J A N V I E R LA H O U I L L E B L A N C H E 5
d é c i s i o n a été m a i n t e n u e p a r l a C o u r d e C a s s a t i o n le n a o û t 1897.
D e u x i n d u s t r i e l s , D e l a c r o i x et D u v e r g e r , p r e n n e n t e n c o m - m u n u n b r e v e t d ' i n v e n t i o n p o u r u n e m a c h i n e n o u v e l l e , et p a s s e n t u n e c o n v e n t i o n a u x t e r m e s d e l a q u e l l e D e l a c r o i x a d r o i t à 5 o . % des bénéfices réalisés p a r D u v e r g e r d a n s F e m p l o i d e l a m a c h i n e .
D u v e r g e r r e f u s e , à u n m o m e n t d o n n é , d e p a y e r la p a r t d e bénéfices r e v e n a n t à D e l a c r o i x ; D e l a c r o i x fait saisir la m a c h i n e d a n s les ateliers de D u v e r g e r et e x e r c e des p o u r - s u i t e s en c o n t r e f a ç o n .
La C o u r de R o u e n d é b o u t e D e l a c r o i x de sa p o u r s u i t e en c o n t r e f a ç o n d a n s les t e r m e s s u i v a n t s :
« A t t e n d u q u ' e n a d m e t t a n t m ê m e q u e D u v e r g e r fasse u s a g e des m o y e n s b r e v e t é s , s a n s t e n i r c o m p t e à D e l a c r o i x des r e d e v a n c e s p r o m i s e s , cette v i o l a t i o n d u c o n t r a t n e s a u - r a i t à a u c u n p o i n t - d e v u e , c o n s t i t u e r la c o n t r e f a ç o n .
( ( A t t e n d u , e n effet,.que tout manquement au contrat d'ex- ploitation du brevet ne transforme pas nécessairement le co- propriétaire du brevet, ou même le cessionnaire, en contre- facteur ; alors s u r t o u t q u ' i l n ' a p a s cessé d ' e x p l o i t e r d a n s le p é r i m è t r e p r é v u p a r la c o n v e n t i o n , et q u e , n o t a m m e n t , le fait de n e pas a c q u i t t e r les r e d e v a n c e s l é g i t i m e m e n t d u e s , n e p e u t ê t r e a s s i m i l é à la c o n t r e f a ç o n q u i est u n d é l i t , et q u i n e p e u t pas ê t r e é t e n d u e p a r v o i e d ' a n a l o g i e , et q u ' e n définitive, il n ' e s t pas a d m i s s i b l e q u e l ' a c t i o n e n c o n t r e f a ç o n p u i s s e ê t r e m i s e en m o u v e m e n t p o u r faire r e s p e c t e r u n c o n t r a t q u i a e u p o u r o b j e t l ' e x p l o i t a t i o n d ' u n b r e v e t d ' i n - v e n t i o n ».
D é b o u t é de sa d e m a n d e , D e l a c r o i x f o r m a u n p o u r v o i en c a s s a t i o n , r e j e t é p a r la C h a m b r e des r e q u ê t e s le 11 août
1897 :
<( A t t e n d u , d i t la C o u r , q u e l ' a r r ê t a t t a q u é a d é c i d é q u e , e n a d m e t t a n t q u e D u v e r g e r e û t r é e l l e m e n t e m p l o y é les p r o - cédés b r e v e t é s , q u ' i l p e u t p a r s u i t e d e v o i r des d o m m a g e s - i n t é r ê t s à D e l a c r o i x , il n e d e v a i t p a s . n é a n m o i n s ê t r e d é c l a r é c o n t r e f a c t e u r et c o n d a m n é à ce t i t r e à des d o m m a g e s - i n t é - r ê t s , q u e c e t t e d é c i s i o n est j u r i d i q u e .
(( Q u ' e n effet, l ' u n des t i t u l a i r e s d ' u n b r e v e t , e n e m p l o y a n t les m o y e n s , et p r o c é d é s b r e v e t é s , n e fait q u ' u s e r d e la fa- c u l t é q u ' i l t i e n t d u b r e v e t .
« Q u ' o n n e s a u r a i t a d m e t t r e q u ' i l p u i s s e d e v e n i r le c o n t r e - f a c t e u r d e s o n p r o p r e b r e v e t ; q u e s'il n e t i e n t p a s c o m p t e à ses c o p r o p r i é t a i r e s des r e d e v a n c e s p a r l u i p r o m i s e s , ce fait, s u s c e p t i b l e d e d o n n e r l i e u à des p o u r s u i t e s p o u r i n e x é - c u t i o n d u c o n t r a t , n e s a u r a i t c o n s t i t u e r u n d é l i t d e c o n t r e - façon ».
Le c é d a n t n ' e s t p a s d é s a r m é vis-à-vis d u c e s s i o n n a i r e : il p e u t d e m a n d e r à s o n e n c o n t r e l a r é s i l i a t i o n d u c o n t r a t avec d o m m a g e s - i n t é r ê t s .
S u p p o s o n s u n c e s s i o n n a i r e q u i u s e d u b r e v e t d ' u n e façon a u t r e q u e celle p r é v u e a u . c o n t r a t , q u i d é p a s s e le p é r i m è t r e fixé o u le t e m p s d ' e x p l o i t a t i o n , q u i fait d u b r e v e t u n e a p - p l i c a t i o n différente de celle p r é v u e p a r l e c o n t r a t ?
D a n s ces différentes h y p o t h è s e s , il p o r t e a t t e i n t e a u m o - n o p o l e d u b r e v e t é , d e v i e n t c o n t r e f a c t e u r et se t r o u v e exposé a u x p e i n e s édictées p a r les articles 4o et 4 i d e la loi d e i844-
(A suivi'e). A m é d é e B U G A N D .
Avocat à la Cour. d'Appel de Lyon.
La Houille Élahche p u b l i e r a d a n s ses p r o c h a i n s n u m é r o s u n e série d ' a r t i c l e s sur* les g r a n d e s i n s t a l l a t i o n s é l e c t r o m é - l a l l u r g i q u e s et é l e c t r o c h i m i q u e s .
ÉLECTROCHIMIE
LA FIXATION DE L'AZOTE DE L'AIR PAR L E PROCÉDÉ PAULING
L'Installation française de la Roche-de-Rame
O n a d é j à d o n n é , d a n s La Houille Blanche, la d e s c r i p t i o n des p r o c é d é s B i r k e l a n d et E y d e , Kowalski et Mosciki, S c h o n - h e r r , q u i s o n t e m p l o y é s i n d u s t r i e l l e m e n t à l ' h e u r e actuelle p o u r f a b r i q u e r l ' a c i d e n i t r i q u e et les n i t r a t e s p a r fixation de l'azote d e l'air (*) ; n o u s n o u s p r o p o s o n s d e d é c r i r e a u j o u r - d ' h u i le p r o c é d é P A U L I N G (**), q u i est a c t u e l l e m e n t e x p l o i t é en F r a n c e p a r la Société La Nilrogène, d a n s s o n u s i n e de La R o c h e - d e - R a m e ( Ht M- A l p e s ) .
I. P R I N C I P E D U P R O C E D E PAULING
Le p r i n c i p e s u r l e q u e l r e p o s e le p r o c é d é P a u l i n g est le m ê m e q u e c e l u i d u p r o c é d é n o r v é g i e n de B i r k e l a n d et Eyde et d u p r o c é d é S c h o n b e r r .
L o r s q u e l ' o n s o u m e t l'air a t m o s p h é r i q u e à l ' a c t i o n d ' u n a r c é l e c t r i q u e , l'azote et l ' o x y g è n e de l'air se c o m b i n e n t p a r - t i e l l e m e n t s u i v a n t la r é a c t i o n
N + 0 = NO (1) Les n o m b r e u s e s e x p é r i e n c e s faites d a n s ces d e r n i è r e s a n -
nées p o u r é t u d i e r cette c o m b i n a i s o n o n t m o n t r é q u e la p r o - p o r t i o n d e NO f o r m é est l i m i t é e ; la l i m i t e , d u r e s t e , s'élève r a p i d e m e n t avec la t e m p é r a t u r e ; a i n s i , cette p r o p o r t i o n , très faible a u x e n v i r o n de 1 5oo° (1 p o u r 1 000) a t t e i n t , v e r s 3 o o o ° , la v a l e u r d e 4 5 . p o u r 1 000.
C o m m e , d ' a u t r e p a r t , cette r é a c t i o n est r é v e r s i b l e , o n r e - m a r q u e , l o r s q u e le r e f r o i d i s s e m e n t est l e n t , q u e l ' o x y d e NO f o r m é à h a u t e t e m p é r a t u r e se dissocie p r o g r e s s i v e m e n t a u fur et à m e s u r e q u e la t e m p é r a t u r e s'abaisse.
D ' o ù la n é c e s s i t é de p r o d u i r e p r e s q u e s i m u l t a n é m e n t u n e t e m p é r a t u r e assez élevée p o u r a u g m e n t e r la f o r m a t i o n de NO et u n r e f r o i d i s s e m e n t s u f f i s a m m e n t é n e r g i q u e p o u r a m e - n e r r a p i d e m e n t le gaz à u n e t e m p é r a t u r e assez b a s s e afin de c o n s e r v e r u n e p a r t i e p l u s o u m o i n s g r a n d e de l ' o x y d e NO p r i m i t i v e m e n t f o r m é .
