HYDRAULIQUE

32e A n n é e No 195-196 M a r s - A v r i l 1933

LA HOUILLE BLANCHE

É D I T I O N S B. A R T H A U D , Succ

de J. REY, GRENOBLE

Pour la Rédaction : S'adresser à M . P. P A G N O N

Secrétaire Général

19, Boulevard Çambetta> 19

GRENOBLE

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Le Numéro : 7 francs

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Editeur

23, Grande - Rue, 23

GRENOBLE

С О Л Л 1 Т Е D E D I R E C T I O N S C I E N T I F I Q U E BARBILLION, Professeur titulaire d'Electrotechnique a la Faculté des

Sciences de l'Université de Grenoble.

CAMICHEL, Directeur de l'Institut Electrotechmque de Toulouse.

CHALUMEAU, Ingénieur e n c h e f de la ville de Lyon.

DARRIEUS, Ingénieur des Arts et Manufactures.

DUVAL, Directeur des Services électriques de la Société Générale d'En­

treprises.

FLUSIN, Directeur de l'Institut d'EIectrochimie et d'Electrométallurgie de Grenoble.

GENISSIEU, Ingénieur en c h e f au Ministère des Travaux Publics.

GRIGNARD, Membre de l'Institut, Doyen de la Faculté des Sciences, Directeur de l'Ecole de Chimie Industrielle de l'Université de Lyon.

MAUDUIT, Directeur de l'Institut Electrotechmque et de Mécaniqne appli­

quée à Nancy.

MERCIER, Administrateur-Délégué de l'Union d'Electricité.

DE PAMPELONNE, Inspecteur général du Génie Rural.

PARODI, Directeur honoraire des Services d'Electnfication de la Compa­

gnie des Chemins de fer d'Orléans

PEPY, Professeur a la Faculté de Droit de Grenoble.

PAGNON, Ingénieur I. E. G., Secrétaire général

SOMMAIRE

HYDRAULIQUE. -— Peptisation e t floculation des troubles argileux, p a r M. PICHOT, chargé de conférences à la Faculté des Sciences de Toulouse. — L a chute de « L a Bissorte » et les t u y a u x auto-frettés, p a r G. F E R R A N D , Ingénieur A. et M.

ÉLECTRICITÉ. — Le réseau de Marseille de l a Compagnie Générale Française de Tramways (suite), p a r L. BARBILLION, Professeur à la Faculté des Sciences de l'Université de Grenoble.

DOCUMENTATION.

LÉGISLATION. — L a Cour de Cassation et les droits des Concessions de chutes d'eau à l'égard des Propriétaires, p a r André P E P Y , Professeur à la Faculté de Droit de Grenoble.

INFORMATIONS. — BIBLIOGRAPHIE.

H Y D R A U L I Q U E

Peptisation et floculation des troubles argileux

par M. P I C H O T , Chargé de Conférences à la Faculté des Sciences de Toulouse

Cette é t u d e a é t é entreprise, s u r les conseils d e M. le Profes- seur Camichel, directeur de l ' I n s t i t u t E l e c t r o t e c h m q u e d e Tou- louse. Si elle p a r a î t constituer, p r e s q u e u n i q u e m e n t , u n e contri- bution à l ' é t u d e t h é o r i q u e d e l a p e p t i s a t i o n e t d e l a floculation des troubles argileux, elle a, toutefois, u n b u t p r a t i q u e ; à savoir, apporter quelques connaissances, sur le m é c a n i s m e d u dépôt des boues e t des limons d a n s les c h e n a u x des p o r t s en rivière et dans les bassins d ' a l i m e n t a t i o n .

P a r agitation d'argile ou d e kaolin avec d e l'eau, on obtient un système dispersé, constitué d a n s le cas d u kaolin, p a r des particules d e dimensions très variables, de l'ordre d e quelques u.

