
de la composition chimique ; l'état ail
se modifie plus.
Les propriétés de ces aciers, qui s
trième groupe des aciers au nickel prop
être attribuées presque exclusivemei
qu'ils contiennent.
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DR LES ACIKRS AU NICKEL
à Tétat Y équivaut vraiment à la
louveau au fer a, car il a pour effet
dispai-aitre le magnétisme (*), mais
|ue toutes les propriétés phvs'quos.
rticulier, une modification profonde
quelles Tacier se dilate, une aug-
, une diminution de la conductibi-
pour l'électririté, une augmenta-
nfique (**), etc.
lu fer dans les aciers à hautes
pas par de grands dégagements
ssement, comme dans le cas des
Hirs. Les grands dégagements
iant à la transformation du fer 7
fi fer a, se produisent assurément
ï répartissent sur une zone de
ue, ce qui les rend peu sensibles,
lonire, comme plusieurs de celles
flu compte, que les transforma-
fer se produisent avec une très
s aciers à hautes teneurs, soit sous
ns de la température, soit, ce qui
nesure équivalent, sous rinduence
jrs en carbone, manganèse, nickel
\ents physiques, — Les traitements
aciers sont habituellement sou-
à chaud par forgeage ou laminage ;
r devient faiblement magnétique, et obéit
Curie, comme tous les corps qui possèdent
t a été constaté récemment par M. Brure
î de l'Université de Berlin, sur des aciers
lent directeur de «et Instilnt, M. loprofes-
' Deutschen Physikal. Gesellsch.J\\,^abTg,
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A ttAt'TES TENEURS 523
le recuit à haute ou à basse température ; la trempe après
chauffage à haute ou à basse température ; Técrouissage
à froid, effectué par étirage à la filière ou par tout autre
mode de déformation à froid.
Nous avons rendu compte de phénomènes complexes
auxquels donnent lieu les aciers à hautes teneurs en
nickel et en manganèse, soumis à ces traitements, et
nous avons constaté que, parmi les résultats obtenus, les
uns ont pour cause des modifications d'état allotropique,
tandis que les autres no paraissent dus qu'à des modi-
fications d'état moléculaire. Il reste à interpréter ces phé-
nomènes conformément à la théorie allotropiste.
Corroj/age A chaud, — Les effets du corroyage à
chaud n'ont été qu'accessoirement l'objet de nos
recherches ; il y a lieu cependant de remarquer que les
résultats dont nous avons rendu compte, comme obtenus
avant recuit, trempe ou écrouissago, sont relatifs à des
aciers laminés ou forgés à chaud. Nos recherches ont
montré que l'état moléculaire des aciers forgés ou lami-
nés est différent de celui des mêmes aciers recuits, trempés
ou écrouis après le forgeage ou le laminage, et il est
certain qu'il n'est pas identique à celui des mômes aciers à
l'état de lingot, avant le laminage ou le forgeage.
Ce sont les aciers simplement con^oyés à chaud qui, dans
nos recherches, ont accusé le plus grand écart entre les
points de transformation à réchauffement et au refroidis-
sement (*), c*est-à-dire le plus d'hystérèse et le plus de
(*) Nous n'avons fait (|u*une tentaUve pour comparer les position
des points de Iransfoniation d'un mAnu* acier à l'état de linfîot et à
Tétat de barre laminée. L'acier contenait, p. 100, 27,68 de nickel, 0,:H2
de carbone et 0,471 de iiumjjranèse. Cet acier, très faiblement magné-
tique à la température ordinaire, soit à l'état de barrette découpée à la
raboteuse dans le lingot, soit à l'état de barre laminée, est devenu un
peu plus magnétique à — 7S». Au four chaull'é électriquement, il a,
dans le premier cas, perdu l'état magnétique à ilo" et l'a repris à 300",
et, dans le second, l'a perdu à 425", et l'a repris au-dessous de 100*.
Peut-être le rabotage a-t-il écroui quelque peu la barrette découpée,
d'où le relèvement constaté dans le premier cas. C'est à vériûer.
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OZ^ RECHERCHES SUR LES ACIWS AtJ NICKEL
Stabilité pour le faux équilibre moléculaire qui en résulte.
Il faut en conclure que le corroyage à chaud a une grande
tendance à maintenir une forte proportion du fer à
Tétat Y-
Êcrouissage à froid, — Au contraire, l'équilibre molé-
culaire dû à Thystérèse paraît prendre le maximum de
fragilité lorsque les aciers sont écrouis àfroid ; Técrouissage
atténue plus que les autres traitements Tintensité de Thys-
térèse, il tend k ramener le fer v à l'état g et à Tétat a.
Le diagramme [fig, 10) relatif à l'action de Técrouis-
sage(*) sur les positions des points de transformation
des aciers au nickel proprement dits, accuse deux
périodes bien distinctes : lorsque le fer est pur, ou addi-
tionné d'une faible proportion de nickel, Técrouissage
abaisse les points de transformation d'une dizaine de
degrés ; lorsque la proportion de nickel est considérable,
Técrouissage relève les points de transform^ation, et
notamment relève les points de transformation au refroi-
dissement de plusieurs centaines de degrés ; pendant
le passage de la première période à la seconde, l'effet
produit par Técrouissage est sensib/emenl nul.
Ces phénomènes s'expliquent comme suit : le fer, qu'il
soit à l'état a ou à l'état y, tend, sous l'influence de
l'écrouissage, à passer à l'état a avec une forte propor-
tion de fer à l'état ^. La première période est celle pen-
dant laquelle le fer est à l'état a avec une faible propor-
tion de fer ^ ; l'écrouissage augmente la proportion de
fer ^, d'où l'abaissement des points de transformation.
La- seconde période est celle pendant laquelle une forte
proportion de fer est à l'état 7 ; l'écrouissage tend k trans-
former ce fer y en fci*s a et ^, d'oii le relèvement des
points de transformation, et, notamment, le relèvement
•y Les rrmstatations résiiiiiL*cs ilîins ce diagramme sont relatives à
des échanlillons trempés avant l'écrouissa^'e; mais la loi ont la même
dans le Cas on Irrrouissage n'est pas précédé de la trempe. *
Digitized by VjOOQIC.
A HAUTES TENEURS 525
très considérable du point de transformation au refroidis-
sement. La période intermédiaire est celle pendant
laquelle Técrouissage ne se produit plus, les essais méca-
niques le démontrent comme les déterminations de points
de transformation : la limite d'élasticité, trop proche de la
résistance à la rupture, ne s'élève plus sous l'action de la
déformation à froid, car Tacier est comme écroui d'avance ;
on constate en même temps que les points de transfor-
mation ne s'élèvent ni ne s'abaissent. C'est que la pro-
portion de fer g a atteint son maximum, et ne peut plus
être augmentée par Técrouissage.
L'action de Técrouissage sur le point de transformation
au refroidissement est particulièrement intense, lorsque
le fer est, au moins en partie, à l'état y, parce que ce
traitement tend à détruire l'équilibre moléculaire instable
produit par l'hystérèse. Le relèvement de ce point de
transformation sous l'influence de Técrouissage est un
phénomène caractéristique de la présence du fer y dans
un acier; or nous l'avons obtenu avec des aciers à faible
teneur en nickel, carbures et chromés, et avec des aciers
à teneurs en manganèse peu élevées. On voit que le car-
bone et le manganèse retardent beaucoup plus encore que
le nickel la transformation du fer au refroidissement, et
la rendent plus progressive.
Lorsqu'on recuit un acier écroui, les 'points de trans-
formation relevés disparaissent, en même temps que deux
phénomènes caractéristiques de Tétat moléculaire produit
par l'écrouissage, à savoir des tensions intérieures irrégu-
lièrement distribuées très intenses qui s'étaient produites,
et une augmentation considérable de la dureté qui s'était
manifestée ; il y a donc au moins coïncidence, si ce n'est
relation de cause à effet, entre le relèvement des points
de transformation, l'existence de teubions intérieures et
l'augmentation de la dureté.
Ce relèvement du point de transformation n'est pas
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528 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
Trempe. — Les effets delà trempe rappellent beaucoup
ceux du recuit, et s'expliquent de même. Elle agit beau-
coup plus rapidement et plus brutalement, en produisant
quelques tensions intérieures ; Tétat moléculaire qui en
résulte n'en est pas moins, semble-t-il, peu différent de
celui qui a pour cause le recuit.
Au point de vue allotropique, elle a la môme influence
que 1 ecrouissage et le recuit ; elle tend à ramener le fer y
à Tétat a avec forte proportion de fer g. Mais, comme
Técrouissage et le recuit, elle ne produit ce résultat que
si la température s'abaisse assez pour que la transforma-
tion s'effectue. Si cet abaissement de la température ne se
produit pas, le fer reste en très grande proportion à
rétat Y- Dans ce cas, la trempe n'a pas d'autre effet
qu'une modification de l'état moléculaire de Tacier, carac-
térisée par un abaissement de la limite d'élasticité et une
augmentation de l'allongement à la rupture ; mais la ten-
dance à la transformation eçi fer a avec forte proportion
du fer 3ï quoiqu'elle reste pour ainsi dire latente, est
beaucoup plus grande que si l'acier n'avait pas subi la
trempe.
La trempe après chauffage à une température infé-
rieure à celle du point de transformation à réchauffe-
ment, c'est-à-dire à une température à laquelle le fer
contenu dans l'acier esta l'état a avec proportion du ferg,
produit sensiblement les mêmes effets que le recuit à
cette même température.
Caractères spéci/iqiies du fer y- — On voit que le
fer Y, quoique n'existant à la température ordinaire qu'à
l'état d'équilibre instable, grâce à Thystérèse, n'en a pas
moins une existence bien réelle dans un grand nombre
d'aciers parmi ceux qui ont fait l'objet de nos recherches.
Ses caractères spécifiques, qui sont mis tout particulière-
menton évidence par les traitements physiques, Féloignent
beaucoup du fer«* Il ne durcit pas par la trempe, même
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A HAUTES TENEURS 529
lorsqu'il est fortement carburé ; ce traitement l'adoucit
comme le recuit. Par contre, il durcit considérablement
par l'écrouissage ; cette dernière propriété en fait un
métal' analogue à la généralité des métaux ductiles, ce
qui tend à donner au fer à l'état magnétique a le carac-
tère d'une exception.
Cependant, Técrouissage des aciers contenant le fer à
l'état Y se produit dans des conditions qui ne paraissent
pas se produire pendant Técrouissage des laitons et autres
alliages. La transformation moléculaire sous Tinfluence de
la déformation s'effectue par honds^ ce qui s'accuse sur
les diagrammes des essais à la traction ou à la com-
pression par une succession de paliers donnant les
limites d'élasticité d'une succession d'états moléculaires
différents. Cette allure par bonds rappelle celle des
modifications de volume des même aciers sous l'influence
du refroidissement signalée par M. Ch.-Ed. Guillaume;
peut-être doit-on l'attribuer à l'état d'équilibre instable du
fer Y, n'existant à la température ordinaire que grâce à
l'hystérèse.
Ces constatations nous paraissent apporter quelque
lumière à l'élude comparative des effets de la trempe et
de l'écrouissage, à laquelle M. le professeur Howe a con-
sacré une grande partie de son remarquable mémoire
sur la trempe de racier(*), mémoire dont l'étude nous
a été très profitable.
Elles font connaître quelques manifestations nouvelles
de la « nature protéiformo du fer », déjà signalée, il y a
un siècle, par Bergmann, ainsi que l'a rappelé récemment
sir Roberts Austen(**).
(*) Iron and Steel Institute : ta Trempe de Vaciei\ Traduit et annoté
par M. Ostnond {Bulletin de la Société d'Encouragement^ février 1896).
(**) Tron and Steel Institute. Congrès de 1900 : adresse du Président,
traduction de M. Osmond, page lU.
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530 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
TransformationB allotropiques du nickel dans les aciers
an nickel. — Le nickel peut, comme le fer, exister dans
les aciers à des états allotropiques différents ; M. Osmond
a dénommé ces états : nickel a et nickel ^, nickel ma-
gnétique et nickel non magnétique.
Le chrome et le manganèse, dans les alliages qu'ils
forment avec le nickel, abaissent ses points de transfor-
mation, c'est-à-dire tendent <à transformer le nickel a en
nickel g- L^ f^r se comporte autrement lorsqu'il est en
proportion [kmi élevée, il relève les points de transfor-
mation du nickel ; cependant, lorsque sa proportion
dépasse 30 p. 100, il cesse de relever ces points de trans-
formation, et les abaisse, au contraire, de sorte qu'il
tend aussi alors à faire passer le nickel a à Tétat g.
La transformation du nickel g en nickel a ne se produit
pas brusquement, au refroidissement, à la température
du point de transformation; une partie du nickel reste à
Tétat 3. et se transforme progressivement à mesure que
la température s'abaisse; la variation de l'intensité du
magnétisme le révèle (*). Par conséquent, les aciers au
nickel à teneurs comprises entre 26 et 70 p. 100 de
nickel contiennent une proportion de nickel a de plus
en plus forte à mesure que leur teneur en nickel aug-
mente.
Les propriétés mécaniques du nickel ^ diffèrent peu de
celles du nickel a, car, lorsque la teneur en nickel s'élève,
les propriétés mécaniques des aciers au nickel varient
peu entre les teneurs en nickel de 26 et de 50 p. 100;
c'est pourquoi les modifications de l'état allotropique du
nickel peuvent être considérées par le métallurgiste
comme ayant une influence négligeable.
Il n'est cependant pas sans intérêt de rechercher quelle
(*) Voir : Hecherches sur les pvopHétés magnétiques des aciers au
nicheL par NL E. Dumont iComjites Rendus de V Académie des Sciences^
t. GXXVl. p. 141; 1898).
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'tlp ■?***
A HAUTES TENEURS 531
est la cause de Tétat magnétique des aciers au nickel.
Nous avons, dans une communication antérieure (*),
admis, comme conséquence de Texamen du diagramme
[fig. 7), que le magnétisme des aciers au nickel, qui n'ont
pas été refroidis au-dessous de 0*, provient exclusivement
du fer, si la teneur en nickel est inférieure à 25 p. 100, et
exclusivement du nickel, si la teneur en nickel est supé-
rieure à 26 p. 100.
Cette interprétation des faits exposés a été basée sur les
considérations suivantes :
La transformation irréversible et la transformation
réversible des aciers au nickel sont des phénomènes dis-
tincts.