O n v e r r a p l u s loin c o m m e n t celte difficulté a été r é s o l u e au m o i n s p a r t i e l l e m e n t , m a i s d ' u n e façon t r è s i n g é n i e u s e , d a n s le f o u r P a u l i n g .
Les gaz q u i s o r t e n t des fours o n t u n e t e m p é r a t u r e de 900°
à 1 o o o0 ; ils c o n t i e n n e n t de 1 à i , 5 % d ' o x y d e NO et 98,5 à 99 % d ' a i r .
Si l'on r e f r o i d i t ces gaz v e r s 6oo° u n e n o u v e l l e r é a c t i o n ' i n t e r v i e n t b i e n t ô t : l ' o x y d e NO en p r é s e n c e de l ' o x y g è n e en excès q u i se t r o u v e d a n s l'air, se p e r o x y d e et f o r m e d u N O2 s u i v a n t la r é a c t i o n
NO + 0 = N 02 (2)
Cette d e r n i è r e r é a c t i o n d o n n e lieu à des p h é n o m è n e s d ' é q u i l i b r e c h i m i q u e : elle s ' a c c o m p l i t p e t i t à p e t i t et avec u n e vitesse assez faible, en r a i s o n de la faible t e n e u r en NO, et n e d e v i e n t c o m p l è t e q u ' à u n e t e m p é r a t u r e i n f é r i e u r e à
i 3 o ° . G u y e en effet a m o n t r é q u e Ja vitesse de cette t r a n s - (*) Voir La Houille Blanche d'avril 1908, pour les deux premiers p r o - cédés, et de mars 1910 pour le procède Schonherr.
Les brevets PAOLWG ont été acquis par la Salpetersattre Industri GèséUschaft, qui a rétrocédé des lieences d'exploitations à d'autres sociétés"
en divers pays.
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1911002
6 LA H O U I L L E B L A N C H E
f o r m a t i o n est e n r a i s o n i n v e r s e d e la p u i s s a n c e et d e la c o n - c e n t r a t i o n e n N O . Il est d o n c i n d i s p e n s a b l e d e laisser sé- j o u r n e r les g a z p e n d a n t q u e l q u e t e m p s d a n s des c h a m b r e s de g r a n d e c a p a c i t é .
T e l est le b u t d e la t o u r d ' o x y d a t i o n q u i fait s u i t e a u x a p p a r e i l s d e r e f r o i d i s s e m e n t .
Reste m a i n t e n a n t à a b s o r b e r le p e r o x y d e N O2. E n r é a l i t é , les g a z c o n t i e n n e n t u n m é l a n g e d e N O2, NO, N203, N204 : N203 p r o v i e n t d e la r é a c t i o n d u p e r o x y d e N O2 s u r l ' o x y d e NO et N204 d e la p o l y m é r i s a t i o n p a r t i e l l e d e N O2 d a n s les c h a m b r e s d ' o x y d a t i o n .
O n s o u m e t alors les g a z à l ' a c t i o n d e l ' e a u ; à la t e m p é - r a t u r e à l a q u e l l e o n o p è r e et q u i est v o i s i n e d e 3 o ° , la r é a c - t i o n s u i v a n t e a l i e u :
3 N O2 + H20 = 2 N 03H + NO (3)
Des r é a c t i o n s s e c o n d a i r e s se p r o d u i s e n t é g a l e m e n t : les o x y d e s N204 et N203 r é a g i s s e n t s u r l ' e a u p o u r d o n n e r :
N20 * + H20 = N 03H + N 02H (4)
N203 + H20 = 2N 02H (5)
r é a c t i o n s i m m é d i a t e m e n t s u i v i e s d e la d é c o m p o s i t i o n d e l'acide n i t r e u x :
3 N 02H = N 03H + a NO + H20 (6)
Ces r é a c t i o n s se p r o d u i s e n t d a n s les t o u r s d ' a b s o r p t i o n d e l ' a c i d e , a u m o y e n d u l a v a g e m é t h o d i q u e d e s gaz p a r l ' e a u . La r é a c t i o n (3) m o n t r e q u e les 2/3 s e u l e m e n t d e l ' o x y d e N O2 s o n t fixés sous f o r m e d ' a c i d e a z o t i q u e : u n t i e r s d e cet o x y d e r e p a s s e à l'état d e NO ; d a n s le cas d e l ' a c i d e n i t r e u x , ce s o n t , c o m m e le m o n t r e la r é a c t i o n (6), 2/3 q u i r e v i e n - n e n t à l ' é t a t d e NO ; il faut p o u r l ' a b s o r b e r le s o u m e t t r e à u n e n o u v e l l e o x y d a t i o n .
C'est la r é a c t i o n q u i se p a s s e e n t r e le p e r o x y d e N O2 e n - t r a î n é et l ' o x y d e NO n o n e n c o r e o x y d é :
NO + N 02 = N203 (7)
L ' a b s o r p t i o n p a r l ' e a u est c o m p l é t é e p a r u n e a b s o r p t i o n a l c a l i n e sous l ' a c t i o n d ' u n e lessive d é c a r b o n a t e d e soude^ : les gaz n i t r e u x q u i s u b s i s t e n t e n c o r e s o n t a b s o r b é s en t r è s g r a n d e p a r t i e sous f o r m e d e n i t r i t e d e s o u d e :
N203 + H20 = 2N 02H (8)
a N 02H + C O W = 2 N 02N a + C O2 + 1UO (9) Le n i t r i t e o b t e n u c o n t i e n t t o u j o u r s u n e c e r t a i n e p r o p o r - t i o n d e n i t r a t e , c a r les g a z , à la s o r t i e des t o u r s d ' a b s o r p t i o n , n e c o n t i e n n e n t p a s r i g o u r e u s e m e n t u n e m o l é c u l e d e NO p o u r u n e d e N O2. NO p r é d o m i n e et o n a la r é a c t i o n :
3 N O + N 02 + 5 0 = 2 N205 (10)
N205 + H20 = 2 N 03H (11)
2 N 03H + C 03N a2 = 2 N 03N a + C 02 + H20 (12) Ces d e r n i è r e s o p é r a t i o n s o n t l i e u d a n s la t o u r des n i t r i t e s . Tel est, e n r é s u m é , et sous s o n j o u r le p l u s s i m p l e , le p r i n c i p e d u p r o c é d é P a u l i n g : les r é a c t i o n s q u i se p r o d u i - s e n t e n r é a l i t é s o n t e n c o r e p l u s c o m p l e x e s et elles v a r i e n t a v e c la t e m p é r a t u r e , la p r e s s i o n , la vitesse, la q u a n t i t é d e s g a z e n m o u v e m e n t , e t c . . Ce p r o c é d é a été a p p l i q u é d ' u n e f a ç o n i n d u s t r i e l l e à P a t s c h , p r è s d ' I n n s b r u c k , à L e g n a n o , p r è s d e M i l a n , et à La R o c h e - d e - R a m e , p r è s d e B r i a n ç o n : u n e n o u v e l l e et i m p o r t a n t e i n s t a l l a t i o n v a ê t r e p r o c h a i n e - m e n t é t a b l i e d a n s le Val d ' A r a n , s u r la f r o n t i è r e e s p a g n o l e .
N o u s d é c r i r o n s s e u l e m e n t l ' u s i n e d e L a R o c h e - d e - R a m e , q u i est a c t u e l l e m e n t la seule u s i n e f r a n ç a i s e p o u r la fabri- c a t i o n s y n t h é t i q u e d e l ' a c i d e n i t r i q u e , et n o u s c o m m e n c e - r o n s t o u t d ' a b o r d p a r les i n s t a l l a t i o n s q u i p r o d u i s e n t l'éner- gie é l e c t r i q u e .
I L INSTALLATION H Y D R O - E L E C T R I Q U E La p u i s s a n c e f o u r n i e à l ' u s i n e d e L a Nitrogène a été obte- n u e p a r l ' a m é n a g e m e n t d e la c h u t e d e la Biaisse, affluent r i v e d r o i t e d e la D u r a n c e . Ce t o r r e n t p r e n d sa s o u r c e d a n s le massif d u P e l v o u x , a u c o l d ' O r c i è r e s , d u côté o p p o s é au D r a c , et à u n e a l t i t u d e d e 2 700 m . a u - d e s s u s d u n i v e a u de la m e r ; il se j e t t e , a p r è s u n p a r c o u r s r e l a t i v e m e n t c o u r t (23 k m . ) , d a n s la D u r a n c e , e n face d e la g a r e d e La R o c h e - d e - R a m e , p a r u n e a l t i t u d e d e 920 m . ; s o n b a s s i n est de
io3 k m2 et c o m p r e n d d e u x g l a c i e r s .
La Biaisse, a p r è s u n e c h u t e v e r t i c a l e d ' e n v i r o n i 5 o m-, q u i f o r m e l a c a s c a d e d e D o r m i l l o u z e , c o u l e d a n s u n e vallée t r è s r e s s e r r é e q u i s ' é l a r g i t à s o n e x t r é m i t é p o u r a b o u t i r a u x g o r g e s e x t r ê m e m e n t é t r o i t e s , d i t e s g o r g e s d u G o u f f o u r r e n c k , à t r a v e r s lesquelles le t o r r e n t - s e p r é c i p i t e d ' u n e h a u t e u r de 200 m . p o u r r e j o i n d r e la D u r a n c e .