U n e infime p a r t i e existe, à l ' é t a t colloïdal, c'est-à-dire d e parti- cules ultramicroscopiques, la presque t o t a l i t é est n e t t e m e n t visible a u microscope, c h a q u e p a r t i c u l e possède u n m o u v e m e n t propre analogue a u m o u v e m e n t brownien. Cette suspension constitue ce q u ' o n appelle u n « t r o u b l e », d a n s la classification des systèmes dispersés.

Si nous cessons d'agiter, e t si le t r o u b l e e s t a b a n d o n n é à lui- même, il se clarifie plus ou moins vite. C'est l ' é t u d e d e la clari-

fication d ' u n trouble d e kaolin e t la modification d e ]a durée de la clarification sous l'action d'electrolytes ajoutés, qui fail l'objet d e ce t r a v a i l .

A G E N T P E P T I S A N T , A G E N T F L O C U L A N T

Les troubles obtenus p a r a g i t a t i o n d ' u n e t e r r e avec u n e eau n a t u r e l l e se clarifient plus ou moins vite, s u i v a n t la n a t u r e e t la c o n c e n t r a t i o n des substances dissoutes d a n s l'eau.

L o r s q u e l'addition d'une certaine q u a n t i t é d ' u n electrolyte à u n e dispersion d'argile dans d e l'eau distillée, a u g m e n t e ou modifie p e u la durée de la clarification d u t r o u b l e , l'électrolyle est u n agent peptisant.

L o r s q u e l'addition d ' u n electrolyte, accélère la clarification du t r o u b l e , l'électrolyte e s t u n agent floculant.

Il e s t classique d ' a t t r i b u e r , après Schlôsing (1) (1870), Bod- (1) Schlôsing (Ch.), C. R . Acad. Sc. t . L X X (1870), p . 1345 Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1933005

34 LA HOUILLE BLANCHE lancier (1) (1893), P e r r i n (2) (1904), à l'action des électrolytes

dissous dans l'eau de mer, la p r é c i p i t a t i o n des limons e t la for- m a t i o n des deltas, des b a r r e s et des lagunes.

Schlôsing (3) conseille a u x industriels, s o u v e n t gênés p a r les limons, de les précipiter en m ê l a n t a u x e a u x troubles, des éléments calcaires ou magnésiens, e m p r u n t é s soit à des rivières, soit à des résidus industriels à bas p r i x .

Cependant, le sujet ne nous p a r a î t p a s épuisé, il nous est permis d'affirmer, en outre, que t o u t e l ' i m p o r t a n c e d u p h é n o - m è n e a u p o i n t de v u e économique e t industriel, n ' a p a s été envi- sagée.

L ' é t u d e de la floculation, puis de la s é d i m e n t a t i o n des troubles d'argile, doit ê t r e précédée de la mise a u p o i n t d ' u n e t e c h n i q u e rigoureuse, qui t r o u v e son critérium dans la réalisation d'expé- riences comparables.

Nous a v o n s choisi du kaolin commercial c o m m e m a t i è r e pre- mière. Nous a v o n s purifié, a u préalable, u n e assez g r a n d e q u a n - t i t é de kaolin p a r lavage, d é c a n t a g e et séchage. D a n s t o u t e s nos expériences, nous utilisons la m ê m e m a t i è r e .

Nous opérons, en général, sui des solutions r e n f e r m a n t 3 gr. 5 da kaolin dans u n l i t r e d'eau distillée. U n brassage t r è s éner- gique de l'eau et du kaolin est réalisé p e n d a n t q u a t r e heures, à l'aide d ' u n a g i t a t e u r rotatif.

D a n s des t u b e s soigneusement lavés, nous versons 30 c m³ de c e t t e solution de kaolin et 30 c m³ d ' u n e solution saline de t i t r e connu.

P e n d a n t sept heures, ces t u b e s sont agités t r è s énergiquement.

P u i s les t u b e s s o n t placés d a n s un t h e r m o s t a t , la t e m p é r a t u r e y est rigoureusement c o n s t a n t e a u dixième d e degré.