Les points de transformation irréversible se relient
sans interruption aux points de transformation du fer pur,
et les points de transformation réversible se relient de
même, dans Tétat actuel de nos connaissances, aux points
de transformation du nickel pur.
Une transformation irréversible se produit, semblable
à la transformation irréversible des aciers au nickel, dans
les aciers au manganèse et dans l'acier au carbone
dénommé austénite. Ces aciers n'accusent aucune trans-
formation analogue à la transfonnation réversible des
aciers au nickel. Cette transformation a, par contre, son
analogue dans les alliages nickel-chrome, nickel-man-
ganèse, nickel-cuivre et nickel-étain.
Les propriétés mécaniques des aciers au nickel, quelle
que soit leur teneur en nickel, ne se rapportent qu'à deux
types seulement : le premier, celui des aciers qui ont subi
la transformation irréversible ; le second, celui des aciers
qui ne Ton t pas subie. Or les propriétés très différentes
de ces deux types d'aciers s'expliquent par la présence
du fer à Tétat a magnétique, avec une proportion variable
{*) Comptes Rendus de l'Académie des iSciences^ 14 mai 1900.
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^•7^*
R LES ACIER» AU NICKEL
rs, et de fer à Tétat y non magné-
ïiène n'apparaît probablement pas
ité. M. Osmond estime que les
diagramme doivent indiquer, pour
rmation de composés définis de
en outre, à notre interprétation
uivantes : 1** elle n'explique pas
lUe des aciers à 36 p. 100 de
1. Guillaume; 2^ elle attribue au
Lciers ou alliages, une intensité
il celle que ce métal posséderait
! part, à fait remarquer (*') que
lit aucune base pour Tinterpréta-
le magnétostriction, signalés par
la(***) comme constatés sur des
t été mis H leur disposition par
de cette intéressante question.
ie chaque élément sur la position
^tion allotropique des alliages. —
étiques, c'est-à-dire susceptibles
ion allotropique caractérisée par
rition du magnétisme, subissent
jrsqu'ils sont à Tétat pur : le
' vers 800" et le nickel vers 340%
J'alliages, à des températures très
vu que le nickel, additionné au
adémie des Sciences^ t. CXXXIV, p. ')96,
Ordémie des Sciences, t. CXXXIV, p. 538,
md(^mie des Sciences, t. GXXXIV, p. 536
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A HAUTES TENEURS 533
fer, abaisse immédiatement ses points de transformation,
et qu'il en est de même lorsqu'on ajoute au fer du carbone,
du manganèse où du chrome, éléments non magnétiques.
Le fer n'agit pas de même lorsqu'il est additionné au
nickel, car il relève ses points de transformation, tant
que sa proportion ne dépasse pas 30 p. 100. Le chrome,
le manganèse, le cuivre et Tétain abaissent immédiatement
les points de transformation du nickel. Enfin le cobalt,
au moins jusqu'à la proportion de 30 p. 100, relève les
points de transformation du fer; nous ignorons comment
il se comporte au delà.
Il serait prématuré de tirer de ces constatations une loi
générale, car il reste à rechercher en particulier quels
sont lés effets des additions de fer, de nickel, de man-
ganèse et de chrome au cobalt et des additions de cobalt
au nickel; c-ependant il est peut-être intéressant de faire
remarquer dès maintenant que les résultats actuellement
acquis peuvent se résumer comme suit :
Les métaux magnétiques, en dissolution mutuelle avec
un d'entre eux, conservent leurs points de transformation
distincts.
Ces points de transformation s'abaissent en présence
d'un élément non magnétique ou d'un métal magnétique
dont le point de transformation est moins élevé sur l'échelle
des températures.
Ils se relèvent, au contraire, en présence d'un métal
magnétique dont le point de transformation est plus élevé
sur l'échelle des températures, mais si la proportion de
ce métal continue à augmenter, le relèvement cesse et se
change en abaissement; c'est du moins ce qui se produit
dans le cas du fer et du nickel.
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53 i RHICHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
APPLICATIONS.
Orientation des recherches d'applications nouvelles. — Les
applications des aciers au nickel ou au manganèse à hautes
teneurs, actuellement réalisées, sont peu nombreuses et
peu importantes; ce n'est donc guère que de recherches
d'appli(*ations nouvelles qu'il peut être question dans cett<>
partie de notre exposé.
En présentant, dans un ordre suggéré par des vues
théoriques, des constatations de propriétés physiques et
mécaniques, nous avons eu pour objectif bien moins de
contribuer à élucider un très intéressant problème de
physique moléculaire que de mettre en évidi^nce, parmi
les propriétés fondamentales de ces aciers, celles qui sont
de nature à diriger les recherches d'applications. Elles
ont déjà été souvent signalées dans le cours de notre
exposé ; il ne sera cependant pas inutile de les mention-
ner à nouveau, en faisant connaître, pour chaque variété
d'acier, les applications réalisées et celles qui paraissent
pouvoir être visées.
Au moment oii des efforts incessants cherchcut à obte-
nir des machines et des mécanismes de toutes sortes un
meilleur effet utile, n'est-il pas urgent de mettre à leur
disposition des matières premières nouvelles, ayant des
qualités de premier ordre, telles que celles des aciers qui
contiennent de fortes proportions de nickel et autres
éléments mis récenunent à la disposition de la métallurgie.
Se laissera-t-on arrêter par l'augmentation de prix de
revient apportée par ces éléments, s'il est constaté qu'ils
sont indispensables, par exemple, pour obtenir les aug-
mentations de vitesse, de puissance, de légèreté, tant
réclamées par les industries de transport sur terre, sur
mer et même dans Tair? Évidenmient non. D'ailleurs, le
prix de revient ne tardera pas à diminuer rapidement
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Page 534 bis.
Fio. 13. — Photographie de deux éprouvettes d'essai à la traction
d'aciers à 16 p. 100 de nickel, dont Tune est magnétique et Tautre
non magnétique.
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r
i
A HAUTES TENEURS 535
lorsque les métaux spéciaux, le nickel en particulier, ayant
conquis des débouchés nouveaux, auront trouvé Técou-
lementqui, actuellement, leur fait si gravement défaut.
Parmi les notions fondamentales avec lesquelles il
importe de se familiariser au moment de commencer dos
recherches destinées à tirer parti des remarquables qua-
lités de ces variétés diverses d'aciers, il n'en est pas de
plus importante que celle des transformations allotropiques
du fer. Quoique cette notion soit souvent accueillie avec
hésitation par les métallurgistes qui n'ont pas eu l'occa-
sion de soumettre à des essais les aciers au nickel ou au
manganèse non magnétiques, il faut bien qu'on se décide
à la faire entrer dans la pratique, c'est-à-dire dans la
terminologie usuelle des usines. On ne peut plus, en
effet, ne pas reconnaître que le fer contenu dans les
aciers peut, en présence du nickel, du manganèse, du
carbone et du chrome, et aussi d'autres éléments moins
connus, exfster soit à Vétat magnétique plus ou moins
dur^ comme dans les aciers ordinaires au carbone (fer a
mélangé d'une proportion plus ou moins grande de fer 3),
soit à Yétat non magnétique plus oit moins dur (fer v
mélangé d'une proportion plus ou moins grande de fer 3),
et que son existence à l'un ou l'autre de ces états allo-
tropiques a une inlluence vraiment prépondérante sur les
propriétés physiques et mécaniques de l'acier.
Cette influence prépondérante est bien mise en évi-
dence par l'examen comparatif de deux éprouvettes d'aciers
au nickel dont nous donnons ci-contre [fig. 13) une photo-
graphie que nous devons à l'obligeance de M. Frémont.
De ces deux aciers, l'un est magnétique, et l'autre non
magnétique ; cependant leurs teneurs en nickel sont
presque identiques; mais, dans la première, le fer est à
l'état magnétique, et, dans la seconde, il est à l'état non
magnétique. Les compositions chimiques de ces aciers
sont les suivantes :
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536
RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
DÊSIONATIO?!
dei
échanlilloDH
(•20
(28)
0.162
0.533
coMposmon chimique p. 100
OrboDe Silicium Mangmnése Chrome ?{iekel
0.117
0.350
0.128
0.828
3.02
15.92
16.05
L'éprouvette de Téchantillon (26) a étc recuite à 400**,
et celle de réchantillort (28) a été trempée au rouge
cerise clair ; ces traitements sont les plus favorables
respectivement pour augmenter rallongement à la rup-
ture.
Les éprouvettes de 100 millimètres entre repères se sont
comportées très différemment à la traction, Texamen de
la photographie permet de s'en rendre compte. L'échan-
tillon (26), acier peu écrouissable, ne s'est guère déformé
que dans la région de la rupture ; il est resté brillant,
c'est-à-dire à peu près intact hors de cette région ;
Tcchantillon (28). acier qui s'écrouit fortement, s'est
allongé dans toute la longueur de l'éprouvette ; son
diamètre a considérablement diminué et sa surface est
devenue terne (*).
Les rv^sultats des essais à la traction ont été les sui-
vants :
DiSlONATIOM
des
échantillons
TRAITEJIE.5TII SCB
par les
échantillons
recuit à 400»....
trempé
Rɻ0LTAT8 llBS ESSAIS A LA TIIACTIOil
Limites
d'élasticité
par
mm. carré
76,2
3*.', 8
Hési stances
à la nipturr
mm. carré
89,2
77,5
Allong-ements
p. 100
à la rupture
19
Strictions
^•xioo
;»4,5
(*) La .surface brillante de l'éprouvette magnétique est venue sur la
photographie entourée d'un halo, ce qui ne s'est pas produit pour la
larface terne de l'éprouvette non magnétique.
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A HAUTES TENEURS 537
Les résultats numériques accusent, comme l'aspect des
éprouvettes, des propriétés très différentes. On est amené
en conséquence à donner à ces deux aciers des applica-
tions très différentes : V\xn d'eux, le premier, convient
très bien pour les épreuves statiques, tandis que le
second est merveilleusement préparé pour les épreuves
dynamiques. En effet, au point de vue ^e Téquilibre exclu-
sivement, c'est la liante limite d'élasticité c|ui est la pro-
priété la plus utile ; et, au point de vue de la quantité de
force vive consommée pour produire la déformation qui
procède la rupture, c'est le grand allongement à la rup-
ture qui a l'influence prépondérante.
Le travail mécanique nécessaire poiu* produire la rup-
ture n'a été évalué d'une manière précise, en kilogram-
mètres, que dans le cas de la rupture par chocs, méthode
de M. Frémont; il aurait été intéressant de la mesurer
de même dans le cas de la déformation lente. En effet,
une importante consommation de force vive est un frein
puissant pour la déformation qui précède la rupture, elle
la ralentit, et peut même l'empêcher d'aboutir si l'inten-
sité de l'effort diminue avant qu'il ait eu le temps de
produire tout son effet.
Ne disposant pas des appareils nécessaires pour mesu-
rer ce travail mécanique, nous ne pouvons que l'évaluer
approximativement. Le travail mécanique correspondant
à cette déformation est égal au produit des deux fac-
teurs : effort moyen et allongement à la rupture ; or ce
produit est évidemment beaucoup plus grand pour l'acier
non magnétique que pour l'acier magnétique, à cause de
l'allongement généralisé de toute la pièce, que nous
venons de signaler comme une des particularités les plus
remarquables des aciers non magnétiques.
A l'essai au choc sur baiTcttes entaillées, la différence
est encore plus accentuée. L'acier magnétique consomme
pour rompre environ 15 kilogramniètres, et l'acier non
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538 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
magnétique plus de 40 kilogrammètres, c'est-à-dire le
résultat le meilleur que M. Frémont ait jamais obtenu.
On ne peut attribuer qu'à Tétat allotropique du fer les
différences constatées. Les teneurs en nickel sont les
mêmes, et radoucissement de Tacier non magnétique ne
peut pas avoir pour cause directe les augmentations de
teneurs on carbone et en manganèse révélées par
l'analyse, ni l'addition d'une proportion de chrome ; ces
éléments, qui sont plutôt durcissants, n'ont adouci que
parce qu'ils ont maintenu le fer à l'état non magnétique.
GlasBification générale des aciers à hautes teneurs en
nickel, manganèse, chrome et carbone. — Nous ferons la
revue des applications auxquelles peuvent donner lieu les
divers aciers qui ont fait Tobjet de nos recherches, en les
classant en quatre groupes analogues à ceux des aciers
au nickel proprement dits qui ont été constitués pendant
le cours de notre exposé ; on sait que cette classification
a pour hase l'état allotropique du fer. Ces quatre groupes
ont été définis soit par leurs propriétés mécaniques, soit
par la composition chimique des aciers qui les composent,
soit par la position des points de transformation allotro-
pique du fer qu'ils contiennent; nous donnerons la pré-
férence à cette dernière définition, qui a un caractère plus
général :
Premier groupe. — Point de transformation au refroi-
dissement situé au-dessus de la température ordinaire, et
ne s'abaissant pas au-dessous de 150". L'influence de la
position du point de transformation au refroidissement sur
l'état allotropique du fer est négligeable; mais cet état
allotropique est considérablement modifié par l'action
(Hrecte des éléments étrangers, (jui tend à augmenter la
I>roportion de fer 3-
I)eiu'ih)ie groupe. — Point de transformation au refroi-
dissement situé au-dessus de la température ordinaire.
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A HAUTES TENEURS 539
entre IW et 150°. L'influence de la position du point de
transformation au refroidissement n'est pas encore bien
sensible. La proportion de fer g varie peu.
Troisif^me grovpe. — Point de transformation au
refroidissement situe au-dessus de la température ordi-
naire, mais au-dessous de 100°. Le fer non magnétique
apparaît ; sa proportion augmente rapidement à mesure
que le point de transformation au refroidissement s'abaisse.
Qualrième (jroupe. — Point de transformation au
refroidissement situé au-dessous de la température ordi-
naire. Le fer est en totalité non magnétique.
Irflaence individuelle des divers éléments constituants. —
Cette classification ne tient compte des proportions de
nickel, manganèse, chrome et carbone qu'au point de
vue de leur action sur l'état allotropique du fer, ce qui
est, à la rigueur, suffisant, puisque ces éléments peuvent
être, dans une large mesure, substitués l'un à l'autre
sans que l'état -allotropique du fer soit modifié. Cependant
chacun des éléments constituants de l'acier a son influence
individuelle résultant de ses propriétés particulières.