C'est cette d e r n i è r e p a r t i e d u c o u r s d e la Biaisse q u i a été u t i l i s é e , c a r elle se p r ê t a i t m e r v e i l l e u s e m e n t à l ' a m é n a g e - m e n t d ' u n e c h u t e : o n s'en r e n d r a c o m p t e f a c i l e m e n t q u a n d o n s a u r a q u e la d é r i v a t i o n a 600 m . d e l o n g et q u e la h a u - t e u r d e c h u t e u t i l i s é e est d e 197 m è t r e s .
Les t r a v a u x d ' a m é n a g e m e n t f u r e n t c o m m e n c é s e n j u i n - j u i l l e t 1908 et l ' i n s t a l l a t i o n f u t m i s e e n e a u a u m o i s d ' a v r i l de l ' a n n é e s u i v a n t e . La c h u t e f u t a m é n a g é e p o u r le c o m p t e d e M. G o u d e t , b a n q u i e r à G a p , s o n p r o p r i é t a i r e , q u i l i v r e l ' é n e r g i e p r o d u i t e à la S o c i é t é . L a Nitrogène.
A . l ' e x t r é m i t é d e la p l a i n e d e F r e y s s i n i è r e s et à l ' e n t r é e des g o r g e s de la Biaisse, f u t i n s t a l l é u n d é v e r s o i r d e j a u - g e a g e . Ce d é v e r s o i r d e 10 m . d e l a r g e était t r è s s i m p l e m e n t c o n s t i t u é p a r u n e p l a q u e d e t ô l e c h a n f r e i n é e à sa p a r t i e s u p é r i e u r e et a p p l i q u é e s u r u n e p o u t r e e n s a p i n o c c u p a n t t o u t e la l a r g e u r d u t o r r e n t , le t o u t r e p o s a n t s u r u n massif e n b é t o n .
D e u x m u r s p a r a l l è l e s o b l i g e a i e n t le t o r r e n t à p a s s e r t o u t e n t i e r p a r - d e s s u s ce d é v e r s o i r . Le n i v e a u d e l ' e a u é t a i t d o n n é p a r d e u x r è g l e s m é t a l l i q u e s v e r t i c a l e s à s e c t i o n d e l a m e de c o u t e a u et g r a d u é e s e n c e n t i m è t r e s ; ces r è g l e s é t a i e n t p l a - cées à im5 o en a m o n t d u d é v e r s o i r .
Les e x p é r i e n c e s q u e n o u s a v o n s faites p a r m e s u r e d i r e c t e p o u r la vérification des faibles d é b i t s (voisins d e 1 m3) n o u s o n t m o n t r é q u e les r é s u l t a t s d o n n é s p a r la f o r m u l e
Q = m L h I/' 2 g h
e n p r e n a n t p o u r m la v a l e u r o,/J2, é t a i e n t exacts à i,25 % p r è s . (Nous a p p e l o n s l ' a t t e n t i o n s u r ce r é s u l t a t . )
P R I S E D ' E A U . — La p r i s e d ' e a u a été e m p l a c é e d a n s u n r e s e r r e m e n t d e la v a l l é e , à l ' e n d r o i t o ù le l i t d e la r i v i è r e c o m m e n c e à p r e n d r e u n e f o r t e ' p e n t e .
Le b a r r a g e e n m a ç o n n e r i e , d e 3 m . d e h a u t e u r et d e 1 m . d e - l a r g e a u c o u r o n n e m e n t , s ' a p p u i e , s u r la r i v e g a u c h e , à u n e p a r o i r o c h e u s e i n c l i n é e à 70 d e g r é s , et, s u r la r i v e d r o i t e , à u n e m a s s e d e glaise : d e ce c ô t é , u n t a l u s p e r r e y é s u r u n e d i z a i n e d e m è t r e s e n a m o n t a s s u r e l ' é t a n c h é i t é d u b a r r a g e . A u m i l i e u d e l ' o u v r a g e , se t r o u v e u n v a n n e d e im5 o d e l a r g e d e s t i n é e à effectuer les c h a s s e s d e s m a t é r i a u x e n t r a î n é s p a r le t o r r e n t .
La prise, d ' e a u est s i t u é e à e n v i r o n i 5 m . e n a m o n t d u b a r -
JANVIER LA H O U I L L E BLANCHE 7
r a g e e t s u r la r i v e g a u c h e . E l l e est f o r m é e d ' u n p r e m i e r seuil d e 5o à 80 c m . , a u - d e s s u s d u q u e l se t r o u v e n t la g r i l l e et les 3 v a n n e s d ' e n t r é e d e 1 m . x 3 m .
La c h a m b r e de p r i s e a, en p l a n , la f o r m e d ' u n p e n t a g o n e i r r é g u l i e r ; à u n e e x t r é m i t é se t r o u v e la v a n n e d e v i d a n g e , d e 1 m . x 1 m . , c o m m a n d a n t le c a n a l de d é c h a r g e q u i v i e n t a b o u t i r en aval d u b a r r a g e . U n s e c o n d seuil d e 5o c m . existe à l ' e n t r é e de l'a d é r i v a t i o n q u e l ' o n p e u t o b t u r e r p a r des m a d r i e r s en c h ê n e .
C A N A L D ' A M E N É E . — Sa s e c t i o n est r e c t a n g u l a i r e : iœ8 o de l a r g e s u r im 75 d e h a u t , a v e c u n e r e v a n c h e d e om2 5 a u - d e s s u s d e s p a r t i e s m o u i l l é e s . Il est r e v ê t u s u r t o u t e sa l o n g u e u r d ' u n e n d u i t lisse a u c i m e n t , et sa p e n t e u n i f o r m e est de B m / m p a r m è t r e . Sa l o n g u e u r t o t a l e est de,600 m ; , . c o m p r e - n a n t u n p r e m i e r t u n n e l de a4o m . s u i v i d ' u n c a n a l à ciel o u v e r t de i5o m . et d ' u n s e c o n d t u n n e l d e 210 m . ; il est t r è s s e n s i b l e m e n t r e c l i l i g n e d e l ' u n e à l ' a u t r e d e ses e x t r é m i t é s . Les t u n n e l s f u r e n t c r e u s é s d a n s d u c a l c a i r e assez r é g i s t a n t , sauf s u r u n e t r e n t a i n e de m è t r e s o ù l ' o n r e n c o n t r a d e la t e r r e et o ù le c a n a l fut r e c o u v e r t d ' u n e v o û t e en m a - ç o n n e r i e .
C H A M B R E D E C H A R G E E T D É V E R S O I R . — Cet o u v r a g e c o m - p r e n d d e u x p a r t i e s : la c h a m b r e d e d é c a n t a t i o n avec d é v e r - soir, et la c h a m b r e de m i s e e n c h a r g e d e s c o n d u i t e s .
La c h a m b r e de d é c a n t a t i o n a 4 n i . de l a r g e s u r 24 m . de l o n g ; elle est a l i m e n t é e p a r l ' e a u q u i a r r i v e d u s e c o n d t u n - n e l . D u côté o p p o s é se t r o u v e le d é v e r s o i r d e 22 m . de l o n - g u e u r , p e r m e t t a n t d ' é v a c u e r t o u t le d é b i t s u s c e p t i b l e d ' ê t i c a m e n é p a r la d é r i v a t i o n , soit 5 n i3. L ' e a u q u i s'écoule d u d é v e r s o i r est r e c u e i l l i e e n t r e d e u x m u r s f a i s a n t e n t o n n o i r , d ' o ù elle t o m b é en c a s c a d e d e 200 m . d e h a u t e u r d a n s le t o r r e n t .
La c h a m b r e d e m i s e e n c h a r g e des c o n d u i t e s est s é p a r é e d e la c h a m b r e de d é c a n t a t i o n p a r u n seuil d e im8 o d e h a u - t e u r , a u - d e s s u s d u q u e l se t r o u v e n t u n e g r i l l e et sa p a s s e - relle de s e r v i c e . Cette c h a m b r e à 7 m . d e l o n g s u r 4 n i . de l a r g e et 5m.rio de h a u t . D e u x v a n n e s r e c t a n g u l a i r e s d e im5 o o b t u r e n t le d é p a r t des c o n d u i t e s .
C O N D U I T E S F O R C É E S . — Les c o n d u i t e s forcées s o n t a u n o m - b r e de d e u x : l e u r d i a m è t r e i n t é r i e u r est d e imi o ; elles s o n t c y l i n d r i q u e s s u r t o u t e l e u r l o n g u e u r ; q u a n t à l ' é p a i s s e u r des tôles, elle v a r i e d e 4 à 19 m i l l i m è t r e s .
Ces c o n d u i t e s o n t été i n s t a l l é e s p a r la m a i s o n R. J o y a et C'e de G r e n o b l e ; elles r e p r é s e n t e n t u n p o i d s t o t a l de 34o t o n n e s p o u r u n e l o n g u e u r d e 4?5 m è t r e s . Le m é t a l e m p l o y é a été d e l'acier M a r t i n d o n n a n t à la r u p t u r e u n e r é s i s t a n c e R = 38 à 4o k g . et u n a l l o n g e m e n t à la r u p t u r e A = 24 à 26 % ; le coefficient d e t r a v a i l des tôles a été p r i s é g a l à 6 k g . p a r m i l l i m è t r e c a r r é .