Les t u b e s o n t été soigneusement brossés, p u i s lavés à la soude, puis à l'eau, sous u n fort j e t , p e n d a n t douze h e u r e s . Ils sont ensuite lavés à l'eau acidulée, e t rincés sous u n j e t p e n d a n t 8 heures. Enfin, lavés à l'alcool e t à l ' e a u distillée. Il est absolu- m e n t nécessaire d'opérer avec des t u b e s débarrassés d e t o u t e t r a c e d'électrolytes.

D É T E R M I N A T I O N D U D E G R É D E T R O U B L E , O P A C I T É

L'opacité du trouble est mesurée a u néphéloabsorptiomètre de Moll, de la maison K i p p .

L o r s q u ' u n faisceau de lumière t r a v e r s e u n milieu trouble, il est affaibli;

1° P a r une absorption p a r t i e l l e ; la lumière p é n é - t r a n t dans les particules est absorbée e t t r a n s - formée en chaleur ;

2° P a r un r a y o n n e m e n t ; les particules réfractent, réfléchissent e t dispersent la lumière.

L'absorption e t le r a y o n n e m e n t sont une fonc- tion :

1° D e l'épaisseur de la couche t r a v e r s é e ; 2° D e la concentration de la m a t i è r e solide ; 3° D e la longueur d'onde de la lumière utilisée ; 4° D u n o m b r e de particules ;

5° D e la forme des particules ;

6° D e la solvation, le corps en suspension s'associe au solvant.

Il est donc possible, t h é o r i q u e m e n t d u moins, de déterminer la concentration d ' u n e p h a s e dispersée a u m o y e n d ' u n e mesure p h o t o m é t r i q u e .

Avec le n é p h é l o a b s o r p t i o m è t r e de Moll (1), d e u x flux lumi- n e u x é g a u x t r a v e r s e n t d e u x couches de m ê m e épaisseur, l'une d ' e a u p u r e , l ' a u t r e d'eau t r o u b l e . On c o m p a r e les énergies des d e u x faisceaux é m e r g e a n t s , en les r e c e v a n t sur d e u x piles ther- moélectriques.

U n e source de lumière (lampe de 4 volts d e m i - w a t t , 25 bou- gies) est placée e n t r e deux piles t h e r m o é l e c t r i q u e s I et I I (fig. 1 e t 2).

ZT.

£<3u p t / r e

i

L.

Fig. 1

C h a c u n e de ces piles est fermée sur u n e résistance d e 50 ohms, L ' u n e de ces résistances (pile I I ) est composée de neuf résis- t a n c e s de 5 ohms, plus d i x résistances de 0,5 ohms, et constitue u n p o t e n t i o m è t r e à décades.

L a c h u t e de potentiel e n t r e les e x t r é m i t é s A B de la résis- t a n c e de 50 ohms du circuit de la pile I, est mise en opposition a v e c u n e différence de p o t e n t i e l égale prise sur le potentiomètre ; d a n s ces conditions, le g a l v a n o m è t r e G r e s t e a u repos. La lecture n a u p o t e n t i o m è t r e à décades, fournit la résistance 0,5 n ohms intercalée entre C e t D .

(1) Bodlander (G.), Nenes J a h r b u c h F ü r Min. G6ol. t. II, 1893, p. 147 .

(2) Perrin (J.), Journal de Chimie Physique, 2. 1904, p . 601, 3. 1905, p . 50.

(3) Sch'ösing (Gh.), C. R. Acad. Sc. t. L X X (1870), p . 1345.

Fig. 2

Des cuves à faces parallèles, de m ê m e épaisseur, sont placées e n t r e la source e t les piles. Remplissons les cuves d ' e a u pure.

L a construction des piles de la Maison K i p p est parfaite a u point d e d o n n e r le m ê m e c o u r a n t dans c h a q u e r é s i s t a n c e de 50 ohms.