Le nickel, et môme le manganèse et le chrome, qui
sont des métaux, modifient l'état allotropique du fer,
comme le carbone, mais en donnant à l'acier plus de téna-
cité et moins de fragilité; ce métalloïde semble rester d^ns
les aciers le corps très dur qu'il est à l'état de diamant.
Le nickel fait bénéficier l'acier de sa texture fibreuse, de
sa ténacité, de son inoxydabilité, qualités qui assurent
aux aciers au nickel d'importants avantages sur les
aciers au carbone et môme sur les aciers au manganèse,
et qui doivent leur faire donner, dans certains cas, la pré-
férence, malgré Taugmentation très considérable de prix
de revient qu'entraîne l'emploi du nickel. Le manganèse
apporte plus de dureté que le nickel, mais moins de ténacité.
L'influence individuelle de ces divers constituants est
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540 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
considérable, elle n'en est pas moins généralement beaucoup
moindre que celle de Tétat allotropique du fer, parce que ce
métal est toujours l'élément dominant dans les aciers; c'est
pourquoi nous avons, pour orienter les recherches d'ap-
plications nouvelles, donné la préférence à une classifica-
tion tenant compte presque exclusivement de Tétat allo-
tropique du fer.
Il convient de remarquer que le nickel et le njanga-
nèse, quoiqu'ils jouent, comme le carbone, le rôle d'élé-
ments durcissants, ne peuvent pas donner la dureté aux
aciers à un dqgré comparable à celui qui est atteint dans
les aciers au carbone trempés, employés pour la prépa-
ration des outils destinés à usiner les métaux. Le nickel,
notamment, apporte la ténacité, la ductilité et Tabsence de
fragilité, et seulement une dureté relative.
Aciers du premier groupe. — CvO sont les aciers au nickel
proprement dits k teneurs en nickel ne dépassant pas
15 p. 100, et les aciers au manganèse à teneurs en man-
ganèse inférieures à 7 p. 100. Nous diviserons ce groupe
en deux sous-groupes.
Aciers à faibles teneurs en nickel et manganèse, —
Nos recherches ayant pris plus particuhèroment pour
objectif les aciers à hautes teneurs en nickel, manganèse
et chrome, nous ne nous laisserons pas arrêter par les
aciers k faibles teneurs, malgré le très grand intérêt qu'ils
présentent.
Nous entendons par aciers k faibles teneurs ceux dans
lesquels la proportion de nickel ne dépasse pas 5 p. 100
et la proportion de manganèse 2 p. 100. Ils peuvent être plus
ou moins carbures, dans toute leur masse ou k la surface
par cémentation, comme les aciers ordinaires; ce sont
des aciers ordinaires modifiés, c'est-k-dire améliorés, par
des additions de nickel, ou de manganèse, ou de chrome;
ils se comportent à peu près comme les aciers ordinaires,
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542 , RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
manganèse augmente. La trempe paraît sans effet bien
positif; elle est donc inutile, et même nuisible, vu la nature
brutale de son action.
Les aciers au nickel proprement dits, c'est-à-dire peu
carbures et peu manganèses, sont, semble-t-il actuelle-
ment, les aciers de ce groupe les plus intéressants. Ils
sont relativement doux jusqu'à 10 p. 100 de nickel, tout en
ayant sur Tacier extra-doux sans nickel, dont ils diffèrent
peu comme aspect, l'avantage (rune limite d'élasticité
plus élevée, très voisine de la résistance à la rupture, et
d'une résistance à la rupture considérable jointe à un bel
allongement à la rupture. Le nickel modifie les propriétés
mécaniques de l'acier à peu près comme le carbone, mais
en réloignant beaucoup moins du type acier doux; il relève
considérablement la limite d'élasticité sans augmenter
beaucoup la fragilité, ce qui est dû sans Aouie à sa texture
fibreuse. Il donne aussi à lacief une certaine inoxydabi-
lité et la faculté de prendre un beau poli. Le relèvement
de la limite d'élasticité est obtenu sans l'intervention de
la trempe, ce qui assure une dureté égale à l'intérieur et
à l'extérieur des pièces. Il convient d'ajouter que la dureté
minéralogique des aciers au nickel est notablement
moindre que celle des aciers au carbone qui ont même
limite d'élasticité.
Les résultats d'essais à la traction, déjà donnés
tableaux II, III, IV et V, peuvent être considérés comme
définissant ces aciers au point de vue de Fessai à la trac-
tion : les résultats des essais de pliage et de choc
montrent qu'ils peuvent remplacer avec avantage, dans
bien des cas, les aciers carbures ayant même résistance
à la -rupture, vu leur supériorité au point de vue de la
fragilité. Ces avantages nous paraissent de nature à faire
accepter, dans des cas qui deviendront de plus en plus
nombreux, b» prix de revient relativement élevé des aciers
au nickel; il est à craindre cependant qu'ils laissent les
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(
A HAtJtES TEÎSÊtJtlS 543
consommateurs hésitants encore longtemps, car chaque
unité de nickel p. 100 augmente le prix de revient de
l'acier d'environ 4 francs par 100 kilogrammes par rapport
au prix de l'acier extra-doux de première qualité.
Les applications des aciers au nickel proprement dits
de cette catégorie sont jusqu'à présent très peu nom-
breuses; on emploie plutôt, pour réaliser les mêmes
duretés, les aciers au nickel à très faibles teneurs, avec
additions de carbone et de chrome, trempés. C'est à tort
dans les cas où le prix de revient n'est pas un obstacle,
car le carbone apporte de la fragilité ; il est vrai qu'il
apporte aussi de la dureté minérale gique. Nous ne pouvons
guère signaler comme application réalisée des aciers au
nickel proprement dits de cette catégorie que des tubes
en acier à 12 p. 100 de nickel, demandés par l'Artillerie,
qui ont été façonnés par les usines de Montbard.
Ces aciers s'étirent difficilement à froid, surtout aux
teneurs supérieures à 10p. 100 de nickel; par contre, ils
se travaillent bien à chaud.
Il convient de n'ajouter qu'avec prudence, aux aciers
qui ont ces teneurs en nickel relativement élevées
de fortes proportions de carbone et de chrome; ces
additions paraissent être la cause de la schistosité
extrêmement prononcée des premiers aciers à 12 p. 100
de nickel préparés par Imphy, qui étaient très remar-
quables au point de vue de leurs qualités en long, notam-
ment après recuit à 400**, mais n'avaient aucune ténacité
en travers à cause de cet état fibreux beaucoup trop
accentué.
On peut probablement tenter de substituer du manga-
nèse à tout ou partie du nickel ; c'est intéressant au point
de vue du prix de revitMit; il Cimviendra sans doute, dans
ce cas, d'éliminer le plus possible le carbone, qui durcit
beaucoup l'acier, surtout en présence du manganèse. Le
manganèse agit connne le nickel sur l'état allotropique
Tome l, 1902. 3ri
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ElËCHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL
ais les aciers au manganèse se sont montrés
rès irréguliers, et les aciers mixtes au nickel et
nèse n'ont pas encore été l'objet d'essais suivis.
)n sidérons les aciers au nickel de 10 à 15 p. 100
rticulièrement recommandables, vu leurs hautes
l'élasticité, 100 kilogrammes par millimètre
ron, combinées avec des résistances au choc de
logrammètres sur barrettes entaillées, ensemble
s qui leur assure une grande supériorité sur les
carbone de mêmes duretés. Ces conditions étant
sans trempe sont obtenues uniformément dans
asse des pièces, avantage parfois très précieux.
u deuxième groupe. — Ce sont des aciers fran-
iurs, les phis durs parmi ceux qui font lobjet
cherches ; leur dureté n'est cependant pas com-
celle des aciers carbures les plus durs trempés ;
pas, semble- t-il, être question de remplacer les
carbone par des aciers au nickel ou au manga-
la fabrication des outils, tels que les burins,
jrs au nickel proprement dits de ce groupe, 15 à
de nickel, ont, sur les aciers moyennement
l'avantage d'une limite d'élasticité très élevée,
le de la résistance à la rupture, avec une résis-
hoc notabJement plus grande. Ils ont malheu-
. un prix de revient beaucoup plus élevé. Il est
pendant de prévoir, pour eux aussi, des applica-
'essantes dans des cas particuliers. On remar-
il parait peu utile de dépasser 15 p. 100 de
on ne recherche que le relèvement de la limite
é, ce qui est à noter au point de vue du prix
ultats des essais à la traction avant et après
400° ou à 900**, que nous avons déjà donnés
II, III, IV, V), peuvent être considérés comme
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A HAUTES TENEURS 545
définissant ces aciers pour Fessai à la traction. De même
pour les résultats de pliage (tableaux V et VI), qui sont
excellents. Les résultats des essa|s de choc sur barrettes
entaillées (tableau VII) sont bons, relativement à ce qu'on
obtient avec les aciers au carbone de duretés semblables.
Ces aciers s'usinent à froid dans des conditions satisfai-
santes, eu égard à leur haute limite d'élasticité. Ils sont
peu oxydables et prennent un très beau poli.
Nous ajouterons que leur haute limite d'élasticité les
rend très difficilement étirables à froid à la filière ; ils ne
conviennent donc pas pour la fabrication des fils.
Nous estimons que cette catégorie d'aciers n'a pas en-
core été soumise à une étude assez approfondie au point
de vue des applications ; ses propriétés très remarquables
à l'état statique permettront sans doute de lui en découvrir
d'importantes, quoiqu'il y ait lieu de l'écarter lorsqu'une
grande résistance au choc est nécessaire. Ces aciers, qui
permettent d'obtenir des limites d'élasticité de plus de
100 kilogrammes par millimètre carré avec relativement
peu de fragilité, et qui s'usinent à froid dans des condi-
tions satisfaisantes, nous paraissent convenir, malgré leur
prix de revient élevé, dû à leur forte teneur en nickel,
pour la fabrication d'éléments de machines et autres pièces
qui subissent de grands eff'orts sans recevoir des chocs
très violents, et qui ne doivent jamais subir la moindre
déformation permanente.
Une petite proportion de chrome (1 p. 100 environ),
mais avec très peu de carbone, parait avoir une influence
favorable ; cependant il y a lieu de veiller à ne pas pro-
duire de schistosité.
Il est permis d'espérer qu'on parviendra à préparer des
aciers au manganèse possédant des propriétés voisines
de celles des aciers au nickel de ce groupe, et pouvant
être obtenus à prix de revient beaucoup moindre ; mais
ce résultat n'a pas encore été atteint régulièrement. Nous
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546 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL
avons cependant pu signaler un acier au manganèse à
8,29 p. 100, dont les propriétés mécaniques à la traction
sont remarquables et qui n'est pas sans quelque valeur à
Tessai au choc (Voir les tableaux XXXI et XXXII).
Aciers du troiBième groupe. — Les aciers au nickel pro-
prement dits de ce groupe ont des teneurs comprises entre
21 et 27 p. 100 de nickel; les aciers au nickel carbures
ou chromés qui en font partie ont des teneurs en nickel
d'autant plus réduites que la teneur en carbone est plus
forte.
Tous ces aciers durcissent considérablement par la
trempe, parce que la proportion de fer non magnétique
qu'ils contiennent est mise par ce traitement en état
d'être transformée en fer magnétique sous Tinfluence de
la température ordinaire.
Ces aciers ne sont pas durs lorsque leur point de trans-
formation au refroidissement est très proche de la tem-
pérature ordinaire; ils peuvent alors être tréfilés, ce qui
les fait préférer aux aciers du groupe précédent, pour
les appUcations qui exigent un étirage à froid.
Nous ne connaissons actuellement aucune application
de ces aciers en dehors de celles que les travaux de
MM. Ch.-Ed. Guillaume et L. Perret ont permis de leur
découATir dans Thorlogerie. Cotte industrie utilise leur
propriété particulière d'intermédiaires entre les aciers
magnétiques et les aciers non magnétiques, propriété qui
a des conséquences intéressantes au point de vue de la
variation de l'élasticité avec la température.
Ceux des aciers de ce groupe qui contiennent beau-
coup de fer non magnétique ne sont pas durs à la tempé-
rature ordinaire ; mais ils le deviennent lorsqu'ils sont
soumis à un refroidissement intense. Cette propriété
remarquable pourra probablement, dans certains cas, être
utihsée soit pour durcir après usinage achevé à l'état
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A HAUTES TENEURS 547
doux, soit pour durcir seulement en certains points des
pièces. Des résultats remarquables ont été obtenus dans
cet ordre d'idées avec des aciers contenant du chromo
(Voir tableau XXII). Mais ce procédé ne permet pas de
dépasser notablement une limite d'élasticité de 130 kilo-
grammes par millimètre carré avec une résistance à
la rupture de 150 kilogrammes par millimètre carré
et 3 ou 4 p. 100 d'allongement à la rupture. Les
résultats inscrits au tableau XIII, obtenus en soumettant
des aciers de cette catégorie au refroidissement dans la
neige carbonique et l'air liquide, ont montré qu'on ne doit
pas compter sur le refroidissement pour obtenir des du-
retés beaucoup plus grandes que celles des aciers du
deuxième groupe.
Les aciers au manganèse de ce groupe n'ont pas été
suffisamment étudiés pour qu'il soit possible de leur dé-
signer des applications.
Aciers du quatrième groupe. — Il convient d'examiner
séparément les principales variétés d'aciers qui forment
ce groupe ; elles ont toutes pour caractère principal
d'être à basse limite d'élasticité, c'est-à-dire déformables
par un effort assez faible, et à grand allongement à la
rupture. Il en est de particulièrement intéressantes, sur
lesquelles il est bon d'attirer bien spécialement l'atten-
tion, comme très remarquables par leiu* grand allonge-
ment à la rupture et leur résistance au choc exception-
nelle.
Aciers au nickel jiropremeiit dits. — Ce sont les aciers
à teneurs en nickel supérieures à 27 p. 100. Leurs quali-
tés à la traction sont définies par les essais que nous avons
donnés tableaux II et IX ; leur limite d'élasticité est peu
élevée et très éloignée de la résistance à la rupture.
Leur allongement à la rupture est grand et ils sont
très peu fragiles à l'essai de choc (Voir tableau VII).