A l ' e x t r é m i t é s u p é r i e u r e des c o n d u i t e s se t r o u v e n t d e u x r e n i f l a r d s ; t r o i s m a s s i f s d ' a n c r a g e d e i 5 o à 200 m3 d e m a - ç o n n e r i e a s s u r e n t la s t a b i l i t é de l ' e n s e m b l e . A u c u n j o i n t de d i l a t a t i o n n ' a été p r é v u p o u r ces c o n d u i t e s , les c o u d e s e n p l a n et en profil a y a n t été j u g é s suffisants.
A l ' e x t r é m i t é i n f é r i e u r e des c o n d u i t e s , se t r o u v e n t les 4 t u b u l u r e s a l i m e n t a n t les g r o u p e s p r i n c i p a u x , p l a c é e s p a r d e u x s u r c h a q u e c o n d u i t e ; u n b r a n c h e m e n t p o u v a n t ê t r e a l i m e n t é p a r l ' u n e o u l ' a u t r e des c o n d u i t e s d e s s e r t les exci- t a t r i c e s . U n e c o n d u i t e d e v i d a n g e a b o u t i s s a n t a u c a n a l d e f u i t e , u n b r a n c h e m e n t avec r o b i n e t d e d é c o m p r e s s i o n p o u r la c a n a l i s a t i o n d ' i n c e n d i e et Une d o u b l e p r i s e r a c c o r d é e à d e u x m a n o m è t r e s e n r e g i s t r e u r s c o m p l è t e n t cette i n s t a l l a - t i o n .
P o u r a t t é n u e r les effets de la d i l a t a t i o n d u m é t a l p r o d u i t s p a r la g r a n d e c h a l e u r q u i r è g n e en été d a n s la r é g i o n , les c o n d u i t e s o n t été p e i n t e s à la c é r u s e .
UoiNE G É N É R A T R I C E . — C'est u n b â t i m e n t de 12 m . de l a r g e s u r 36 m . d e l o n g , p l a c é p a r a l l è l e m e n t a u x c o n d u i t e s ; u n a v a n t - c o r p s a été d i s p o s é s u r u n des côtés p o u r le d é p a r t des l i g n e s .
Le c a n a l d e fuite r è g n e s u r t o u t e la l o n g u e u r d u b â t i - m e n t ; il est e n s u i t e c r e u s é d a n s la t e r r e et va r e j o i n d r e la Biaisse p r è s de l ' e n d r o i t o ù elle se j e t t e d a n s la D u r a n c e .
M A T É R I E L H Y D R O - É L E C T R I Q U E . — Il c o m p r e n d q u a t r e g r o u p e s g é n é r a t e u r s de 2 000 H P et d e u x e x c i t a t r i c e s .
Les t u r b i n e s q u i c o m m a n d e n t les a l t e r n a t e u r s s o i t d u s y s t è m e P e l t o n à axe h o r i z o n t a l ; elles p e u v e n t d é v e l o p p e r à la vitesse de 375 t o u r s p a r m i n u t e u n e p u i s s a n c e effective de 2 4oo I I P en a b s o r b a n t i ?.4o litres sous u n e c h u t e nette- île ig5 m è t r e s .
FIG. 1. — Coupe perpendiculaire à l'axe d'une des turbines de 2.k00 chevaux.
Fie. 3. — Elévation et coupe d ' u n groupe
<Je a./ioo chevaux.
.urbo-nllcrnalcur
La r o u e m o b i l e d e c h a q u e t u r b i n e , d ' u n p o i d s de 2 000 k i l o g . , est p l a c é e en p o r t e - à - f a u x s u r le b o u t d e l ' a r b r e d e la g é n é r a t r i c e ; son d i a m è t r e t a n g e n t à l'axe d e s i n j e c -
t e u r s est de i , 4 5 o m . ; les a u b e s en f o n t e s o n t de f o r m e e l l i p s o ï d e e t b o u l o n n é e s c h a c u n e s é p a r é m e n t s u r le d i s q u e Les figures 1 et 2 c i - j o i a t e s m o n t r e n t en d e u x c o u p e s les or- g a n e s p r i n c i p a u x d e ces a p p a r e i l s .
C h a q u e ' t u r b i n e est m u n i e d e d e u x i r i j e c t e u r s r o n d s de n 3 m m . d e d i a m è t r e avec t u y è r e à a i g u i l l e . O n a
adopté;
d a n s ce cas, le s y s t è m e d e r é g l a g e p a r c o u p e - j e t p o u r
débit
8 LA H O U I L L E BLANCHE
c o n s t a n t , s y s t è m e q u i e x c l u e t o u t e s u r p r e s s i o n d a n s la c o n d u i t e et p e r m e t d ' a t t e i n d r e u n e d u r é e de r é g l a g e assez c o u r t e (2 s e c o n d e s ) .
C h a q u e t u r b i n e p o s s è d e é g a l e m e n t u n r o b i n e t - v a n n e d e 5oo m m . de d i a m è t r e avec b y - p a s s et c o m m a n d é p a r e n g r e - n a g e s , a i n s i q u ' u n r é g u l a t e u r u n i v e r s e l à p r e s s i o n d ' h u i l e . T o u t e s les p a r t i e s de ce r é g u l a t e u r s o n t disposées à l ' i n t é - r i e u r d ' u n socle en f o n t e q u i sert en m ê m e t e m p s de r é s e r - v o i r d ' h u i l e . L ' é n e r g i e n é c e s s a i r e à la c o m m a n d e d u m é c a - n i s m e de r é g l a g e de la t u r b i n e est p r o d u i t e p a r u n s e r v o - m o t e u r a l i m e n t é d ' h u i l e s o u s p r e s s i o n . Ce s e r v o - m o t e u r se c o m p o s e de d e u x c y l i n d r e s avec u n p i s t o n différentiel, d o n t le p l u s p e t i t côté d e m e u r e c o n s t a m m e n t sous la p r e s s i o n de l ' h u i l e , t a n d i s q u e le côté le p l u s g r a n d , s o u s l ' a c t i o n d u t a c h y m è t r e à r e s s o r t , est m i s e n c o m m u n i c a t i o n soit a v e c l ' h u i l e sous p r e s s i o n , soit avec l ' é c h a p p e m e n t .
D a n s le p r e m i e r cas, il o u v r e la t u r b i n e sous l ' a c t i o n d u p i s t o n le p l u s g r a n d ; d a n s l ' a u t r e c a s , il la f e r m e sous l ' a c t i o n de la p r e s s i o n c o n s t a n t e s u r le p l u s p e t i t p i s t o n . L ' a c t i o n r é g u l a t r i c e est p r o d u i t e p a r u n p e n d u l e à r e s s o r t très é n e r g i q u e et d e la p l u s g r a n d e s e n s i b i -
lité, à l ' a i d e d ' u n levier et d ' u n e s o u p a p e d i s t r i b u t r i c e . U n r e l a i s r é g l a b l e , i n s t a l l é e n t r e l e s e r v o - m o t e u r et le levier d u . p e n - d u l e , e m p ê c h e l'excès d e r é g l a g e ; d e p l u s , u n e c a t a r a c t e à h u i l e est e n c o r e d e s t i n é e à a t t é n u e r les o s c i l l a t i o n s d e p r e s s i o n .
L ' h u i l e sous p r e s s i o n n é c e s s a i r e p o u r le s e r v ô - m o l e u r est f o u r n i e p a r u n e p o m p e à trois c y l i n d r e s , s a n s s o u p a p e n i c o n d u i t e , r e f o u l a n t d a n s u n r é s e r v o i r d ' a i r d ' a m p l e s d i m e n s i o n s , d ' o ù elle p a s s e a u x c y l i n d r e ? d u s e r v o - m o t e u r . Le s u r p l u s d ' h u i l e s'é- c h a p p e p a r u n e s o u p a p e d e s û r e t é à res- s o r t , q u i p e r m e t de r é g l e r la p r e s s i o n de l ' h u i l e p r o p o r t i o n n e l l e m e n t a u t r a v a i l d e r é g l a g e n é c e s s a i r e à la t u r b i n e e n q u e s - t i o n . Le r é s e r v o i r d ' a i r est m u n i d ' u n m a - n o m è t r e et d ' u n i n d i c a t e u r de n i v e a u d ' h u i l e ; l ' a l i m e n t a t i o n d ' a i r se fait p a r la p o m p e à h u i l e a u m o y e n d ' u n r e n i f l a r d .
L ' a c t i o n d u s e r v o - m o t e u r est t r a n s m i s e a u d i s t r i b u t e u r de l a t u r b i n e p a r u n levier e n f o n t e d ' a c i e r , c l a v e t é s u r u n a r b r e i n t e r - m é d i a i r e h o r i z o n t a l , r e p o s a n t d a n s d e so-
lides p a l i e r s , et q u i est p r o l o n g é d ' u n côté p o u r r e c e v o i r le levier de c o m m a n d e d u m é c a n i s m e d e r é g l a g e de la t u r b i n e .