(1) W . J . H . Moll, Verslag. A k a d . W e t e n s c h a p p e n Amsterdam»

28 1001 (1919-1920),

LA HOUILLE BLANCHE

35

Le g a l v a n o m è t r e r e s t e au repos p o u r n = 100 ; on p r e n d la dif- férence de potentiel a u x e x t r é m i t é s de la résistance C E de 50 ohms du potentiomètre. Si on c o n s t a t e une p e t i t e déviation du g a l v a - nomètre, le r h é o s t a t a u c h a r b o n R p e r m e t la compensation, c'est-à-dire l'égalité, des résistances des circuits des piles I et IL

On remplace l'eau de la cuve I par la solution d o n t on v e u t déterminer l'opacité e t on r a m è n e le g a l v a n o m è t r e a u zéro en prenant sur le p o t e n t i o m è t r e n 0,5 ohms.

Soit e^l et e² l^a force électromotrice de c h a q u e pile,

<!>! et $ 2 l^{e s} intensités des flux l u m i n e u x émergents.

On a donc

<J>o

e- k ^td

n g — k, d '

n = 400 e ~ <*< - ^k*^{) d} l o g n = 2 — d (kt — Ar²) l o g e.

jons de rofa//'orj

On a

11 ne passe rien dans le g a l v a n o m è t r e , p a r suite 5 0 . i^{ =

4 .

d'où :

n_

i,

h est l'intensité d u circuit de la pile I I .

:

s

on en A. to// h r

Nous prenons pour mesure de l'opacité de la solution la q u a n t i t é :

q = 2 — l o g n

C'est u n e q u a n t i t é proportionnelle à la différence ( ^ - A'²) des pouvoirs a b s o r b a n t s de la solution e t de l'eau p u r e ; lorsque la loi de L a m b e r t s'applique.

O P A C I T É E T C O N C E N T R A T I O N

La loi de L a m b e r t p r o p r e m e n t dite est valable seulement pour les solutions molé- culaires.

D ' a p r è s la théorie de Mie (1) et de Ganz- (1) Mie, Ann. Phys. (4) 25, 1908, p . 377.

F i g , 3

R est la résistance t o t a l e du circuit de la pile I, ainsi que celui de la pile I I .

e, =

. R

D'où :

e

== z

. R

* i

il

Supposons la loi de L a m b e r t d ' a b s o r p t i o n de la lumière, applicable a u x solutions t r o u b l e s de kaolin.

Soit d l'épaisseur c o m m u n e des cuves.

P o u r la solution t r o u b l e , on a :

«ï^ = $^{0 e} ~ ^k* ^d

*i est le coefficient d ' a b s o r p t i o n de la solution.

Pour l'eau p u r e , on a :

$⁴ = $^{f l e} - *« ^d

h est le coefficient d ' a b s o r p t i o n de l'eau p u r e . Fig. 5 Fig. 4

36 L A H O U I L L E B L A N C H E

H a p p e l l (1), le coefficient d ' a b s o r p t i o n est p r o p o r t i o n n e l à la c o n c e n t r a t i o n .

k^{ = Kc

Des expériences de Teorell (2) sur u n sol m a s t i q u e (dimen- sions des particules 56 il résulte, q u ' i l y a p r o p o r t i o n n a l i t é e n t r e le coefficient d ' a b s o r p t i o n et la concentration, s u r t o u t pour les solutions étendues.

P o u r les solutions de gélatine, le coefficient k^x d i m i n u e lorsque la concentration a u g m e n t e .

11 est donc nécessaire d'étudier la v a r i a t i o n du coefficient

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Pre Veert ^{- c/é COL} e/tt » 0 feg/ ; /r

mélange d u liquide de ces couches. L ' e x t r é m i t é de la pipette doit, de plus, avoir u n e position bien d é t e r m i n é e p a r r a p p o r t à la surface d u liquide dans le t u b e .

N o u s avons réalisé l ' a p p a r e i l s u i v a n t (fig. 4 et 5) : un chariot, e n t r a î n é p a r u n e vis sans fin, déplace v e r t i c a l e m e n t la pipette.

Celle-ci c o m m u n i q u e p a r son e x t r é m i t é supérieure, avec un flacon de g r a n d e dimension, d a n s lequel on réalise u n vide rela- tif. U n r o b i n e t à p o i n t e a u p e r m e t de régler la vitesse de mise en charge du liquide dans la p i p e t t e . On descend la pipette progressivement, le p r é l è v e m e n t d u l i q u i d e est réalisé t r è s len- t e m e n t , s u i v a n t les couches t r è s minces, sans e n t r a î n e m e n t ou

m é l a n g e des couches voisines.