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ACIERS AD NICKEL
lud est considérable, le raa-
e ; mais ils s'étirent à froid
es peu différentes de celles
5 durcissent beaucoup par
ivent être employés avec
6, pour leur poli, leur grand
r résistance au choc. Ils
; en fils ou en tubes, d'où
lières; l'Administration de
ion.
dit invar, découvert par
rtie de cette catégorie ; il
âge par l'industrie horlo-
)récision, notamment pour
es entre 43 et 50 p. 100 de
icionts de dilatation que les
5si partie de cette catégo-
lication dans la fabrication
our remplacer le platine,
avantage dans la fabrica-
)rocédé L. Appert.
, quoiqu'ils contiennent le
3 magnétisme provient du
- Les additions de chrome
(luence favorable sur ces
ite d'élasticité et augmente
diminuer l'allongement à
est utile, car les aciers
souvent trop mous.
chromés, — L'addition du
rome, produit un ensemble
pour la majorité des appli-
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afh» -■--r--'T^ ■- ^"^■^1 WP '^1 41 I ^M I , PI II I Ml ^^J^^^^i^^^l^y^
A HAUTE8 TENEURS 549
cations. Cette catégorie, qui est celle des aciers au nickel
non magnétiques^ ne saurait être trop recommandée.
Elle a déjà donné lieu à d'importantes applications ; Imphy
en a livré de gros tonnages ; mais il reste à tirer parti
de ses qualités exceptionnelles dans les cas nombreux où
une importante consommation de force vive se produisant
à la rupture peut être utilisée, soit en particulier ceux
oîi une résistance au choc très considérable est inappré-
ciable. Parmi les applications qui nous paraissent particu-
lièrement intéressantes, nous citerons les pièces de
machines, le matériel roulant de chemins de fer, tram-
ways, voitures, automobiles, la marine militaire et
marchande, pour lesquelles on recherche une grande ré-
sistance au choc sous un faible poids.
Mais ces aciers ne doivent pas être employés pour
des pièces qui ne peuvent subir aucune déformation
permanente sans être mises au rebut. Ils semblent
convenir très bien, par exemple, pour les crochets de
traction, pour lesquels la résistance aux chocs est la con-
dition la plus importante à réaliser. On sait que ces aciers
peuvent subir des déformations à froid très notables sans
devenir fragiles.
La composition chimique la plus favorable pour les
aciers de cette catégorie paraît actuellement être : envi-
ron 20 p. 100 de nickel, 0,5 p. 100 de manganèse,
0,5 p. 100 de carbone et 2 à 3 p. 100 de chrome. On
remarquera que le fer est ainsi maintenu à l'état non ma-
gnétique à moins de frais que lorsque le nickel seul est
employé. Des aciers non magnétiques d'excellente quahté
ont été obtenus avec 16 p. 100 de nickel (Voir ta-
bleaux XXII et XXIV), et cette proportion pourra peut-
être être encore réduite, quoique les tentatives faites par
Imphy dans cette direction n'aient guère abouti au-dessous
de 16 p. 100. Au-dessus de cette limite, le carbone et le
chrome associés ont, outre l'avantage de réduire le prix
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550 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL
do revient, celui de relever considérablement la limite
d'élasticité et la résistance à la rupture sans diminuer
rallongement à la rupture, et même en l'augmentant.
Ces aciers non magnétiques peuvent être étirés à
froid; Técrouissage leur donne, lorsqu'ils ont subi ce trai-
tement, assez de dureté et d'élasticité pour qu'ils puissent
être employés avec avantage à la fabrication des ressorts,
en concurrence avec les aciers ordinaires au carbone
trempés. C'est une très bonne démonstration de Tanalo-
gio qui existe entre les effets de Técrouissage sur ces
aciers et ceux de la trempe sur les aciers au carbone.
On sait que Técrouissage est pour les aciers contenant
le fer à Tétat non magnétique le moyen d'obtenir, au
moins superficiellement, un durcissement considérable,
et même le seul moyen, puisque la trempe les adoucit.
A côté des remarquables avantages qu'ils présentent,
ces aciers ont le sérieux inconvénient d'exiger un matériel
très puissant pour le travail à chaud, laminage, forgeage,
emboutissage, et de ne pouvoir être traités à froid que
très lentement, soit à l'étirage à la filière, soit à l'usi-
nage, au tour, à la raboteuse, etc. ; ce sont des condi-
tions qui arrivent à être onéreuses, dont il importe de
tenir compte dans l'établissement des prix de revient.
Aciers au manganèse, — Les aciers à hautes teneurs
en manganèse, 18 p. 100 par exemple, ont des propriétés
pou différentes de celles des aciers au nickel carbures et
chromés, ils contiennent comme eux le fer à Tétat non
magnétique. M. Hadfield a fait connaître, depuis long-
temps déjà, leurs remarquables propriétés ; nous venons
d'obtenir avec ces aciers des résultats d'essais au choc qui
achèvent do démontrer que, lorsqu'ils sont bien préparés,
ce sont (Voir tableaux XXXI et XXXII) de bons aciers,
quoiqu'ils soient onéreux à usiner à froid. Malheureuse-
ment, ils se sont montrés jusqu'ici assez irréguliers ; ils
n'en ont pas iiioins déjà iwi certain débouché.
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A HAUTES TENEURS 551
Aciers mixtes au nickel et au manganèse, — D'inté-
ressants résultats ont été obtenus dans cette voie; mais
ils sont trop peu nombreux pour qu'il soit possible de se
rendre compte des applications particulières qui pourraient
leur être réservées.
CONCLUSION.
Cherchant à dégager, de Tensemble des faits exposés,
les indications les plus importantes pouvant être utilisées
dans les recherches d'applications nouvelles des aciers
au nickel à hautes teneurs, nous les formulerons comme
suit :
Les aciers au nickel, plus ou moins manganèses, car-
bures et chromés, sont semblables aux aciers ordinaires
au carbone, tant que les proportions de nickel, manga-
nèse, chrome et carbone ne dépassent pas une certaine
limite. Au-dessous de cette limite, le nickel, le manganèse
et le chrome, seuls ou associés au carbone, jouent dans
ces aciers le rôle d'éléments durcissants, comme le car-
bone dans les aciers ordinaires, et peuvent être dosés de
manière à donner toute la gamme des duretés, sans per-
mettre cependant d'atteindre le même degré de dureté
que les aciers au carbone trempés les plus durs.
Au delà d'une certaine limite, les additions de ces
éléments produisent une transformation allotropique du
fer contenu dans les aciers, qui fait apparaître des pro-
priétés physiques et mécaniques très différentes de
celles des aciers ordinaires rappelant plutôt celles du
laiton, du cuivre, du nickel et d'autres alliages ou métaux.
Les aciers s'adoucissent alors considérablement par la
trempe et ne durcissent que par l'écrouissage. Les pro-
priétés mécaniques de certains d'entre eux sont très
remarquables, particulièrement au point de vue de l'allon-
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A HAUTES TENEURS 553
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A HiCUTES TENEURS 555
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lU NICKEL
:5.
Pages,
ne des résultats
levées dans des
310
me des résultats
Hevécs dans des
379
n sur le uiagné-
397
iur les positions
le des aciers au
400
)hy pour les dé-
4(»5
chauffé électri-
405
sforniation allo-
diU, de 0 à 100
408
transformation
ent dits, de 20 à
410
lillaume sur les
). 100 de nickel. 420
l sur le magné-
ickel à 15,48 et
428
^formation allo-
dits trempés et
434
transformation
manganèse, au
transformation
kel-manganèse
i à la traction
îst magnétique
498
507
•>3tS
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A HAUTES TENEURS 559
DEUXIÈME PARTIE.
Aden aa nickel carbures, chromés et manganèses.
Influence des teneurs en carbone, chrome et manganèse sur les
propriétés mécaniques des aciers au nickel 447
Influence des mêmes éléments sur l'état allotropique des aciers
au nickel 448
Première catégorie.
AC1BR8 AU NICKEL GARBURES.
Elat allotropique:
Position des points de transformation allotropique 450
Action du carbone 452
Action de la trempe et de l'écrouissage 454
Propriétés mécaniques :
Essais à la traction 455
Effet du refroidissement à — 78* 459
Deuxième catégorie,
ACIERS AU NICKEL CHROMÉS.
Utilité du chrome 461
Étal allotropique :
Position des points de transformation allotropique 461
Action du chrome 465
Aciers au chrome sans nickel 466
Position des points de transformation allotropique des aciers
au nickel chromés après trempe et écrouissage 470
Propnétés mécaniques :
Essais à la traction 472
Essais au choc 479
Propriétés mécaniques des aciers au chrome sans nickel 481
Effets du refroidissement à — 78* sur les propriétés mécaniques
des aciers au nickel chromés 482
Effets de Tétirage à froid sur les propriétés des aciers au nickel
chromés 485
Tome I, 1903. 36
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Munster
13.474
22.557
166.988
Ulsler
279 527
ToUux
126.694
1.569.920
TotAQZ généraux
n 228.784.200
3.068.078.471
(*) Y compris 11.315 tonnes de houille, d'une
tirées de carrières.
valeur de 81 .385
rrancs, qui ont été
(Extrait du General Report and Statistics relating to
the Mines and Quarries, in the United Kingdom of
Great Britain and Ireland, 3* partie.)
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DIMINUTION DES RISQUES D 'ACCIDENTS 565
DIMINUTION DES RISQUES D'ACCIDENTS
DA5S LES
HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833
Par M. Octave KELLER, Inspecteur général des Mines.
Je me propose de montrer, aussi brièvement que pos-
sible, les progrès considérables qui ont été réalisés depuis
une cinquantaine d'années dans les houillères françaises,
au point de vue des accidents.
Je ne parlerai pas des autres raines, de celles où Ton
exploite les minerais de fer, le sel gemme, les autres
minerais de toutes sortes, parce qu'elles sont beaucoup
moins liéveloppées, qu'elles occupent un personnel relati-
vement restreint, et surtout parce qu'elles sont demeurées
dans un état sensiblement stationnaire sous le rapport de
la sécurité des mineurs.
Les chiffres dont je ferai usage sont empruntes à la
Statistique de rindiistrie minérale^ publication officielle
du Ministère des Travaux publics, dont l'origine remonte
à Tannée 1833. C'est seulement à partir de 1850 que cette
Statistique contient un état annuel où sont résumés les
accidents arrivés dans les mines, minières, carrières, par
département (sauf pour les années 1851, 1852 ot 1851)).
Des renseignements analogues ont toutefois été publiés
pour les années 18 i2 et 184i, d'une façon somniaire,
dans le Rapport du ministre placé en tête des tableaux
statistiques. Il semblait, à cette époque, peu intéressant
d'entrer à ce sujet dans de longues énumérations, et l'on
se contentait de fournir les nombres des accidents et des
Tome I, 6* livraison, 1902. 37
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566 DIMINUTION DES RISQUES d'aCCIDENTS
ctiines relevés dans les diverses exploitations pourcer«
ines années citées à titre d'exemple. Postérieurement^
race k des recherches laborieuses exécutées dans les
rcliives du Ministère des Travaux publics, il a été pos-
ble de reconstituer les éléments principaux de la sta-
stique des accidents des houillères depuis 1833. Quelques
cunes subsistent cependant, par suite du défaut de ren«
ïignements touchant les accidents autres que ceux dus
IX explosions de grisou ; elles concernent les années 1841 ^
Î43, 1845 à 1849, 1851, 1852 et 1859.
Sonmie toute, la statistique officielle des accidents
irvenus dans les houillères françaises embrasse une
îriode assez longue pour servir à une étude fructueuse :
le ne comprend pas moins de cinquante-six années.
Dans les tableaux annuels se trouvent indiqués, par
^partement et par nature de mine, le nombre des ouvriers
nployés à l'intérieur, à Textérieur, le nombre des acci-
Mits, avec la mention de leur cause, celui des tués et
îlui des blessés.
Toutefois il convient — et c'est une reni arque essen-
elle — de ne pas mettre sur le même rang la statistique
^s ouvriei^s tués et celle des ouvriers blessés. La première
fre de sérieuses garanties d'exactitude, par sa nature
ème. Au contraire, la seconde présente un caractère
(lécis, en ce sens qu'elle comprend seulement, en prin-
pe, les mineurs atteints de blessures graves et que les
génieurs des mines, chargés des enquêtes, aussi bien
le les exploitants, ont eu k apprécier, jusqu'en ces der-
ers temps, non sans difficulté, ce qu'il faut considérer
mime blessure grave.
En effet, le décret impérial du 3 janvier 1813, conte-
int des dispositions do police relatives k l'exploitation
ïs mines, ne vise, en son article H, que les accidents
qui auraient occasionné la mort ou des blessures graves
un ou plusieurs ouvriers » comme devant être portés
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 567
aussitôt par les exploitants, directeurs, maîtres-mineurs
et autres préposés, à la connaissance du maire de la com-
mune et de ringénieur des mines. La loi du 8 juillet 1890,
par laquelle ont été institués les délégués à la sécurité
des ouvriers mineurs, a prescrit Tenvoi immédiat au
délégué de Tavis des mêmes accidents.
C'est seulement depuis l'application de la loi du
9 avril 1898 sur les accidents du travail dans l'industrie
en général que la statistique des blessés peut être établie
d'une façon précise : pour les mines, aux termes d'une cir-
culaire du 11 juillet 1899, concertée entre le Ministre des
Travaux publics et celui du Commerce et de l'Industrie,
doivent être considérées comme blessiwes graves celles
qui entraînent une incapacité de travail permanente,
absolue ou partielle, et celles qui occasionnent une inca-
pacité de travail temporaire d'au moins vingt jours.
En fait, les statistiques annuelles n'ont tenu compte
jusqu'à présent que des blessures donnant lieu à des chô-
mages prolongés, mais sans qu'il y eût à cet égard de
règle bien établie. Ainsi, pour ne citer que deux exemples,
en 1873 le nombre des blessés constaté dans les houillères
était de 7 fois celui des tués, et les journées de chô-
mage par ouvrier blessé étaient en moyenne de quarante-
cinq. L'année suivante, le rapport des blessés aux tués
était de 8,7 et le chômage moyen s'abaissait à trente-neuf
journées. L'indication des journées de repos occasionnées
par les blessures à l'ensemble des ouvriers blessés, in-
dication que contenaient les tableaux, a conséquemment
été supprimée, à partir de 1875, en raison de son peu
d'utilité.