Ce r é g l a g e , a u l i e u d ' ê t r e fait a u t o m a t i q u e m e n t p a r le p e n d u l e à r e s s o r t , p e u t aussi ê t r e o p é r é à la m a i n en a g i s - s a n t s u r le s e r v o - m o t e u r h y d r a u l i q u e . E n o u t r e , l ' a p p a r e i l est m u n i d ' u n m é c a n i s m e c o m p l e t de r é g l a g e à m a i n q u i p e r m e t d ' o u v r i r o u de f e r m e r la t u r b i n e s a n s l ' a i d e d u s e r v o - m o t e u r .
Les r e n d e m e n t s des t u r b i n e s p r i n c i p a l e s essais o n t été de : 81 83 81 a u x o u v e r t u r e s : 4/4 3/4 2/4
Les a l t e r n a t e u r s p r o d u i s e n t d u c o u r a n t t r i p h a s é à la t e n - sion d e 4 000 v o l t s e n t r e p h a s e et à la f r é q u e n c e de 5o p é - r i o d e s ; ils s o n t à i n d u i t fixe et à i n d u c t e u r t o u r n a n t : l ' i n - d u c t e u r est c l a v e t é s u r le m ê m e a r b r e q u e la t u r b i n e et pèse e n v i r o n i 5 t o n n e s . Le p o i d s t o t a l d ' u n a l t e r n a t e u r est voi- s i n de 4o t o n n e s et s o n P D2 est d e 20 000 K g m2 ; en m a r c h e n o r m a l e , c h a q u e g é n é r a t r i c e f o u r n i t 1 870 KVA s o u s cos 9 = 0,80.
Les d e u x g r o u p e s e x c i t a t e u r s s o n t f o r m é s c h a c u n d'une t u r b i n e P e l t o h à axe h o r i z o n t a l d é v e l o p p a n t à la vitesse de 600 t o u r s p a r m i n u t e u n e p u i s s a n c e effective de i 3 o H P e|
d ' u n e d y n a m o à p ô l e s d e c o m p e n s a t i o n f o u r n i s s a n t en m a r c h e n o r m a l e u n e p u i s s a n c e d e 80 k i l o w a t s .
Les t u r b i n e s e x c i t a t r i c e s s o n t s e m b l a b l e s a u x turbines p r i n c i p a l e s ; elles o n t c o m m e elles l e u r r é g u l a t e u r automa- t i q u e , m a i s n e p o s s è d e n t q u ' u n seul i n j e c t e u r horizontal avec r é g l a g e p a r a i g u i l l e .
La r o u e m o b i l e p o s s è d e u n d i a m è t r e P e l t o n de 900 m m . ; u n v o l a n t e n f o n t e d ' u n P D2 d e 3oo K g m2 a été p l a c é sur l ' a r b r e d e la t u r b i n e p o u r a t t e i n d r e le r é g l a g e suffisant qui n ' a u r a i t p u ê t r e o b t e n u a v e c la seule m a s s e t o u r n a n t e de la d y n a m o 120 K g m2. La d y n a m o est a c t i o n n é e directe- m e n t au m o y e n d ' u n a c c o u p l e m e n t Zodel i s o l a n t et élas- t i q u e ; c h a c u n e d'elles f o u r n i t u n e p u i s s a n c e suffisante p o u r l ' e x c i t a t i o n des q u a t r e a l t e r n a t e u r s sous u n e tension de 110 v o l t s .
Le t a b l e a u c o m p r e n a n t les a p p a r e i l s et i n s t r u m e n t s néces- saires a u f o n c t i o n n e m e n t d e ces d i v e r s g r o u p e s r e p o s e sur
FTG. 3. Vue de la salle des machines de l'usine génératrice.
a t t e i n t s a u x
%
u n p l a n c h e r e n c i m e n t a r m é d ' o ù l ' o n p e u t f a c i l e m e n t suh v e i l l e r les m a c h i n e s . A u - d e s s o u s d e ce t a b l e a u se trouvent les d e u x t r a n s f o r m a t e u r s q u i o n t été a j o u t é s l o r s q u e on a élevé la t e n s i o n des f o u r s d e 4 000 à 6 000 v o l t s .
E n f i n u n p o n t r o u l a n t d e i 5 t o n n e s , se d é p l a ç a n t sur t o u t e la l o n g u e u r d u b â t i m e n t , d e s s e r t les d i v e r s g r o u p e s q u a n t a u x d é p a r t des l i g n e s , il se fait d a n s u n p e t i t avant- c o r p s p l a c é s u r le côté d e l ' u s i n e .
La Biaisse a y a n t u n d é b i t m o y e n d e 2 m3 et fournissant p e n d a n t q u e l q u e s m o i s p l u s d e 5 m3, o n a é q u i p é la chute p o u r u n e p u i s s a n c e b i e n s u p é r i e u r e à son d é b i t m o y e n , vu la g r a n d e facilité q u i existe p o u r m e t t r e en m a r c h e uii n o m b r e q u e l c o n q u e d e f o u r s , a b s o r b a n t e x a c t e m e n t là p u i s s a n c e p r o d u i t e p a r le t o r r e n t à u n m o m e n t d o n n é .
Les t u r b i n e s o n t été f o u r n i e s p a r la m a i s o n EscheF W y s s et Cl e d e Z u r i c h et le m a t é r i e l é l e c t r i q u e p a r la maison L a h m e y e r d e B r u x e l l e s ; q u a n t a u x t r a v a u x h y d r a u l i q u e s et à l ' e n t r e p r i s e des m a ç o n n e r i e s , ils o n t été confiés à l'im*
p o r t a n t e m a i s o n F a y o l l e et P a s c a l de G r e n o b l e .
LA H O U I L L E BLANCHE
JANVIER
III. — USINE E L E C T R O - C H I M I Q U E
L ' é n e r g i e é l e c t r i q u e est a m e n é e d e l ' u s i n e g é n é r a t r i c e a la f a b r i q u e p a r u n e l i g n e a é r i e n n e de 600 m . d e l o n g u e m q u i t r a v e r s e la D u r a n c e : c e t t e l i g n e d e t r a n s m i s s i o n est f o r m é e de 6 cables d ' a l u m i n i u m de 188 m m2 de s e c t i o n c h a c u n , r e p o s a n t s u r des p y l ô n e s m é t a l l i q u e s espacés d e 5o en 5o m . ; elle a b o u t i t à u n a v a n t - c o r p s de la salle des fours o ù se t r o u v e n t les a p p a r e i l s de p r o t e c t i o n et les t r a n s f o r - m a t e u r s p o u r la force m o t r i c e et l ' é c l a i r a g e .
F O U R S . — Les f o u r s s o n t i n s t a l l é s d a n s u n e belle et vaste salle de i 5 m . de l a r g e et d e 45 m . d e l o n g ; ils s o n t c o n s - t r u i t s en b r i q u e s r é f r a c l a i r e s avec a r m a t u r e s d e fer et r é u n i s p a r g r o u p e de trois ; l e u r section en p l a n est de 1 m . p a r
1 m . 20 et l e u r h a u t e u r d e 3 m è t r e s .
p S c h é m a C o u p e C D
FIG. 4. — Coupes schématiques du four Pauling.
LÉGENDE, — c, électrodes. — c, couteaux d'allumage. — t, tuyère.- — i, isolateurs. — f, canal d'arrivée de l'air froid. — u , canal d'arrivée de t'umlauf. — s, sortie des gaz.
Ils p r é s e n t e n t à p r e m i è r e v u e les d e u x q u a l i t é s p r i n c i p a l e s d ' u n f o u r i n d u s t r i e l : la s i m p l i c i t é et la r o b u s t e s s e . .
C h a q u e f o u r est c o n s t i t u é d ' u n e d o u b l e g a i n e v e r t i c a l e en b r i q u e s r é f r a c t a i r e s , d a n s c h a c u n e d e s q u e l l e s s o n t placées les électrodes q u i o n t la f o r m e d ' u n p â r a f o u d r e à c o r n e s . Ces électrodes s o n t e n acier m o u l é , i n t e r c h a n g e a b l e s et r é - versibles ; elles s o n t refroidies à l ' i n t é r i e u r p a r u n e c i r c u - lation d ' e a u froide. L a f i g u r e 4 c i - j o i n t e fait c o m p r e n d r e les dispositifs essentiels d u f o u r P a u l i n g .
A la p a r t i e i n f é r i e u r e et d a n s le p l a n v e r t i c a l des élec- t r o d e s se t r o u v e u n a j u t a g e e n f o r m e d e t u y è r e a p l a t i e p a r o ù a r r i v e l'air c o m p r i m é et c h a u d à la vitesse d e 4oo m . p a r s e c o n d e . L ' a r c éclate a u p o i n t o ù les é l e c t r o d e s s o n t le
p l u s r a p p r o c h é e s ; il est alors soufflé p a r le c o u r a n t d ' a i r v e n a n t d e la t u y è r e , p u i s il m o n t e très r a p i d e m e n t et s'étale e n t r e les d e u x b r a n c h e s d u V f o r m é p a r les é l e c t r o d e s .