L o r s q u e l ' e x t r é m i t é de la p i p e t t e esl h o r s du liquide, la vis sans fin est entraî- née a u m o y e n d ' u n m o t e u r électrique. Un c o m m u t a t e u r p e r m e t de c h a n g e r le sens de r o t a t i o n d u m o t e u r . D a n s le liquide, on déplace la p i p e t t e , en faisant t o u r n e r la vis s a n s fin à la m a i n .

Fig. 6

d'opacité q d ' u n e solution de kaolin, en fonction de la concen- tration.

P o u r de faibles concentrations, l'opacité e s t proportionnelle à la concentration. La courbe d e v i e n t ensuite concave vers l'axe des c o n c e n t r a t i o n s , le coefficient dimi-

n u e lorsque la concentration a u g m e n t e , ce qui semble t o u t à fait général (fig. 3).

L ' o p a c i t é de nos solutions varie de 0 à 0,3 environ. D a n s ces conditions, on p e u t a d m e t t r e la p r o p o r t i o n n a l i t é e n t r e l'opacité e t la concentration.

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C O U R B E S D ' O P A C I T É

o L ' o p a c i t é v a r i e a v e c la profondeur de la couche observée (distance à la surface libre) e t a v e c l'âge d u t r o u b l e . L'origine des t e m p s coïncide a v e c l a fin d u brassage d u l i q u i d e d a n s les t u b e s .

N o u s p r e n o n s c o m m e variable, le quotient de la profondeur l p a r l'âge / d u trouble, N o u s d o n n o n s les courbes d ' o p a c i t é de différentes solutions.

Les courbes, fig. 6, 7, 8, représentent des courbes d ' o p a c i t é de t r o u b l e s de kaolin, de différentes t e n e u r s en a m m o n i a q u e , la t e n e u r en a m m o n i a q u e v a r i a n t de 0 à N

'IMO'

of P R É L È V E M E N T D E S SOLUTIONS

Nous d é t e r m i n o n s l'opacité des t r o u b l e s dans les tubes à différentes profondeurs.

Nous devons donc prélever, à u n certain niveau moyen, 2 c m³ environ de liquide;

Le liquide est ensuite versé dans u n e cuve à faces parallèles. L a cuve est portée sur le néphéloabsorptiomètre et l'opacité est mesurée.

Le p r é l è v e m e n t du liquide, à l'aide d ' u n e p i p e t t e p a r aspiration à la bouche, est à rejeter c o m p l è t e m e n t ; car il est impossible

de régler ainsi la vitesse d'aspiration, les couches plus ou moins voisines de l ' e x t r é m i t é de la p i p e t t e s o n t entraînées d'où, u n

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(1) Ganz et Happell, Ann. Phys. (29), 1909, p . 277.

(2) Teorell, 1. Kolloïd Zeitschrift L. I I I , 1930, p . 3 2 2 : Kolloïd Zeitschrift LIV., 1931, p . 58, p . 150.

Fig. 7

L a t e m p é r a t u r e est de 20 ⁰ 4.

Les p o i n t s e x p é r i m e n t a u x se t r o u v e n t sur u n e m ê m e courbe, q u e l q u e soit l'âge d e la solution.

L a fig. 9 r e p r é s e n t e l'ensemble des trois c o u r b e s précédentes, ces courbes ont, a u d é b u t , u n e p a r t i e c o m m u n e , p o u r les grandes v a l e u r s de la v a r i a b l e l : /, l'opacité croît a v e c la t e n e u r en ammo-

L A H O U I L L E B L A N C H E

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38 LA HOUILLE BLANCHE

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LA HOUILLE BLANCHE 39 niaque, passe par u n m a x i m u m , puis décroît. L ' a m m o n i a q u e

est un agent p c p t i s a n t des solutions de kaolin.