D'autre part, en 1888, l'Administration des Mines,
incitée par les projets de loi dont le Parlement se trou-
vait saisi en vue d'indemniser les victimes des accidents
du travail, a procédé aune enquête spéciale dans le but
de rechercher le nombre total des blessés atteints soit
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58 DIMINUTION DES RISQUES d'aCCIDENTS
-avement, soit d une façon plus ou moins légère, pen-
Liit leb trois années 1885, 1886 et 1887. J'en ai fourni
compte rendu dans le volume de la Statistique de l'in-
istrie minérale^ et des appareils à vapeur pour
innée 1887; et je Tai commenté dans mon Rapport sur
; Statistique des accidents du travail présenté au pre-
ier C-ongi'ès international concernant cet objet, qui s'est
!uni à Paris en 1889. Je me borne k rappeler que, d'après
s renseignements qui ont été fournis par les 80 Com-
ignies houillères les plus importantes pour les trois
mées sus-indiquées, les victimes se classaient en
oyenne comme il suit, par 10.000 ouvriers (y compris
s employés) :
lés 17
ivalides affectés d'une incapacité de travail permanente. 9
lessés grièvement ayant chômé plus de 6 mois H
— — de3à6raois 23
lessés ayant chômé de 2\ jours à 3 mois 313
lessés légèrement, ayant chômé de U à 20 jours 1007
lessés très légèrement^ ayant chômé t jours au plus 385
Le nombre des blessés, en laissant de côté ceux qui
ont pas éprouvé une incapacité de travail supérieure k
ingt joiu-s, ressort à 356 pour 17 tués, soit 21 blessés
Dur 1 tué. Si Ton prend le total général des blessés, qui
st de 1.748 par 10.000 personnes, d'après les chiffres
L-dessus, la proportion dépasse 100 blessés pour 1 tué.
On obtient, comme on voit, des chiffres très différents
livant le compte que Ton tient du degré de gravité des
lessures ; et, k cet égard, toute statistique complète com-
orte nécessairement plusieurs divisions : on s'exposerait
des erreurs graves si Ton n'établissait pas un classe-
lent d'après Tordre d'importance des conséquences des
ccidents.
Les détails dans lesquels je viens d'entrer font com-
rendre pourquoi, dans la présente étude, je laisse com-
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 569
plètement de côté 1^ statistique des bless<!^s pour nem'oc<îu-
per que de celle des accidents mortels. Cette dernière est
résumée dans le tableau suivant, depuis 1833, en éliminant
la période 1841 à 1849, qui contient trop de lacunes.
Ce tableau fournit, année par année, la proportion des
morts par rapport au nombre des mineurs employés, tant
à la surface qu'au fond, dans les houillères françaises, y
compris les mines de lignite. C'est par 10. (XW ouvriers
que le calcul est établi, et non par 100 ou par 1.000, pour
la commodité de la lecture, afin d'éviter l'emploi de plu-
sieurs décimales. ^
Les moyennes sont données pour les six périodes con-
sidérées, dont les quatre dernières embrassent chacune
dix ans.
Tableau N" i. — Sombre annuel des ouvriers mineurs tués par
accident sur 10.000 ouvriers employés.
AANÊBS
TViM
A.'fNÉBS
TUK8
38,;.
AKMées
TOÉH
ANNÉK»
TUÉS
30.7
ANGERS
Tl'és
ANNÉK8
Tl'É8
»
*
1850
1861
43,2
1871
1881
16,4
1891
16,7
*
»
M
•
1862
22,6
1872
23,2
1882
14,2
1892
9,5
1833
44w
18Ô3
38, '^
mui
26,6
1873
22,2
1883
15,2
1893
9,3
1834
37, fi
18n4
42 /i
1864
24,3
1874
20,3
1884
15,6
1894
8,5
1835
30,8
1855
:«,1
186,-)
32,0
1875
20,6
1885
16,8
1895
11,9
183H
37,8
18ÔC
33, i»
18(>0
26,2
1876
36,6
1886
13,0
1896
13,0
i8:n
3Ô,H
1857
30,2
1867
36,2
1877
21,6
18 7
17,3
1897
10,7
1838
41,9
18:)8
28,9
18K8
25,6
1878
14,4
lh88
17,7
1898
10,7
18:v.»
,M),0
1859
»
1869
32, «)
1879
16,0
1880
30,1
1899
13,5
1840
47,2
18G0
27,3
1870
28,7
1880
17,5
1890
25,8
1900
14,2
lojeiiKS.
40,7
34,7
29,8
22,3
18,2
11,8
Les nombres qui précèdent montrent d'une façon évi-
dente la décroissance des accidents mortels, qui est
absolument remarquable. De 40,7 pour la première
période (1833 à 1840), la proportion moyenne des ouvriers
tués est descendue à il, 8 pour la période la plus récente
(1891 à 1900). La diminution révélée pjir les moyennes est
continue. Elle ne peut conséquemment être attribuée à
des circonstances fortuites ; et il est clair a priori qu^elle
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[ON DES RISQUES D ACCIDENTS
)ralions apportées aux conditions de
louillères sous le rapport de la sécurité,
rera plus loin.
qui a été publié dans la Statistique de
le pour 1900, met en lumière le même
, figurés non seulement le nombre an-
ar 10.000 ouvriers, mais encore, et
yen de bandes noires, le contingent
dents de grisou. On constate immédia-
it les yeux, que les accidents de ce
un nombre de victimes extrêmement
es années, et qu'ils sont la principale
ions importantes que révèle la statis-
poportion annuelle des ouvriers tués,
lutres accidents ne çont communément
individuels et font rarement plus de 2
seul coup, les explosions de grisou occa-
mort d\m grand nombre de mineurs
actère de véritables catastrophes,
i a compté, en 1896, 191 ouvriers tués
t 186 à la suite de Texplosion survenue
'errenoire, au puits Jabin (Loire), et,
t 207 au puits Verpilleux de la conces-
)ire).
Iques années, trop rares, n'ont donné
Bnt mortel de ce genre, savoir :
après un intervalle de quarante-huit
es successives : 1892, 1893, 1894 et
ode décennale est tout à fait remar-
t à part Tannée 1891, où le grisou a
a n*en compte que 24 en tout pour les
ites.
it être attribué principalement aux
vue d'assurer la sécurité dans les
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 571
mines grisouteuses, en particulier à Tamélioration cons-
tante de Taérage, à l'emploi des explosifs de sûreté pour
le tirage des coups de mine, à la diffusion des lampes à
treillis métallique, k la surveillance de plus en plus étroite
du grisou.
D est d'autant plus caractéristique que l'extraction de
la houille et le nombre des mineurs n'ont cessé d'augmen-
ter, et cela dans d'énormes proportions, comme le
montrent les chiffres ci-dessous (nombres arrondis) :
AK.IÉES
183.3
1840
18Ô0
1.S60
1870
1880
1890
1900
PRODCCTIOX HOOILLÂRB
?. 058.00(1 toones
3.003.000 —
4.434.000 -
8.304.000 -
13. .330.000 —
19. 36?. 000 —
26.083.000 —
33.404.000 —
?fOMBRB DES OUVRIERS
15.400
27.800
32.900
:.fl.200
82.700
107.200
121.600
162.100
Autrefois 15 à 20 p. 100 des mineurs qui étaient vic-
times d'accidents mortels succombaient au grisou, ainsi
qu'il ressort des moyennes établies sur des périodes
d'une certaine étendue. Dans la dernière période décen-
nale, cette proportion est tombée un peu au-dessous de
5 p. 100.
Bien plus, le risque individuel de mort par le grisou
n'a été, de 1891 à 1900, que la huitième partie de ce
qu'il était moyennement au cours des précédentes
années.
Le tableau suivant met en évidence cette importante
constatation.
Il fait en même temps connaître le nombre moyen des
victimes et leur répartition en les rapportant à un effec-
tif fixe de 10.000 ouvriers (fond et jour réunis), d'après
les causes d'accidents les plus fréquentes pour les deux
groupes d'années allant de 1850 à 1870, où l'on a les
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572
DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS
renseignements détaillés nécessaires, et pour les trois
périodes décennales consécutives.
Tableau N° 2. — Proportion des ouvriers tués, d'après les causes des accidents,
pour les ouvriers du fond et du jour réunis.
ANNies ET pénionKs
1850-1853- 1857
(3 ans)
1863 — 1865 à 1870
(7 ans).
1871 à 1880
(10 ans)
1^1 à 1890
(10 ans)
18^1 à 1000
(10 ans)
MOMBHK
annuel
moyen
des
ouvriers
du fond
et du
jour
réunis
44,229
82,026
103,680
108,167
141,773
KOMBnr.
annuel
moyen
des
ouvriers
tués
154
244
230
198
168
PROPORTION DES OUVRIERS TUÉS PAR 10.000 OUVRIERS
du fond et du jour réunis
Puits
, ^
Exploi-
Causes
1
a
•
4,97
a
•S
Rupture
des
«'.butes,
depuis
surface,
etc.
tation
des
▼oies
autres que
celles
Totaux
S.
o
Ô
cibles.
chaînes,
engins,
elc.
ferrétjs
souter-
raines
ci-devant
mentionnées
16,05
1,28
2,64
6,95
»
2,93
34,82
10,61
6,58
0,68
2,50
4,15
-
5,23
29,75
7,43
4,94
0,69
1,54
3.28
m
4.30
22.18
5,18
5,95
0,30
0,55
1,69
1,35
3,28
18,30
4,13
0,65
0,311
0,21
1,59
1,61
3,26
11,84
Les risques d'accidents sont bien plus considérables
-pour le personnel employé à Tintérieur des mines que
pour celui de la surface. 11 est possible d'en établir la
statistique d'une façon distincte. Toutefois on est con-
traint de laisser de côté les accidents dus à des causes
diverses qui sont survenus dans les périodes 1863 à 1870
et 1871 à 1880, et dont les victimes comprennent malheu-
reusement, dans les statistiques, des ouvriers du fond et
des ouvriers du jour sans distinction. On forme dans ces
conditions le tableau suivant, qui diffère du précédent par
le relèvement général des coefficients de risques, abstrac-
tion faite des causes diverses.
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DANS .LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 573
Tableau N° 3. — Proportion des ouvriers tuéSy d'après les causes des accidents,
pour les ouvriers du fond.
NOMBRR
NOMBRE
PROPORTIO» DBS OUVRIERS DU
KOND TUÉ
s PAR 10.000 OUVRIERS
DU FOND
annuel
annuel
Puits
AMNRES ET PÉRIODES
moyen
des
moyen
des
J2
o
g
a
Rupture
Chutes,
Exploi-
tation
des
Causes
1
•§
de
depuis
la
voies
diverses
Totaux
ouvriers
ouTriers
"a
S.
cAbles.
ferrées
du fond
tués
1
ta
6,81
chaînes,
engins,
etc.
surface,
etc.
souter-
raines
au fond
1850-1853-1857
32,254
154
21,99
1,75
3,62
9,52
»
4,01
47,70
(3 ans)
1863 -1865 à 1870
58,(X)8
?
14,75
9,15
0,95
3,48
5,77
.
9
»
(7 ans)
1871 à 18S0
73,798
«
10,40
6,92
0,97
2,16
4,59
»
?
»
(10 ans)
1881 à 1890
77,255
183
7,25
8,33
0,42
0,77
2,37
1,86
2,69
23.69
(10 ans)
1891 k 1900
101,011
143,6
5,81
0,88
0,56
0,29
2,23
2,26
2,19
14,22
(10 ans)
Les conclusions suivantes ressortent des chiffres consi-
gnés dans ces tableaux :
V Les éboulements, qui sont la cause la plus fréquente
des accidents, ont considérablement diminué. La propor-
tion correspondante des mineurs tués n'est plus guère
que le quart de ce qu'elle était vers 1850. Sous ce rap-
port, les progrès de la sécurité sont continus. Ils sont
évidemment dus aux mesures de plus en plus complètes
qu'ont prises les exploitants pour boiser les galeries et
pour étançonner les chantiers partout où il est néces-
saire. D'autre part, dans les houillères du Centre en par-
ticulier, les méthodes d'exploitation avec remblais se
sont généralisées et ont eu pour conséquence de restreindre
les éboulements, d'en atténuer les dangers.
2° Pour les accidents de grisou, la situation est
demeurée sensiblement stationnaire de 1850 à 1890. Mais,
depuis lors, elle s'est améhorée au-delà de tout ce qu'il
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DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS
S d'espérer. Comme il a été déjà dit, la pro-
morts n'est presque plus que la huitième par-
Li'elle était précédemment,
téméraire d'affirmer que le progrès est défi-
jt survenir encore, dans plus d'une houillère,
rible explosion de grisou faisant d'un seul coup
ombre de victimes. Le coefficient de risque
ant actuellement donné par la Statistique
)areil cas, fortement relevé. Mais il est permis
u'il s'abaissera, au contraire,
istration des Mines a, en eff'et, imposé, depuis un
bre d'années, aux exploitants des mines à grisou
ie de mesures de plus en plus précises en vue
les explosions. Ces mesures roncernent la venti-
Gjaleries et des chantiers, le jaugeage réguliè-
. du courant d'air et le dosage du grisou,
au moyen de lampes de sûreté, le remblaiement
es abandonnées, les précautions à prendre
lage des coups de mine, enfin et surtout Tem-
5if, dans les mines à grisou, des explosifs
L basse température, dont l'.invention est, pour
is, relativement récente. Ces explosifs sont
s par l'absence de tout élément combustible,
^drogène, oxyde de carbone, carbone solide,
oduits de leur détonation ; leur température de
calculée d'après les formules chimiques de
ances constitutives et les quantités de cha-
f'es, ne doit pas être supérieure à 1.900° C.
plosifs employés aux percements de rocher,
>° pour ceux employés dans les travaux en
ration de ces mesures se trouve dans le Règle-
sur la police des mines qui a été élaboré, en
ps qu'un projet de décret portant règlement
lice des mines, par une Commission spéciale
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 575
instituée, en 1893, par le Ministre des Travaux publics, et
dont l'application a été recommandée aux ingénieurs,
partout oCi les conditions de l'exploitation le justifieront,
par une circulaire ministérielle du 25 juillet 1895.
Les prescriptions à observer concernent les objets sui-
vants :
Travaux à ciel ouvert (clôtures, parapets) ;
Puits et galeries débouchant au jour et puits inté-
rieurs (dispositions générales, échelles, circulation par
les câbles) ;
Plans inclinés ;
Roulage en galeries ;
Machines d'extraction ; câbles ;
Aérage et éclairage;
Travail au chantier ;
Plans et registres ;
Explosifs;
Mesures spéciales aux mines à grisou (aérage et dispo-
sitions générales, éclairage, explosifs);
Mesures spéciales à des cas particuliers ;
Dispositions diverses.