Ici u n e n o u v e l l e difficulté se p r é s e n t a i t : l ' i n t e r v a l l e en Ire les d e u x électrodes d o i t ê t r e suffisant p o u r laisser p a s s e r le p u i s s a n t c o u r a n t d ' a i r v e n a n t de la t u y è r e , m a i s il n e doit pas ê t r e t r o p g r a n d p o u r p e r m e t t r e l ' a l l u m a g e d e l ' a r e . M. P a u l i n g a eu l ' i n g é n i e u s e idée de r a t t r a p e r la d i s t a n c e e n t r e les d e u x é l e c t r o d e s p a r d e u x électrodes a u x i l i a i r e s for- m é e s de l a m e s d e c u i v r e très m i n c e s et a p p e l é e s « c o u t e a u x d ' a l l u m a g e ». Ces c o u t e a u x c o u l i s s e n t d a n s l ' é l e c t r o d e p r i n - cipale : l e u r s e x t r é m i t é s p e u v e n t ê t r e s u f f i s a m m e n t r a p p r o - c h é e s (2 à 3 m m . ) p o u r p e r m e t t r e l ' a m o r ç a g e de l ' a r e et son r é t a b l i s s e m e n t q u a n d il s ' é t e i n t , tout, en n ' u t i l i s a n t q u ' u n e t e n s i o n r e l a t i v e m e n t faible.
La p o s i t i o n des électrodes est r é g l a b l e p a r . d e s vis de p r e s - sion ; celle des c o u t e a u x d ' a l l u m a g e p a r u n e c r é m a i l l è r e avec u n p i g n o n ; - l a - - m a n œ u v r e se fait t r è s a i s é m e n t de l ' e x t é r i e u r . Les électrodes et l e u r s p l a q u e s de f o n t e s o n t p r o t é g é e s p a r d e v a n t au m o y e n d ' u n g r i l l a g e m o b i l e .
Fie... 5. — Photographie de lu flamme du four P a u l i n g .
P o u r o b t e n i r a u m o m e n t d e l ' a l l u m a g e u n e t e n s i o n suffi- s a n t e , on l'ait u s a g e d ' u n t r a n s f o r m a t e u r ; u n s y s t è m e spé- cial de c o n n e x i o n p e r m e t alors d ' o b t e n i r s u c c e s s i v e m e n t a u x b o r n e s des d e u x f l a m m e s la t e n s i o n d e . 12000 volts p r o d u i t e p a r le t r a n s f o r m a t e u r d ' a l l u m a g e .
Sous l ' i n f l u e n c e d u j e t d ' a i r soufflé p a r la t u y è r e , l ' a r c j a i l l i s s a n t e n t r e les c o u t e a u x de c u i v r e s'étale j u s q u ' a u s o m - m e t des c o r n e s des é l e c t r o d e s et p r o d u i t u n e flamme de 60 à 70 c e n t i m è t r e s de h a u t e u r . C'est au c o n t a c t d e celte flamme q u e s'opère la c o m b i n a i s o n de l'azote et d e l'oxy- g è n e e n o x y d e d'azote.
La' t e m p é r a t u r e à l a q u e l l e s o n t s o u m i s e s les parois* d u f o u r - n ' e s t p a s très élevée, car l'air chauffé p a r le p a s s a g e de l ' a r c est r a p i d e m e n t refroidi p a r l'air soufflé e n v i r o n - n a n t et e n s u i t e p a r le c o u r a n t d ' a i r frais a r r i v a n t p a r les c a n i v e a u x i n f é r i e u r s d u f o u r .
A u m i l i e u de la p a r o i q u i s é p a r e les d e u x flammes existe u n a u t r e c a n a l q u i p e r m e t d ' a m e n e r à la p a r t i e s u p é r i e u r e des f l a m m e s u n c o u r a n t c i r c u l a i r e de gaz f r o i d s . Ces gaz qui c o n s t i t u e n t ce q u ' o n a p p e l l e l ' U m l a u f l u f t o u p l u s b r i è - v e m e n t l ' U m l a u f s o n t p r é l e v é s s u r la m a s s e des gaz a y a n t d é j à s u b i la r é a c t i o n et r e f r o i d i s p a r l e u r p a s s a g e à t r a v e r s
10 LA H O U I L L E BLANCHE
les a p p a r e i l s r e f r o i d i s s e u r s ; ils c o n t r i b u e n t a u refroidisse- m e n t d e s gaz s a n s d i l u e r i n u t i l e m e n t l ' o x y d e d ' a z o t e f o r m é et a s s u r e n t e n m ê m e t e m p s le r e f r o i d i s s e m e n t d e la cloison s é p a r a n t les d e u x f l a m m e s (*).
Les l a m e s de c u i v r e d u r e n t e n m o y e n n e v i n g t h e u r e s et p e u v e n t ê t r e r e m p l a c é e s i n s t a n t a n é m e n t ; q u a n t a u x élec- t r o d e s , l e u r r e m p l a c e m e n t est é g a l e m e n t facile m a i s p l u s l o n g ; elles s e r v e n t e n v i r o n 200 h e u r e s , g r â c e a u r e f r o i d i s - s e m e n t p r o d u i t p a r la c i r c u l a t i o n i n t é r i e u r e d ' e a u froide et g r â c e aussi à cette p a r t i c u l a r i t é q u e la p a r t i e la p l u s c h a u d e de la f l a m m e de l ' a r c est la p o i n t e s u p é r i e u r e , c'est-à-dire la p l u s é l o i g n é e d e l ' é l e c t r o d e .
U n orifice m é n a g é d a n s le c a n a l d e d é p a r t des gaz p e r - m e t l ' i n t r o d u c t i o n d ' u n p y r o m è t r e p o u r m e s u r e r la t e m p é - r a t u r e et celle d ' u n m a n o m è t r e p o u r m e s u r e r la d é p r e s s i o n p r o d u i t e p a r le v e n t i l a t e u r q u i a s p i r e les gaz à la sortie des a p p a r e i l s de r e f r o i d i s s e m e n t .
FIG. 6. — Salle des fours ; vue d ' u n e batterie.
A u p o i n t d e v u e é l e c t r i q u e c h a q u e f o u r c o m p o r t e d e u x arcs en série ; o n y u t i l i s e d i r e c t e m e n t le c o u r a n t t r i p h a s é à la f r é q u e n c e de 5o p é r i o d e s et à la t e n s i o n de 6 000 volts p r o d u i t p a r l ' u s i n e g é n é r a t r i c e . Les f o u r s s o n t m o n o p h a s é s et r é p a r t i s é g a l e m e n t s u r les t r o i s p h a s e s .
Le m a t é r i e l é l e c t r i q u e c o r r e s p o n d a n t à c h a q u e f o u r c o m - p r e n d d e u x b o b i n e s d e self, u n t r a n s f o r m a t e u r d ' a l l u m a g e et u n e b o î t e de m a n œ u v r e ; ce m a t é r i e l est p l a c é en face d e c h a q u e f o u r s u r le p o u r t o u r de la salle.
La m i s e en m a r c h e et l ' a r r ê t d ' u n f o u r s ' o b t i e n n e n t s a n s d a n g e r et t r è s f a c i l e m e n t p a r la m a n œ u v r e de l ' i n t e r r u p t e u r à h u i l e . Q u a n t a u r é g l a g e et à la s u r v e i l l a n c e des f o u r s , ils s o n t t r è s s i m p l e s : l ' a m p é r a g e p e u t ê t r e c o n s i d é r é c o m m e c o n s t a n t . U n h o m m e suffit l a r g e m e n t p o u r s u r v e i l l e r u n e b a t t e r i e d e 3 f o u r s ; l o r s q u ' i l est u n p e u e x e r c é , il p e u t t r è s f a c i l e m e n t se r e n d r e c o m p t e , a u c r é p i t e m e n t p r o d u i t p a r la f l a m m e , d e la m a r c h e p l u s ou" m o i n s n o r m a l e d u f o u r . U n r e g a r d en m i c a l a i s s a n t v o i r l ' a r c , les c o u t e a u x , les é l e c t r o d e s et la t u y è r e p e r m e t de c o n s t a t e r la n a t u r e de la f l a m m e et la b o n n e m a r c h e d e l ' a p p a r e i l .
A c t u e l l e m e n t n e u f f o u r s de 600 k w . f o n c t i o n n e n t n o r - m a l e m e n t (*), m a i s o n é t u d i e l ' i n s t a l l a t i o n de fours d e
(*) Ce courant circulaire de gaz froids n'est pas indispensable pour le fonctionnement des fours, l'usine a fonctionne' sans que l'umlauf soit mise en service.
(*) Au début on avait installé des fours de 400 kw utilisant directement le courant à 4000 volts : lorsqu'on a élevé la tension de 4 6 0 0 à 6000 volts on en a profilé pour faire les modifications correspondant à l'augmenta- tion de la puissance des fours jusqu'à 600 k w .
1 000 kAv. d o n t la m a r c h e est p l u s s t a b l e et le r e n d e m e n t m e i l l e u r .
L ' a i r , i n j e c t é d a n s les f o u r s , p r o v i e n t d ' u n t u r b o - c o m - p r e s s e u r P o k o r n y et W i t e k i n d a b s o r b a n t 260 H P et t o u r n a n t à 3 000 t o u r s p a r m i n u t e . La p r e s s i o n d e l'air soufflé est de o k i l o g . 6 en m o y e n n e .
D u c o m p r e s s e u r , l'air se r e n d d a n s u n é c h a u f f e u r f o r m e de t u b e s m é t a l l i q u e s o ù il s'échauffe a u x d é p e n s d e s gaz v e n a n t des f o u r s ; d e là, u n e c a n a l i s a t i o n m é t a l l i q u e le c o n - d u i t a u x t u y è r e s des f o u r s .