Les courbes d ' o p a c i t é p o u r les différentes bases présentent les mêmes propriétés.

Les courbes d'opacité, fig. 1 0 , 1 1 et 12, r e p r é s e n t e n t l'action d'une solution de chlorure de sodium à la t e m p é r a t u r e de 20° 4.

Pour les solutions r e n f e r m a n t 115 m m g r . de N a ou celles ren- fermant 230 m m g r . de N a p a r litre, t o u s les points expérimen- taux se t r o u v e n t sur u n e m ê m e courbe.

Pour une c o n c e n t r a t i o n de 460 m m g r . de N a par litre, on obtient pour c h a q u e âge, de la solution, une courbe différente.

La fig. 13 r e p r é s e n t e l'ensemble • des courbes des figures 10, 11 et 12. Les courbes 115 m m g r . de N a p a r litre, 230 m m g r . par litre ne se s é p a r e n t q u e p o u r u n e c e r t a i n e valeur de la variable l ; t. Les courbes, 460 m m g r . p a r litre, sont n e t t e m e n t diffé- rentes.

C O U R B E S O P A C I T É . C O N C E N T R A T I O N

Nous avons étudié l ' o p a c i t é des solutions de kaolin et de chlo- rure de Na de différentes c o n c e n t r a t i o n s . T o u t e s les prises ont été effectuées à la m ê m e profondeur et a u m ê m e âge des t r o u - bles, le r a p p o r t l : t est c o n s t a n t .

Pour de faibles c o n c e n t r a t i o n s en NaCZ, la courbe présente un palier presque horizontal, puis l'opacité d i m i n u e t r è s r a p i d e m e n t . Pour des c o n c e n t r a t i o n s c o r r e s p o n d a n t a u palier initial, les courbes d'opacité p r é s e n t e n t la p a r t i c u l a r i t é des courbes des figures 6, 7, 8, 10 et 1 1 . T o u s les points e x p é r i m e n t a u x sont sur une même courbe.

L'opacité décroît ensuite t r è s r a p i d e m e n t . Les courbes d'opa- cité sont analogues à celles de la figure 12. Chaque âge possède une courbe d'opacité.

Pour les a u t r e s sels, les courbes opacité-concentration sont analogues à celles o b t e n u e s avec le chlorure de sodium.

M O D I F I C A T I O N D E LA CLARIFICATION

DES T R O U B L E S D E KAOLIN SOUS L ' I N F L U E N C E D E S É L E C T R O L Y T E S P E P T I S A N T OU F L O C U L A N T

A) Tirons u n e conclusion de ces expériences : Les variables du p h é n o m è n e sont :

1° La q u a n t i t é t o t a l e de kaolin en expérience ; 2° La t e m p é r a t u r e ;

3° L'électrolyte e t la c o n c e n t r a t i o n de l'électrolyte ; 4" L'âge Z d u t r o u b l e ;

5° La distance Z de l a couche observée à la surface libre ; 6° La concentration d e c e t t e couche ou ce qui revient au

même, l'opacité, q u a n t i t é s proportionnelles.

Dans les expériences précédentes, nous avons opéré avec la même q u a n t i t é t o t a l e de kaolin, à la m ê m e t e m p é r a t u r e .

Pour un électrolyte et u n e c o n c e n t r a t i o n donnés, les variables indépendantes sont la distance Z de la couche observée et l'âge t du trouble. L ' o p a c i t é est u n e fonction de Z et de t.

Prenons p o u r variable le q u o t i e n t Z ; t. Considérons les courbes opacité en fonction de Z : Z,

B) P o u r un électrolyte peplisant, l'opacité est c o n s t a n t e p o u r u n l : t d o n n é . T o u s les points e x p é r i m e n t a u x s o n t sur u n e m ê m e courbe.

U n électrolyte p e p t i s a n t fournit a u x particules les charges électriques nécessaires qui r e n d e n t impossible-l'association des particules. Lorsque d e u x particules ainsi chargées d'électricité de m ê m e nom, a r r i v e n t a u voisinage l'une de l ' a u t r e , la force électrique répulsive empêche leur union.