Je ne puis que signaler ici, sans entrer dans plus de
détails, ce règlement-type, qui ne comprend pas moins de
440 articles rédigés en vue de prévenir les accidents de
toute sorte dont les mines sont le théâtre.
Son but a été de généraliser, en les unifiant, des pres-
criptions qui, pour la plupart, étaient déjà en vigueur
dans nombre d'exploitations. L'extension progressive de
-ces mesures de sécurité explique la diminution correspon-
dante des risques d'accidents non seulement par lé gri-
sou, mais encore par les coups de mine, par les ruptures
de câbles, les chutes dans les puits et les autres accidents
dont il me reste à commenter la statistique.
3** Les dangers des coups de mine sont relativement
faibles dans les houillères : la proportion des morts, pour
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576 DIMINUTION DES RISQUES d'aCCIDENTS
cette cause, s'est réduite de plus des deux tiers. Toutefois
la diminution des accidents do ce genre, dans lesquels
l'inexpérience des ouvriers joue un rôle prépondérant, n'a
pas été régulière; et Ton constate leur recrudescence dans
la période de 1891 à 1900. L'emploi des mèches dites de
sûreté, les précautions prises avant de les allumer, Tin-
terdiction de revenir sur les coups ratés, ont puissamment
contribué à restreindre les accidents occasionnés par les
coups de mine.
4° Les accidents survenus dans les puits accusent une
forte diminution. Ils donnaient lieu, toutes causes réunies,
à 13,14 tués par 10.000 ouvriers du fond pendant les
années 1850, 1853, 1857, et seulement à 2,52 tués pen-
dant la période 1891 k 1900. La réduction finale est de
plus des quatre cinquièmes.
Les dangers se sont surtout atténués en ce qui concerne
la rupture des câbles, chaînes, engins, catégorie d'acci-
dents dans laquelle la statistique comprend les chutes de
tonnes, d'objets, etc.. Les chutes des personnes, soit
depuis la surface, soit à des niveaux quelconques dans les
puits, qui forment la seconde catégorie, sont aussi devenues
beaucoup plus rares.
Les améliorations réalisées en vue de la sécurité ont
principalement consisté dans l'emploi des cages pour la
descente et la remonte du personnel, dans celui des para-
chutes, dans les essais <le résistance, la vérification jour-
nalière et le renouvellement plus fréquent des câbles,
dans l'adaptation de freins puissants aux machines
d'extraction, dans la pose de barrières aux abords des
puits et des recettes, dans la fermeture automatique
de ces barrières, sans pai-ler d'une série d'autres me-
sures préventives qui sont énumérées dans le règlement-
type.
5° Les autres accidents sont dus à l'asphyxie par des
gaz délétères autres que l'hydrogène carboné, notam-
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 577
ment par Tacido carbonique, aux inondations, à descauseï
diverses.
Ceux qui se sont produits dans le roulage, du fait de
l'exploitation des voies ferrées souterraines, figurent sépa-
rément dans une colonne du tableau pour les deux der-
nières périodes. Cette distinction a paru motivée par le
développement de plus en plus grand de ces voies ferrées
et par Vaccroissement corrélatif des dangers auxquels
est exposé le personnel employé au roulage souterrain.
Pour les. années antérieures, les accidents de cette
nature rentrent dans ceux de ravant-demière colonne du
tableau n^ 2.
Cette colonne comprend les ouvriers tués à la surface,
sauf pour les années 1850, 1853, 1857, où le renseigne-
ment fait défaut. Sans cette lacune, dans le tableau don-
nant la proportion des ouvriers tués par 10. (KX) ouvriers
du fond et du jour réunis, le nombre 2,93 serait rem-
placé par un nombre i)lus élevé, et il en serait de même
pour le total correspondant des ouvriers tués.
Pendant les deux dernières périodes décennales, les
accidents de surface ont été relevés d'une façon distincte
par les ingénieurs chargés d'établir la statistique, tandis
qu ils étaient confondus auparavant avec les accidents
souterrains dus k des causes diverses. Le nombre moyen
des ouvriers tués sur le carreau des mines, par 10.000 ou-
vriers du jour, a été de 5,05 de 1881 à 1890 et de 5,98
de 1891 à 1900. Ces nombres s'abaissent à 1,5 et à 1,7
respectivement, si l'on rapporte les morts à 10.000 ou-
vriers du fond et du jour réunis. D'après cela, au nombre
2,93 dont il vient d'être question, il serait logique de subs-
tituer environ 4,6.
D'autre part, en additionnant les nombres inscrits dans
les deux avant-dernières colonnes du même tableau, on
trouve 4,63 pour ravant-demière période décennale et
4,97 pour la dernière.
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578 DIMINUTION DES RISQUES d'aCîCIDENTS
On voit que les risques de mort afférents aux.
causes diverses, y compris le roiJage souterrain et le»
accidents à la surface, ne se sont pas sensiblement mo-
difiés.
Finalement, dans l'intervalle des cinq périodes consi-
dérées, c'est-à-dire en l'espace d'une quarantaine d'années,
la mortalité moyenne par accident^ dans les houillères-
françaises, s'est abaissée dans une proportion voisine de
celle de ^ à i.
Ici trouve place une observation de principe. On est
tenté, par une pente naturelle de l'esprit et à l'imitation
des statisticiens anglais, de chercher le rapport qui existe-
entre le nombre des mineurs tués et la quantité corres-
pondante de houille extraite annuellement. En comparant
de cette façon l'année 1850, oh il y a eu 122 ouvriers
tués, et l'année 1900, où l'on en a compté 230, on trouve
que, pour 1 mort, on a extrait environ 36.300 tonnes de
charbon en 1850 et 145.200 tonnes, soit quatre foisplus^
en 1900. Mais cette méthode ne me parait pas recom-
mandable pour l'étude des risques d'accident. Elle a, en
effet, l'inconvénient d'introduire dans la question un nou-
vel élément, le rendement annuel de l'ouvrier; et ce ren-
dement dépend de la constitution des gisements, de
l'épaisseur des couches de charbon, des conditions dans-
lesquelles se fait l'exploitation. Conséquemment les résul-
tats des calculs ne sont nullement comparables d'un bas-
sin à un autre, d'un pays à un autre.
En particulier, une statistique internationale des acci-
dents ne saurait avoir pour base rationnelle le montant
de la production houillère substitué au nombre des ouvriers,
employés dans les mines.
Qu'il me soit permis de rappeler, en terminant, une
indication générale, déduite des statistiques françaises et
étrangères, que je donnais dans mon Rapport présenté au
premier Congrès international des accidents du travail^
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DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 579
en 1889i En traitant des éléments du prix Je l'assurance y
je concluais comme il suit :
« Si Ton considère un nombre fixe d'ouvriers exerçant
la même profession, à condition que ce nombre soit con-
sidérable (100.000 par exemple), on constate une surpre-
nante régularité dans le nombre des accidents qui atteignent
ces ouvriers, chaque année, et dans celui des victimes^
des tués et des blessés. Sans doute, il se manifeste des
écarts, d'une année à la précédente ; mais les variations
que révèlent les statistiques, lorsque celles-ci sont exactes ^
sont, en général, d'ordre secondaire.
« Il résulte de là que les accidents, lors même qu'ils
semblent dus au pur hasard, sont régis par des lois mysté-
rieuses. Ils se produisent annuellement avec une fréquence
en quelque sorte fatale. C'est sur la fréquence des acci-
dents de même espèce que sont basées, comme chacun
sait, les assurances. Le principe de Isl constance des risques
pour une organisation déterminée du travail, dans chaque
branche de l'activité humaine, constitue la base fonda-
mentale des études théoriques relatives aux accidents.
« Toutefois les lois du hasard ne sont pas absolument
inflexibles. Dans toutes les industries où Ton s'appUque à
prévenir les dangers, où de bienfaisantes inventions se
répandent, où de salutaires prescriptions se midtiplient
en vue de mieux assurer la sécurité des personnes, on
voit les risques diminuer. L'emploi des lampes à treillis
métalliques et des ventilateurs dans les houillères infes-
tées de grisou, celui des signaux de protection, des
freins automoteurs, des appareils d'enclenchement sur
les chemins de fer, des soupapes de sûreté adaptées
aux chaudières à vapeur, des dispositifs si variés propres à
mettre les ouvriers à Tabri des outils et des organes de trans-
mission des machines en mouvement dans les établisse-
ments industriels de toute sorte, se traduisent dans les
statistiques, surtout dans les statistiques décennales, d'une
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> DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS
311 souvent obscure, indistincte quant aux causes, mais
5 apparente quant aux efTets, par une dimintition
iodique de la proportion des victimes. »
inintéressante et précieuse statistique des accidents
[•tels survenus dans les houillères françaises depuis 1833
tifie pleinement cette conclusion.
Paris, 10 avril 1902.
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ÉTODE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 581
CONTRIBUTION A L'ETUDE GEOLOGIQUE
GITES MINERAUX DE LA NORMANDIE
Par M. René MASSE, Ingénieur civil des Mines,
Ancien élève de l'École Polytechnique.
L'étude géologique des terrains normands m'a demie
rement conduit à des hypothèses et à des conchisions qu<
mes travaux postérieurs m'ont permis de vérifier et d(
compléter. J'ai cru devoir — sur le conseil de mes ancieni
maîtres — les résumer dans une note qui, peut-être, inté
ressera les lecteurs des Annales des Mines.
J'ai adopté pour cette note le plan qui m'a paru le plu
logique et le plus simple ; il peut se résumer ainsi :
I. — Que savait-on sur la géologie du Calvados e
quelles conclusions pratiques en avait-on tirées au suje
des gisements minéraux et notamment du fer?
IL — Quels éléments nouveaux les recherches entre
prises et les travaux faits ont-ils apportés ?
IIL — (Comment s'en trouvent modifiées ou confirmée
les susdites conclusions?
I
La basse Normandie et, en particulier, le Calvado
sont situés sur le bord ouest d'un vaste bassin qui couvre
en même temps qu'une partie de l'Angleterre, la plu
grande partie du Nord et du Nord-Ouest de la France e
qui s'étend des terrains primitifs du Bocage normand
ceux de la Lorraine.
Tome 1, 1902. 38
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582 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
La symétrie des roches qui forment les rivages de ce
bassin est bien connue. Peut-être y aurait-il lieu, se ser-
vant des analogies ^Taisemblables eu égard à cette dis-
position, d'étudier le faciès normand en se souvenant des
indications recueillies dans la partie Est du bassin? Mais
c'est là une question qui ne rentre pas dans le cadre de
cette note.
Aussi cette Normandie, où presque tous les âges géolo-
giques se trouvent représentés, a-t-elle été depuis déjà
longtemps un vaste champ d'études pour les géologues, et
de nombreux travaux de recherclies y furent-ils poussés.
Signalons, à cet égard, les recherches de houille faites
au commencement du siècle dernier vers Bayoux et dans
la Manche, malheureusement sans résultats bien appré-
ciables.
Ces recherches étaient rendues particulièrement sédui-
santes par Texistence du minerai de fer dans toute la
région ; la coexistence de ces deux sources de richesses
aurait à ce point transformé le pays et accru le domaine
industriel de la France qu'on conçoit les efforts qui ont
été faits dans ce sens.
Le minerai de fer, lui, était au contraire bien connu et
les difficultés de transport, la non-utilisation sur place,
ont seules empêché, je pense, qu'il soit plus activement
recherché et exploité.
De Caumont, dans son Essai sur la Topographie géo-
gnostique du département du Calvados^ i8S5j signale la
présence du minerai de fer dans le silurien normand, à
Urville, à la Ferrière-aux-Étangs, à Saint-Martin-des-
Besaces, à Orbigny, etc.
« En ces points, dit-il, Tancien grès rouge, « grès
« armoricain' », se charge tellement d'oxyde de fer qu'il
forme des roches de minerai brun ou rouge. »
Blavier, dans ses Études géologiques sur le départe-
ment de fO)7ie^ i84S^ le signale de même dans les termes
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^# -^^■:>'
DE LA NORMANDIE 583
suivants, qui ne laissent aucun doute sur la nature silu-
rienne des gisements ni sur leurs emplacements :
(c II est une autre roche qui, en plusieurs endroits du
département, accompagne ce grès quartzeux (grès armo-
ricain) et nous semble lié à sa formation; c'est une couche
de fer oxydé rouge ou brun qui existe au contact avec le
quartz grenu dans la forêt de Saint-Clair d'Hallouze, à la
Ferrière-aux-Étangs et au Chatelier, trois communes de
Tarrondissement de Domfront, »
Harlé, dans son Aperçu de la coiistittition géologique
du Calvados, 1853, signale de même la présence du mi-
nerai à Urville et reconnaît la discordance du cambrien
et du silurien.
Beaucoup plus récemment, M. l'Ingénieur en chef Le
Cornu, dans ses nombreuses et remarquables études sur le
Silttrie/i des Vallées de TOrne et de rOdon, de la Brèche-
au Diable, de Falaise, etc., etc, {1887 à 1891), signale la
présence du minerai à Urvillo, à Saint-Germain-le- Vas-
son, à Jurques, à Bény-le-Bocage, etc. ; il décrit en détail
le gisement de Saint- Rémy; enfin, entrant plus avant
dans la question, il reconnaît Tisodinal de May-Saint-
André, signale le synclinal de Perrières, les deux syncli-
naux et Tanticlinal de Falaise.
Des recherches, des études, dont je n'ai pu indiquer
ici et très rapidement que les principales, résultait la
certitude d'un gisement de fer dans le silurien normand,
gisement paraissant situé au contact des grès armoricains
du mur, et dont Tallure — identique à celle des roches
encaissantes — participait des plissements dont M. Le
Cornu esquisse, dans une dea notes précitées, la théorie
provisoire et le schéma.
Voilà quel fut \q point de départ de mes travaux, dont
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584 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
le but était d*étudier le synclinal de Perrières et d'y
retrouver, vers TEst, la couche d'Urville et de Saint-Ger-
main-le-Vasson.
Seuls quelques affleurements de grès indiquaient Tallure
générale du synclinal par les traces discontinues, tantôt
du toit, tantôt du mur, des schistes à Calymènes que
nous avons reconnu, par la suite, être contemporains de
la formation ferrugineuse. Tout le bassin était recouvert
par des terrains jurassiques dont Fépaisseur variait de
5 à 30 mètres environ ; enfin, un niveau hydrostatique
mal connu venait compliquer la question.