FIG. 7. — Plan schématique de l'usine électrochimique
LÉGENDE. — B , bâtiment des fours. — F , grou- pes de fours. — E, échauffeur d'air. — D, atelier
de réparation et laboratoire. — R, tours de re- froidissement.— G. cheminée d'appel.— O, tour d'oxydation. •— H, hangar d'absorption. — A , , A2, A. A4, A . , tours d'absorption. — C , , C„
appareils de concentration. - de. — N, tours des nitrites.
M, magasin d'aci-
Les g a z s o r t a n t des f o u r s et c o n t e n a n t 1,15 à i , 5 o % d e NO - s o n t à u n e t e m p é r a t u r e d e 900 à 1 ooo° ; ils s o n t c o n d u i t s d a n s u n e c h a m b r e r é f r a c t a i r e o ù se t r o u v e n t , l e s t u b e s m é t a l l i q u e s , à l ' i n t é r i e u r d e s q u e l s p a s s e l ' a i r soufflé q u i va a u x f o u r s ; d e là, ils s o n t e n v o y é s a u x a p p a r e i l s de r e f r o i d i s s e m e n t . Ce dispositif est t r è s i n t é r e s s a n t , c a r on é c o n o m i s e a i n s i u n e g r a n d e q u a n t i t é de c h a l e u r , c'est-à-dire d ' é n e r g i e . O n a v u , en effet, q u e la c o n c e n t r a t i o n des gaz s o r t a n t d e s f o u r s é t a n t t r è s faible, o n est o b l i g é d'échauffer u n e g r a n d e q u a n t i t é d ' a i r q u i n e p a r t i c i p e p a s à la r é a c t i o n . C e t t e o p é r a t i o n se fait a i n s i d a n s l ' é c h a u f f e u r et p a r suite a u g m e n t e le r e n d e m e n t d u f o u r .
A P P A R E I L S D E R E F R O I D I S S E M E N T . — L ' e n s e m b l e d e l ' i n s t a l - l a t i o n é l e c t r o - c h i m i q u e est r e p r é s e n t é p a r la f i g u r e 7.
E n s o r t a n t de l ' é c h a u f f e u r , le gaz est e n v o y é a l t e r n a t i v e - m e n t , a u m o y e n d e v a n n a g e s m o b i l e s , d a n s d e u x t o u r s en b r i q u e s a n a l o g u e s a u x c o w p e r d e s h a u t s - f o u r n e a u x . Ces t o u r s o n t 5 m è t r e s d e d i a m è t r e s u r 12 m è t r e s d e h a u t e u r et s o n t r e m p l i e s d e b r i q u e s à l ' i n t é r i e u r .
Les gaz c h a u d s p a r c o u r e n t l ' u n e d e ces t o u r s e n c é d a n t l e u r c h a l e u r a u massif de b r i q u e s q u i offre u n e s u r f a c e de r e f r o i d i s s e m e n t c o n s i d é r a b l e , t a n d i s q u e l ' a u t r e t o u r est s o u m i s e à l ' a c t i o n r e f r o i d i s s a n t e d ' u n c o u r a n t d ' a i r frais a p p e l é p a r u n e c h e m i n é e . L o r s q u e les b r i q u e s d e la p r e
J A N V I E R LA H O U I L L E BLANCHE 11
m i è r e t o u r s o n t c h a u d e s , o n e n v o i e le c o u r a n t g a z e u x d a n s la d e u x i è m e t o u r e t o n é t a b l i t l ' a p p e l d ' a i r frais d a n s la p r e - m i è r e .
Le c h a n g e m e n t de d i r e c t i o n d e c o u r a n t s g a z e u x s ' o p è r e a u m o y e n d e v e n t i l s à f e r m e t u r e h y d r a u l i q u e p o u r éviter t o u t e r e n t r é e d ' a i r . La c h e m i n é e q u i p r o d u i t le t i r a g e est située e n t r e les d e u x c o w p e r ; sa h a u t e u r est de 26 m è t r e s .
C H A M B R E D ' O X Y D A T I O N . — La t r a n s f o r m a t i o n d e l ' o x y d e NO e n o x y d e N O2 a u x d é p e n s de l ' o x y g è n e en excès a c o m m e n c é d a n s les g a z , d è s q u e l e u r t e m p é r a t u r e a été abaissée à 600 d e - g r é s e n v i r o n . Mais cette t r a n s f o r m a t i o n est e n c o r e l o i n d ' ê t r e a c h e v é e à la s o r t i e des t o u r s d e r e f r o i d i s s e m e n t . Les
u n d i a m è t r e de 10 m . et u n e é p a i s s e u r de 10 c e n t . ; elle est r e v ê t u e à l ' i n t é r i e u r d ' u n e p a r o i d e b r i q u e s r é f r a c t a i r c s à l'acide et est t e r m i n é e à sa p a r t i e s u p é r i e u r e p a r u n e calotte en c i m e n t a r m é .
C'est là q u e se c o m p l è t e n t et s ' a c h è v e n t le r e f r o i d i s s e m e n t des gaz et la t r a n s f o r m a t i o n des o x y d e s faibles en v a p e u r s n i t r e u s e s . D e u x r e g a r d s v i t r é s p e r m e t t e n t de j u g e r de la b o n n e c o l o r a t i o n d e ces v a p e u r s .
A B S O R P T I O N . — Les a p p a r e i l s d ' a b s o r p t i o n et d e c o n c e n - t r a t i o n de l ' a c i d e o n t été r é u n i s à l ' i n t é r i e u r d ' u n h a n g a r d o n t les p a r o i s s o n t f o r m é s p a r des p e r s i e n n e s e n bois de façon à p e r m e t t r e l ' é v a c u a t i o n des v a p e u r s d ' a c i d e . Il a
FIG. 8. — Vue d'ensemble des installations. Au premier plan, usine électrochimique (le petit bâtiment de' droite est la gare de Roche-de-Rame) ; au second p l a n , la Durance et l'usine génératrice ; dans le fond, gorges de la Biaisse et conduites forcées.
gaz s o n t alors a s p i r é s p a r u n v e n t i l a t e u r m é t a l l i q u e a c t i o n n é p a r u n m o t e u r d e i 5 I I P , q u i p r o d u i t u n e d é p r e s s i o n j u s q u e d a n s les f o u r s ; à la s o r t i e de ce v e n t i l a t e u r , les gaz s o n t e n v o y é s d a n s u n e g r a n d e t o u r en c i m e n t a r m é , a p p e l é e t o u r d ' o x y d a t i o n .
U n p r e m i e r b r a n c h e m e n t c o n s t i t u e le c a n a l d e l ' u m l a u f p a r l e q u e l u n e p a r t i e des gaz a i n s i r e f r o i d i s f o n t r e t o u r v e r s les f o u r s .
U n s e c o n d b r a n c h e m e n t est f o r m é p a r u n e c a n a l i s a t i o n en a l u m i n i u m p u r r e f r o i d i p a r l ' e a u q u i p e u t ê t r e m i s e e n - s e r v i c e p o u r c o m p l é t e r le r e f r o i d i s s e m e n t des g a z , q u a n d celui-ci n ' a p a s été s u f f i s a m m e n t effectué p a r les c o w p e r .
La t o u r d ' o x y d a t i o n , e x é c u t é e p a r MM. Mazet et L i m o u s i n , de L y o n , est e n c i m e n t a r m é , d ' u n e h a u t e u r d e a3 m . , avec
9,2 m . d e h a u t e u r et c o u v r e en p l a n u n e s u r f a c e de jf> m . s u r 3o m .
Les g a z , a p r è s u n s é j o u r r e l a t i v e m e n t l o n g d a n s la c h a m b r e d ' o x y d a t i o n , d û a u g r a n d v o l u m e de cette c h a m - b r e , s o n t a m e n é s p a r u n e c o n d u i t e en p o t e r i e d a n s les t o u r s de c o n d e n s a t i o n d e l ' a c i d e q u i s o n t au n o m b r e d e 5. L ' a b - s o r p t i o n p a r l ' e a u se fait s u c c e s s i v e m e n t d a n s c h a c u n e de ces t o u r s q u i s o n t p a r c o u r u e s p a r les gaz d a n s l ' o r d r e I, II, III, IV, V et p a r l ' e a u d e p l u s en p l u s c h a r g é e d ' a c i d e n i - t r i q u e d a n s le s e n s i n v e r s e V, IV, III, II, T, d e façon à r é a - liser u n e a b s o r p t i o n m é t h o d i q u e .
Ces t o u r s r e p o s e n t s u r u n e f o n d a t i o n d e v o û t e s e n m a - ç o n n e r i e ; elles s o n t c o n s t r u i t e s en b r i q u e s r é f r a c t a i r c s à l'acide et r e n f o r c é e s p a r d e s a r m a t u r e s m é t a l l i q u e s . A l'in
12 LA H O U I L L E B L A N C H E
l é r i e u r , elles s o n t r e m p l i e s p a r u n e m p i l a g e d e b r i q u e s r é - fractaires s u r l e s q u e l l e s o n fait c o u l e r d e l ' e a u p u r e o u d e l'eau d é j à a c i d u l é e . C h a q u e t o u r c o n t i e n t a i n s i 260 t o n n e s de m a t é r i a u x r é f r a c t a i r e s , o f f r a n t j u n e t r è s g r a n d e s u r f a c e de c o n t a c t p o u r les gaz et p o u r l ' a c i d e .