C'est dans ces conditions, et après de nombreuses et
minutieuses visites sur le terrain, que furent entrepris,
dès avril 1900, les travaux de recherches dont je vais
maintenant indiquer rapidement la nature et les résultats.
II
M. Le Cornu a décrit le synclinal de Perrières :
« Les formations siluriennes (grès armoricains S', schistes
à Calymènes S^ et grès de May S^) reposent en discor-
dance sur les formations cambriennes, le tout recouvert
parles formations jurassiques. Deux vallées, celles de la
Laize et du Laizon, mettent à nu les formations siluriennes
oi dévoilent même Texistence, dans la vallée de la Laize,
d'une couche de minerai de fer. »
Ajoutons de suite que ce minerai affleure aussi dans la
vallée du Laizon, à la Brèche-au-Diable, où l'on voit un
petit affleurement d'hématite brune.
Précisons la forme de ce synclinal; représentons-le par
l'affleurement des terrains anciens sous le jurassique sup-
posé enlevé. En suivant Taffleurement des grès armori-
cains, en en notant la direction et le pendage et en prenant
la moyenne d'un grand nombre de mesures, nous avons pu
établir le tracé représenté par la fig. 1.
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DE LA NORMANDIE 585
o
0
c
C/3
2
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ETUDE GEOLOGIQUE DES GITES MINERAUX
voyons que, vers TEst, l'affleurement présente
ints dmllexion (l'un vers Sassy, Tautre versOlen-
un point anguleux vers Perrières.
Tensenible, en faisant abstraction de ces trois
articuliers, nous constatons : que le pendage du
ent Nord est très élevé et qu'il varie de 80 à 95"*,
u du relèvement Sud est moindre et compris
> et 50\
•Gouva.
FiG. 2.
is des coupes telles que celles indiquées par AB,
GH sur layî^. 2. Si nous traçons les coupes trans-
du pli d'après les pendagcs et le sentiment de la
té, nous avons les coupes ci-jointes {fig, 3) tracées
îttant une allure en fond de bateau,
rquons que la flèche serait alors de 1.200 mètres
versOuilly-le-Tesson, de 650 mètres sur les com-
le Sassy et d'Olendon, et que la coupe longitudi-
doit présenter un point d'inflexion, tout comme
3S d'affleurement.
is aussi que rien ne prouve que nous ayons en pro-
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DE LA NORMANDIE
587
fondeur cette allure en fond de bateau et qu'il se peut que
nous ayons une allure en plateure avec, par conséquent,
des flèches beaucoup moindres.
. }n^.
Coupe AB
Coupe GH Coupe CD
iH »D
Coupe EF
FiG. 3.
Ainsi à TEst le synclinal se termine, se ferme, par Taf-
fleurement des grès armoricains, ces grès changeant peu
à peu de direction, tournant toujours d'une façon continue,
jamais brusquement, sauf naturellement au point angu-
leux de Perrières.
L'extrémité Ouest du synclinal est moins nette, perdue
qu'elle est dans la forêt de Cinglais.
Nous pensons pourtant qu'il doit se terminer comme à
l'Est, ou, du moins, d'une façon analogue, et qu'il ne s'ar-
rête pas brusquement.
En effet, si nous considérons {fig. 2) les couches au mur
des grès armoricains (les schistes verts et pourprés S*, les
conglomérats pourprés S^ et même les phyllades X), nous
constatons que ces couches, à partir de Bretteville-sur-
Laize, changent peu à peu de direction, passent au Sud de
Fresnay-le-Puceux, à Boulon, à Saint-Laurent-du-Coudel
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588 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
et ont complètement tom'né aux Moutiers-en-Cinglais ;
qu'elles affleurent, en somme, comme à Perrières, les
grès armoricains.
Par suite, ces mêmes grès peuvent très bien, quoique
cachés par les assises de Toolithe inférieure (bajocien) et
le diluvium de la forêt de Cinglais, avoir, vers TOuest,
l'allure des couches sous-jacentes et tourner après Outre-
Laize pour venir rejoindre les grès affleurants à Bar-
berv.
TRAVAUX DE RECHERCHES.
Nos recherches ont eu lieu sur la partie Est du syncli-
nal. Elles ont été faites en cinq points :
Deux sur le relèvement Nord ; deux sm* le relèvement
Sud ; une à l'extrémité même du synclinal, soit, pour
préciser :
1° Au hameau d'Assy, sur la commune d'Ôuilly-le-
Tesson ;
2** Au lieu dit les Feugles, sur la commune de Sassy ;
3"* Vers la Brèche-au-Diable, sur la commune de Sou-
mont-Saint-Quentin ;
4"* Près du village d'Olendon ;
5° Au hameau du Breuil, sur la commune de Perrières.
1" Nos travaux comprenaient au hameau d'Assy un
travers-bancs de 57 mètres placé sur la rive gauche du
Laizon(Voir les coupes, fig, 4 et 5).
Ce travers-bancs rencontre d'abord un petit dépôt de*
minerai d'alluvion, puis du calcaire du bathonien moyen ;
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DE LA NORMANDIE 589
il atteint ensuite les terrains primaires représentés par la
3
a.
a*
o
couche de minerai, dont le pendage est ici de 80°. Cette
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590 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
couche de minerai a 6", 10 de puissance et est formée
d'hématite rouge.
Au mur se trouvent quelques petits bancs de grès alter-
nant avec de petits bancs d'argile blanche, rouge parfois
et par places seulement. Ensuite le travers-bancs trouve
des schistes à Calymènes présentant, jusqu'aux grès à Bilo-
bites, différents aspects : ce sont des argiles blanches, des
argiles schisteuses plus ou moins dures, grises, rouges,
noires. Enfin, apparaissent des bancs d'argile diminuant
de plus en plus, lorsqu'on approche des grès armoricains.
Le mur du minerai se trouve à 39 mètres en puissance
du toit des grès armoricains.
Il y a lieu de faire ici une remarque : à l'ouverture du
travers-bancs, sous une faible couche d'argile très irrégu-
lière, se trouve un dépôt d'ail uvion argileux et riche en
morceaux de minerai. Ce dépôt se trouve au-dessus du
bathonien moyen ; nous y avons trouvé des morceaux de
calcaire contenant des Rhynchonelles ; ce dépôt est donc
postérieur au jurassique et peut être considéré comme le
résultat de l'érosion du minerai silurien, érosion pouvant
avoir eu lieu à Tépoque tertiaire.
Ce même dépôt se retrouve aussi à la Brèche-au-Diable,
mais alors inclus entre des argiles d'alluvion, argiles repo-
sant sur les schistes à Caly mènes.
Outre le minerai primaire, il existe donc bien, dans la
vallée du Laizon, comme d'ailleurs dans celle de la Laize,
des dépôts de minerai tertiaire qui semblent avoir le pre-
mier comme origine.
Ajoutons que ces dépôts, argileux, irréguliers, peu
étendus, paraissent inexploitables.
2* Sur Sassi/j au lieu dit les Feugles, un puits de
18 mètres a traversé le bathonien moyen, le bathonien
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DE LA NORMANDIE 591
inférieur et un banc sableux représentant ici le bajocien ;
il a trouvé alors Taffleurenient du minerai et une nappe
d'eau [fig. 6).
Fio. 6. — Coupe des travaux de Feugles.
Un travers-bancs reconnut ensuite la couche de
6 mètres de puissance formée d'hématite rouge et d un
peu de limonite.
Au mur du minerai existent encore les petits bancs de
grès et d'argile alternés.
Nous avons en ce point continué les travaux en vue
d'une étude des niveaux hydrostatiques.
Ici, au toit du minerai, se trouvent des calcaires, et la
nappe d'eau est à 18 mètres ; au mur se trouvent des
argiles.
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GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
mes amorcé un peu au-dessus de ce niveau
ontalement dans ces argiles ; de Teau ne
nter, ce qui permit de conclure à Texis-
re nappe d'eau, à un niveau un peu supé-
le la précédente, ce que des sondages
me ici, entre les grès de May et les grès
reposant sur les schistes à Calymènes^
au séparées par la crête du minerai. Cela
, en d'autres points, ces deux nappes
unies en une seule, tout dépendant de la
rande proéminence de cette crête,
er cette étude, nous avons foncé un bure
profondeur au mur de la couche ; il fut
vers-bancs devant la recouper. L'eau arriva
fissures par les plans de stratification des
ses et, enfin, jaillit dans un sondage fait
B et atteignant le minerai,
lécessaire, pour Texploitation en profon-
une certaine épaisseur de Taffleurement
éviter autant que possible le passage par
ppes d'eau à Tintérieurde la mine.
t'Saint-Quentin^ nos travaux utiles ont
7, 8, 9) : une descenderie sur la rive
son nous donnant des indications sur le
tesàCalymènes avec les grès àBilobites.
ts bancs alternés de grès et d'argile, qui
ment les contacts de ces deux formations
lèvements Nord et Sud (Voir PI. XIII) ;
ersant la couche de minerai et la recou-
!S de profondeur [fiQ. 8).
orme d'hématite rouge et brune et de
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DE LA NORMANDIE
593
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h ETUDE GEOLOGIQUE DES GITES MINERAUX
onite est assez argileux à cet affleurement ; il a aussi
lètres de puissance, et, au mur, on retrouve les petits
icsde grès et dargile alternés. La «listance du mur de
lerai au toit des grès armoricains est de 40 mètres
iron.
** A Olendon [fig, 10), un puits de 25 mètres a ren-
tré les calcaires du baihonien moyen et inférieur. A
le profondeur on trouve le niveau hydrostatique.
Fi(i. 10. — Coupe des travaux d'Olendon.
[n travers-bancs horizontal, au-dessus de la nappe
iU, poussé d'abord dans le bathonien moyen, trouve
lite des bancs montant peu à peu, puis arrive aux
aires et aux argiles liasiques à Hildoceras bifrom.
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DE LA NORMANDIE 595
Dans cette région, les grès armoricains semblent être
recouverts par une vingtaine de mètres de bathonien,
les grès de May affleurent à peine. Les couches juras-
siques ne sont pas absolument horizontales, le plisse-
ment hercynien a affecté principalement le primaire; mais
les mouvements postérieurs qui en furent la continuation
atténuée (afTaissements, resserrements, etc.) affectèrent
aussi le jurassique, de sorte qu'il forme des plis avec des
synclinaux et des anticlinaux, il est vrai peu prononcés,
mais existant réellement.
Outre ces plis, il en existe d'autres. Nos travaux
d'Assy et de Perrières nous ont permis de constater le
fait suivant : les couches de calcaire, qui se relèvent un
peu en arrivant au contact des grès armoricains, se
relèvent aussi au contact de la couche de minerai et
forment un petit anticlinal. Le minerai, plus résistant que
les argiles qui rencaissent, semble avoir fait crête sous
rassise jurassique.
Ce petit anticlinal jurassique peut môme se suivre à la
surface du sol, si Ton fait abstraction des vallées actuelles,
c'est-à-dire ici de tout ce qui pourrait être dû à une éro-
sion postérieure aux dépôts jurassiques. En résumé, le
secondaire est plissé; ses plissements suivent les pHsse-
ments du silurien et, en outre, un léger anticlinal carac-
térise la crête du minerai et peut se suivre presque partout.
Ces considérations nous ont guidé et, lorsque le travers-
bancs, commencé dans des bancs calcaires légèrement plon-
geants versle Nord, les a trouvés d'abord horizontaux, puis
relevés et laissant apparaître un anticlinal de lias, six son-
dages furent faits : quatre atteignirent l'affleurement du
minerai, qui se trouva ainsi défini [fig, 10).
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'^T^
ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
derrières, au hameau du Breuil, les travaux exé-
'^. H et 12) comprenaient :
PuiUN'S
>>^^
Fio. 11. — Coupe du puits du Breuil.
[lescendene et divers puits qui nous ont donné la
exacte du toit des grès armoricains ;
;ç po
^ïi ;>;
.JtPQ.
"Grcs
"armoncaiTis
Fir.. 12. — Coupe des travaux du Breuil.
uits traversant les calcaires du bathonien et attei-
e niveau hydrostatique; un sondage qui reconnut
stes à Calvinènes.
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DE LA NOKMANBIE 59
CoÉ) travaux avaient été effectué* avec les première
•données qui nous faisaient cherclier le minerai au eanta<
<ie8 grès armoricaimi.
Un nouveau puits tombant sur les grès armoricains uoi
permit de déterminer le point anguleux de Perrières. L
variation brusque de «lirection est de So*" ; le pendage si]
le reièvement Nord est voisin de 90*; sur le relèvemer
E&t, il estde 35^
Nos travaux eu ce point ont, dès lors, été déplacés u
peu au Sud, où des sondages ^t des puits nous donnèrer
un affleurement de minerai raailieureusement presqu
.totalement couvert par les eaux.
ni
Voyons maintenant quelles conclusions ou quelles pré
somptions se peuvent déduire des faits précédemmou
■exposés. Et, tout d'abord, résumons-les brièvement.
Une coupe N.20''E. par nos travaux de la Brèche-au
Diabie et d'Assy (PI. XIII)^ et une autre par nos travau
•d'Olendon et de Sassy (PI. XIII), montrent Tidentité de
"dépôts sur les relèvements Nord et Sud du synclinal.
Nos travaux ont donc défini une couche de minera
<iomposée principalement d'hématite rouge avec un pe
d'hématite brune et de limonite,.ceK deux derniers corp
pouvant 6tre considérés comme une tnmsiformation d*
l'hématite rouge par les agents atmosphériques et sem
blant devoii* dispai'aitre en profondeur.
Il est vrai qu'en profondeur l'hématite rouge peut dis
paraître aussi et être remplacée — comme à la Ferrièr
— par du carbonate. Jo no crois cependant pas qu'il ei
soit ainsi à rextrémité Est du synclinal, et je pense phi
tôt que, connue à Saint-Rémy et pour les mêmes raisons
nous aurons là de l'hématito en profondeur. L'avenir non
tixera sur ce point.
Tome I, 1902. 39
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î'^ww
598 ÉTUDE GÉÇLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX
Cette couche s'étendrait dans le synclinal de Perrières
et formerait une cuvette de près de 20 kilomètres de lon-
gueur, de 4 kilomètres de largeur, et dont le fond pourrait
atteindre une profondeur de 1.200 mètres environ.
Retenons, en outre, que cette couche de minerai est
intercalée dans les schistes à Calymènes, qu'elle se trouve
à environ 40 mètres des grès armoricains et, enfin, que
les schistes à Calymènes (autant que les travaux effectués
permettent d'en juger) ne semblent pas se présenter ici^
corameàSaint-Rémy, à May, etc., sous forme de schistes,
durs, mais sous forme d'argiles diversement colorées^
devenant scliisteuses par places et notamment dans le voi-
sinage des grès à Bilobit'es.
Le silurien normand forme de longs bassins étroits dont
la direction est à peu près parallèle à la direction armo-
ricaine N.llO^E.
Des coupes N.20"E. normales à cette direction et pas-
sant Tune par Falaise et l'autre par Caen (PL XIY et XV)
montrent la superposition des terrains primitifs, primaires
et secondaires, en Normandie, particulièrement dans le
Calvados. On voit que les dépôts jurassiques se sont dis-
posés en transgression sur le primaire et qu'ils plongent
dans l'ensemble vers le N.N.E.
Ces coupes indiquent, en outre, la situation relative des
diverses cuvettes siluriennes : de May, de Perrières, de
Falaise et de la Ferrière-aux-Étangs.
Cette situation est mise en lumière plus complètement
encore par les coupes N.S. (^y. 43, 14, 15, 16), faites
par 3% 2" 90, 2^80 et 2'»70 de longitude Ouest.
Toutes ces coupes permettent de relier entre eux les
différents pUs siluriens, de préjuger leur allure géné-
rale et, par conséquent, de prévoir le prolongement —
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DE LA NORMANDIE 599
SOUS les terrains les plus récents — des synclinaux
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actuellement connus.
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OLOGIQUE DES GITES MINERAUX
Lif de ces coupes et les constatations
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>ii(luit à un certain nombre de conclu-
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0B LA NORMANWE 601
sions que nous alioas signaler en remarquant tout d'aboni
que la profondeur des plis semble augmenter du Sud au
Nord, ce qui concorde bien avec la transgression des lor-
rains secondaires observés plus haut.
A Maj-, la partie renversée de l'isoclinal (PI. XV) est
moins puissante que la fraction correspondante de la par-
tie Sud. C'est un fait sur lequel tout le monde est d'accord :
les explications qui en sont données diffèrent seules.
Quant à nous, nous nous demandons s*il n'y aurait pas là
simplement un laminage des couches dû au plissement ;
ce fait n'est pas rare dans les plis alpins et amène même
parfois la suppression des couches.
Comme nous Tavons dit déjà poin* ]e synclinal de Per-
rières, nous pensons que Tisoclinal de May se ferme aussi
à l'Est, vers Fontenay-le-Marmîon :on constate, en effet,
que les schistes verts et pourprés tournent en ce point,
donnant ainsi l'indication d'une allure qui peut bien être
aussi celle des grès siluriens.
Dans le massif de Falaise, on constate l'existence de
deux synclinaux séparés par un anticlinal. Ces forma-
tions siluriennes partent de Viliedieu-lès-Bailleul et
s'étendent à l'Ouest, en passant pcir Falaise, Saint-Rémy,
Coutances, etc.
Nous nous expliquons la forme extérieure apparente
d'un pareil massif par le simple jeu des érosions. Consi-
dérons, en effet, un ensemble formé de deux synclinaux et
d'un anticlinal [fig. 17), allure que nous rencontrons
d'ailleurs, en pratique, vers Falaise et à Saint-Rémy
(PI. XIV et XV), et, supposant à cet ensemble l'aspect
primitif de la fig. 17, voyons celui que lui peuvent donner
les érosion» suivant leur importance et leur direction.
Si nous admettons que les érosions aient enlevé tout ce
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DE LA NOK&fANDIB
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«)04
ETUDE GEOLOaiQCE DES GITE» MINERAUX
aspects que Ton constate actuellement aux trois points^
considérés et que résume la fig, 19 (extraits de la carte
géologfique au 1/80.000, fouille de Falaise).
Si donc on tient compte de ce fait que les érosions se
sont produites (et se produisent encore) suivant des direc-
tions éminemment variables d'un point à un autre, on
pourra expliquer ainsi un aspect géologique quelconque ;
par exemple, la ligne d'érosion KLMN nous donnera
exactement Taspect de Saint-Rémy [fig. 20), qui serait
Vu,. 21.
dailleurs expliqué de môme par riiypothèse d'une éro-
sion horizontale s'exerçant sur un pli ayant en cette^
région le profil de la ^^. 21 .
Les choses ont-elles pu se passer ainsi dans la réalité
des faits ? Je n'hésite pas à le penser, car, d'une part,.
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L^i^
DE LA NORMANDIE
Taspect des pH«, leur allure, changent tout le loi
leur direction et, d'autre part, les érosions se
duisent, selon les points, suivant des xones différent
bien qu'on pwirra toujours, en un point détenmné, re
tituer pour le ou les plis une forme telle que, soun
une érosion déterminée, elle ait laissé comme ré
une succession connue et constatée de terrains.
Ainsi s'expliqueraient aisément une grande parti
aspects actuellement constatés en Normandie sauf
soit besoin d'avoir recours aux multiples failles dir(
dont l'emploi est si commode qu'on peut craindre
tenté de les faire trop facilement et trop sourent
venir : les phénomènes natirrels, en flehors de ce
cataclysmes, ont généralement, au contraire, une cei
continuité.
Je ne dis pas — notons-le bien — que la théorie i
présente puisse et doive toirt expliquer. Je suis d's
moins exclusif à cet égard que c'est justement k Te
quasi exclusif des failles directes que je crois (levoir
quelques objections.
En somme, je veux dire seulement qu'en dehoi
failles directes (il y en a bien certainement, et quel
unes sont évidentes) d'autres causes peuvent exp
les aspects géologiques actuels.
Quelle idée peut-on se faire maintenant de la forn
des bassins siluriens normands ?
Ou sait d'abord qu'au-dessus des roches primiti
du cacûbrien déjà plissés sont venus se déposer les a
siluriennes proprement dites, de sorte qu'il n'es
surprenant de voir les grès à Bilobites reposer en d
dance soit sur les schistes verts et pourprés {co q
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nNERATJX
— sur les conglo-
les granités,
loricains reposent
ir les granités, et
»riennes ont atta-
i lies terrains an-
préciscr mainte-
siluriens proprc-
t-Rémy, la couche
lètres à 2", 50, se
noricains et que,
; les grès du mur
synclinal de Per-
eint 6 mètres est
40 mètres d'ar-
solue des schistes
^s à May, à Saint-
linaldePerrières.
1 cambrien s'est
ilurieus, formant
irtie basse aurait
liai de Perrières
uivante :
nés, iléjk légère-
li avaient surtout
té plus ou moins
nené les eaux si-
issement s'étant
premiers dépôts
nous constatons
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DE LA NORMANDIE
6(
aujourd'hui. A cet affaissement (précurseur ordinaire d
plissements) a succédé le plissement hercynien, qui
émerger les anticlinaux actuels, qui — par la suite •
s'érodèrent plus ou moins pendant que les synclinaux
comblaient, grâce aux apports dévoniens, puis carbor
Falaise
Fio. 22.
fères. Un soulèvement postérieur permit enfin à ui
érosion active de donner au silurien Taspect qu'il a ai
jourd'hui. Un nouvel affaissement du silurien a perm
les dépôts secondaires, qui forment Textrémité S.-O. (
bassin parisien et vont en digressant sur le primaire ve
le N.-E. Ces couches secondaires ont ensuite été légèn
ment plissées par un resserrement des plis hercyniens.
De cette compréhension de la formation silm'ienne e
Normandie, du principe de continuité, de Tapprojondiss^
ment des synclinaux vers le Nord, on peut tirer quelque
conclusions dont on peut espérer la vérification ultérieur
grâce aux recherches qui seront faites dans Tavenir.
Il existe vraisemblablement au Nord et à l'Est de Pe
rières d'autres synclinaux siluriens. Ces synclinal
doivent contenir aussi du minerai de fer contempora;
des schistes à Calymènes; il est possible, enfin, que, dai
certains d'entre eux, le carbonifère ait été plus ou moii
respecté par les érosions, mais sans qu'on puisse dii
sous quelle forme il se présentera.
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RECHEROHKS SCR LES ACIERS AU NICKEL
RECHERCHES
ACIERS AU NICKEL A HAUTES TENEU:
Par M. L. DUMAS, ingénieur des Arts et Manufactures,
Ingénieur-(-onseil, Ancien Chef du Service métallurgique de ia Soi
de Conimentrv-FourctiamJïault «t DerareviBe.
NOTE ADDITIONNELLE.
Ayant été amené à taire sur les acierj* de nouvelles
périences par immersion dans Tair liquide, il nous paj
intéressant, comme complément à ce que nous avons
précédemment (*), de rendre compte des effets prodi
par cette immersion sur les propriétés mécaniques (
aciers qui subissent la transformation réversible à i
température inférieiu'e à la température ordinaire, et
transformation irréversible à une température infériei
à celle de la neige carbojiique ou très voisine de ce
température.
Nous avons pu faire cette constatation sur les échan
Ions des coulées (71) et '76). Quatre éprouvettes, pr(
vées dans la même barre, ont été essayées à la tractic
deux d'entre elles ont été ti'empées à 900**. Une éprouve
non trempée et une éprouvette trempée de chaque cou
ont été immergées dims Tair liqui<le. Le tableau XIII
donne comparativonient les résultats obtenus.
,*) Voir aupru, p. I2fi.
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■v^frr t*rM. ^^içpn5n«^^"
BULLETIN
BULLETIN.
LES SOURCES DE PÉTROLE DE L'ASIE (
L'attention a été attirée depuis quelque te
de pétrole du district de Ferghana. Toute cett
couches de naphte, que signalent des éman
ou moins fortes. Lliuile minérale y est g^
pagnée d'une masse noire bitumineuse qui p(
la production de Tasphalte et qui est déjà
mesure assez importante.
Les dépôts les plus riches se trouvent prir
district d'Andidjan, le long de la rivière ^
dans celui de Marguelan (dépôts de Tchimi
sont exploités depuis Tété de 1901 au mo^
vapeur. Les dépôts de Tchimione, situés
mètres de la ville de Marguelan et à 20 ]
novskaïa, station du chemin de fer de TA
être exploités à une époque très reculée, car
vestiges de puits auxquels les indigènes attr
chinoise. Peu de temps' après l'occupation
ghana, des puits de 20 à 25 mètres de prc
largeur furent pratiqués et produisirent
1.600 kilogrammes d'huile minérale parjou
production, soumise à une distillation 1
employée à l'éclairage de la ville de Margue
domestiques. I/absence de moyens de tram
de capitaux obligèrent les exploitants à s'a
les sources dont il s'agit tombèrent pour ain
Mais depuis 1898 la construction du chemi
cande à Andidjan ramena dans ces régions
veau mouvement. Quelques ingénieurs du c
ressèrent à cette question , et leurs essais fi
résultats si favorables qu'ils résolurent d
l'extraction par des moyens mécaniques. Un
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Tthsiitze iiber beslimmte lulegrale.
ycr. Akad. d. Wiss.) lii-8°, p. 9i-112
)f,50.
. — Enipirische Unlersucliung iiber
T=n
orelischen Funclion a(?i) — ^^^(a:)
x=l
is 500.000. (Kxtr. des Sitzwu/sber. d.
50 p. av. \ pi. Vienne, C. Gerold's
îcben Wissenscbaften mit Einschluss
d. Analysis. 2. Tl. Ked. v. H, Burk-
Leipzig, B. G. Teubner. 6^,50.
Variation der einfaclien Intégrale.
Izuncjber. d. k. Akad. d.Wiss.) In-8<*,
obiî. tf,50.
ersucbe zur Mechanik der festen u.
n Anbang iiber das absolute Maass-
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pzig, B. G. Teubner. 2^,50.
ril9.Jahrh. Einakadem. Festvorlrag.
nbardt. 1 fr.
losbare Gruppen. IV. V. (Exlr. des
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des p od. p -{- \. — Ùber primitive
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{ A- X
Hammer (E ). — Secbsstellige Tafel der Werte log. 10 ^' Fur
jeden Wert des Arguments log. x von 3.0 — 10 bis 9.99000 — 10.
(Vom Argument 9.99000 — 10 an bis 9.999700 — iO sind die
i 4- X
^^g 1 ^^^ nocb fiinfstellig angegeben, v. dort an vier-
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.*2i8 fig. el 1 pi. Wiesbaden,
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T.
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er Bauwerke, als Anh. zu des
liitslehre ». 2. unverând. Aufi.
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ier elektrischen Hoch- u. Unter-
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0',80.
Valdisrrra (E.). — La respoi
tri di fronte ai viggiatori ;
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A. (iaragnani e figli, In-8«
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Valtellina Inferiore : troi
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TABI
TABLE
DU
MINÉRJ
Contribution à Tétude géc
Normandie ; par M. Ren
EXPLOITATION Di
Le gisement de minerai
par M. François Villain .
(Suite et fin)
Diminution des risques d'
çaises depuis 1833 ; par
GHIMI
Recherches sur les acierî
M. L. Dumas
(Suite et fin)
Note additionnelle 609
MiCANlQUE. — MACHINES.
Revue de la construction des machines en Tan 1900; par
M. Ed. Sauvage (Suite) 70
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Couches gnse jaune etrouge calcaireuses
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Octobre 1902. — ANNONCES DES ANNALES DES MINES \
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iiciMCC ) * Paulilles, près Port-vendres (Pj
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Dynamite-Gomme^ pour roches très dures. — Dynamitel **• * guhr, n* 1 gélatiniê
n* i à V ammoniaque f pour rocher dures. — Dynamite, n* 0, pour travaux sous l*eau. -
Dynamites, n^ 2 e< n* 3, pour terra' is moins résistants.
Explosifs spéoiauz pour charbonnages grisonteux (Décret di 1" loit 1890)
Grisoutine^omme pour travaux au rocher. — Grisoutine B pour travtux Ctans M
charbon.
Mèches de mineurs. — Cxipsules pour Dynamite. — Amorces , Câbles , Fils et Appareik
éUetriques pour sautage des n ines. — Marmites suédoises ou Seaux à dégeler la Dyr/imitê,
La Copraspondanoe doit 6tr« adressée au SIÈQE SOCIAL
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