Des j a r r e s en g r è s placées à l a ; p a r t i e s u p é r i e u r e des t o u r s r a s s e m b l e n t l'acide q u i est r é p a n d u s u r les m a t é r i a u x r é - fractaires ; à la p a r t i e i n f é r i e u r e <et sous la v o û t e de la fon- d a t i o n se t r o u v e n t é g a l e m e n t des j a r r e s e n g r è s q u i r e c u e i l - l e n t l ' a c i d e a y a n t t r a v e r s é la t o u r . Des m o n t e - j u s , f o n c t i o n - n a n t à l'air c o m p r i m é f o u r n i p a r u n p e t i t c o m p r e s s e u r , p e r m e t t e n t d e faire m o n t e r l ' a c i d e à la p a r t i e s u p é r i e u r e des t o u r s , a u b a s d e s q u e l s il d e s c e n d p a r r u i s s e l l e m e n t .
FIG. 9. — Tour d'oxydation (en construction). Hauteur == 23 mètres ; diamètre = 10 mètres ; épaisseur de la paroi = omi o .
U n c i r c u i t é l e c t r i q u e , q u i se t r o u v e f e r m é a u m o y e n de c o n t a c t s e n p l a t i n e , q u a n d l ' a c i d e r e m p l i t la j a r r e d u m o n t e - j u s , p r o d u i t l ' a t t r a c t i o n d ' u n t i r o i r c o m m a n d a n t l ' a r r i v é e d e l'air c o m p r i m é et p a r s u i t e a s s u r e le f o n c t i o n n e m e n t a u t o m a t i q u e d u m o n t e - j u s .
La c o n c e n t r a t i o n d e l ' a c i d e q u i sort d e s t o u r s est p o u s s é e p l u s o u m o i n s l o i n s u i v a n t les b e s o i n s d e la f a b r i c a t i o n ; e n m o y e n n e , o n p o u s s e la c o n c e n t r a t i o n à 5° Bé d a n s la 5° t o u r , à 8 ° / i o ° B é ' d a n s la 4e, à i 2 ° / i 5 ° Bé d a n s la 3e, i8°/2o° d a n s la 2" et 25°/3o° d a n s la ir e, ce q u i c o r r e s p o n d à 35/4o % de N O3 H .
C O N C E N T R A T I O N . — La c o n c e n t r a t i o n d e l ' a c i d e est a c t u e l - l e m e n t effectuée d a n s u n e t o u r c o n s t i t u é e e s s e n t i e l l e m e n t p a r u n e série d e g r a d i n s s u r l e s q u e l s s o n t placées des c a p s u l e s en p o r c e l a i n e o u e n silice f o n d u e d a n s lesquelles c i r c u l e l'acide v e n a n t de la p r e m i è r e t o u r d ' a b s o r p t i o n .
L ' a c i d e est chauffé d i r e c t e m e n t p a r le c o n t a c t des gaz n i -
t r e u x c h a u d s v e n a n t des f o u r s et p r é l e v é s s u r la conduite g é n é r a l e a v a n t l ' a r r i v é e à l ' é c h a u f f e u r d ' a i r .
Les g a z se c h a r g e n t a i n s i à l e u r p a s s a g e de la v a p e u r d'eau et des v a p e u r s d ' a c i d e n i t r i q u e .
P o u r c o n d e n s e r l ' a c i d e e n t r a î n é , o n fait p a s s e r les gaz d a n s u n s e r p e n t i n en p o t e r i e offrant u n e t r è s g r a n d e sur- face d e r e f r o i d i s s e m e n t ; d e là, les g a z se r e n d e n t à la c h a m b r e d ' o x y d a t i o n o ù ils se m é l a n g e n t a u x gaz venant des f o u r s ; q u a n t à l ' a c i d e q u i s'est c o n d e n s é o n le r e n v o i d a n s u n e j a r r e des f o u r s d ' a b s o r p t i o n .
L ' a c i d e c o n c e n t r é r e c u e i l l i a u b a s des c o u p e l l e s passe d a n s u n s e r p e n t i n r é f r i g é r a n t e n p o t e r i e , p u i s est envoyé d a n s de g r a n d e s j a r r e s f o r m a n t r é s e r v o i r d ' o ù il est soutiré p o u r ê t r e m i s e n t o u r i e s et e x p é d i é .
Cet a c i d e c o n t i e n t e n v i r o n 5o % d e N O3 H (à p e u p r è s 36' B a ù m é ) ; avec u n e m a r c h e é n e r g i q u e o n p e u t p o u s s e r la c o n c e n t r a t i o n j u s q u ' à 60 % (à p e u p r è s 4o° B a u m e ) . Mais o n n e c h e r c h e g u è r e à aller p l u s l o i n a v e c ce p r o c é d é de d i s t i l l a t i o n s i m p l e .
L ' é t u d e d e la v a p o r i s a t i o n des m é l a n g e s d ' a c i d e nitrique et d ' e a ù m o n t r e e n effet q u e l a l i m i t e d e 66 % n e s a u r a i t être d é p a s s é e .
La v a p e u r p r o d u i t e a u n e c o n c e n t r a t i o n q u i v a e n aug- m e n t a n t a v e c la c o n c e n t r a t i o n d u l i q u i d e et l o r s q u ' o n arrive à là c o n c e n t r a t i o n d e 66 %, la v a p e u r p r o d u i t e a exacte- m e n t la c o m p o s i t i o n d u l i q u i d e .
La c o n c e n t r a t i o n d u l i q u i d e n e p e u t d o n c p l u s ê t r e aug- m e n t é e ; p o u r f r a n c h i r la l i m i t e de 66 % il f a u d r a i t em- p l o y e r des m o y e n s i n d i r e c t s .
N o u s s i g n a l e r o n s p o u r m é m o i r e le p r o c é d é électrolytique q u i a été e m p l o y é à P a t s c h . L ' a c i d e à c o n c e n t r e r est placé d a n s u n v a s e à é l e c t r o l y t e m u n i d e d e u x é l e c t r o d e s e n pla- t i n e . Dès q u e le c o u r a n t p a s s e , il se d é g a g e d e l'oxygène à l ' a n o d e et d e s , o x y d e s d ' a z o t e à la c a t h o d e . Si la densité d u c o u r a n t n ' e s t p a s t r o p élevée, i l ' n e se d é g a g e p a s d'hy- d r o g è n e . Les oxydes, d e l'azote p r o d u i t s se r e n d e n t p a r le t u b e d a n s le c o m p a r t i m e n t a n o d i q u e o ù ils s o n t transformés e n a c i d e a z o t i q u e p a r l ' o x y g è n e f o r m é à l ' a n o d e .
L ' i n c o n v é n i e n t d e cet a p p a r e i l e s t s o n p r i x t r è s élevé, di à la q u a n t i t é d e p l a t i n e i m m o b i l i s é e sous f o r m e d'élec- t r o d e s ; a u s s i est-ce p e u t - ê t r e u n e des r a i s o n s p o u r lesquelles cet a p p a r e i l n ' a p a s été i n s t a l l é à la R o c h e - d e - R a m e .
O n y a i n s t a l l é le s y s t è m e d e l a d i s t i l l a t i o n e n présence d ' a c i d e s u l f u r i q u e o u h a u t e c o n c e n t r a t i o n q u i semble b e a u c o u p p l u s a v a n t a g e u x .
D a n s ce p r o c é d é , l ' a c i d e n i t r i q u e à 60 % est m é l a n g é à 2 fois s o n p o i d s d ' a c i d e s u l f u r i q u e à 92 % , p u i s introduit d a n s u n e t o u r r e m p l i e de m o r c e a u x d e l a v e d e Volvic el chauffée e x t é r i e u r e m e n t . O n r e c u e i l l e a l o r s u n a c i d e nitrique d o n t la c o n c e n t r a t i o n p e u t a t t e i n d r e a i s é m e n t 98 % avee u n e t e n e u r e n g a z n i t r e u x d e 0,06 % s e u l e m e n t .
O n r e c u e i l l e à la b a s e d e la t o u r l ' a c i d e s u l f u r i q u e dilué p a r l ' e a u a b s o r b é e et n e t i t r a n t p l u s q u e 77 à 8 0 % . C e t acide est de n o u v e a u c o n c e n t r é , p u i s r e n t r e d a n s la fabrication;
M A G A S I N D ' A C I D E . — L e m a g a s i n d ' a c i d e se t r o u v e d a n s le p r o l o n g e m e n t d u h a n g a r d ' a b s o r p t i o n a u q u e l il est adossé.
Il c o n t i e n t de g r a n d e s j a r r e s e n p o t e r i e s q u i r e ç o i v e n t l'acide v e n a n t soit de la p r e m i è r e tour d ' a b s o r p t i o n , soit des appa- reils d e c o n c e n t r a t i o n .
S u r le d e v a n t d u m a g a s i n se t r o u v e le q u a i d'expédrtioi des b o n b o n n e s p o u r l e r a c c o r d e m e n t p r é v u avec la g a r e de la R o c h e - d e - R a m e ; l a S o c i é t é l a N i t r o g è n e a m ê m e étudié la c o n s t r u c t i o n de w a g o n s c i t e r n e s se c h a r g e a n t directe