L a variable Z: Z, q u e nous avons i n t r o d u i t dans nos expériences, m e s u r e u n e vitesse. L a vitesse v^T d ' u n e particule est u n e fonc- tion de son r a y o n r et de la viscosité du milieu. U n brassage éner- gique et prolongé a p o u r b u t d ' a m e n e r une distribution i d e n t i q u e des p a r t i c u l e s , dans les différents volumes élémentaires, à l'ori- gine des t e m p s . Appelons densité o^r le n o m b r e des particules d o n t le r a y o n est compris e n t r e r et r + dr dans l'unité de volume.

A l'origine des t e m p s , la densité S^r est la m ê m e en t o u s les points d u liquide. A l ' i n s t a n t t, la densité 8^r est nulle au-dessus de la couche située à la distance i — vr t de la surface, elle possède la v a l e u r p r i m i t i v e au-dessous de cette couche. L ' o p a c i t é est u n e fonction du n o m b r e t o t a l de particules à la distance Z, le n o m b r e t o t a l de particules dans l'unité de v o l u m e a donc p o u r v a l e u r :

N =

s;

avec

l = vTt

L a m e s u r e de l'opacité et ses variations avec Z, p o u r r a nous renseigner sur la distribution des particules, sur la variation de Sr avec r. Il est¹ possible q u e nous t r o u v i o n s u n e loi analogue à la loi de Gauss.

C) P o u r un électrolyte floculant, l'opacité diminue avec le t e m p s p o u r u n Z : t donné. Les courbes opacité, Z : t d é p e n d e n t d u p a r a m è t r e t e m p s . L a présence de l'électrolyte a m è n e la flo- culation, le g r o u p e m e n t des particules, u n e modification de la r é p a r t i t i o n des particules et de leurs dimensions d a n s le t e m p s .

11 y a de plus, d a n s certains cas, des t r a n s f o r m a t i o n s chimiques.

D) A u n e t e m p é r a t u r e donnée, les différents sels s o n t des électrolytes p e p t i s a n t s j u s q u ' à u n e certaine concentration, ils d e v i e n n e n t ensuite des électrolytes floculants.

Ainsi, p o u r c h a q u e sel, on p e u t définir p o u r u n e t e n e u r donnée en kaolin, p o u r u n e t e m p é r a t u r e donnée, u n e limite de seuil q u e fournit la concentration de l'électrolyte au-dessus de la- quelle une floculation, puis une sédimentation d u t r o u b l e est possible.

Voici, en gros, la limite de seuil, évaluée en normalités p o u r différents sels, à la t e m p é r a t u r e de 20°6.

Soude

N

Chlorure de sodium ^gQ N

Chlorure de m a g n é s i u m ^ N

Chlorure de calcium 5~ÛÔ1) N

Acide ehlorhydrique WWU N

Chlorure d ' a l u m i n i u m ,

20,000

40 LA HOUILLE BLANCHE E) L ' a c t i o n chimique d ' u n a g e n t floculant sur le kaolin se

t r a d u i t , après la s é d i m e n t a t i o n , p a r une d i m i n u t i o n d u t i t r e de l'électrolvte du liquide.

N o u s a v o n s opéré avec des concentrations initiales en elec- trolytes n e t t e m e n t supérieures à la limite de seuil, de manière à a m e n e r la s é d i m e n t a t i o n t o t a l e au b o u t de v i n g t - q u a t r e heures, la t e m p é r a t u r e é t a n t de 20° 6.

Le t a b l e a u s u i v a n t p e r m e t la comparaison des t i t r e s de la- solution initiale du liquide s u r n a g e a n t après s é d i m e n t a t i o n complète pour différents electrolytes.

Soude.

Titre initial de la solution

5 N

Limite de seui,

N 50

250 N

Chlorure de sodium 4 . 5

Chlorure de m a g n é s i u m . . . . 3 . 5

Chlorure de calcium 7 . 5

Acide chiorhydrique

^'^To~

Acide libre 6.7

JL

250 N 2,500

N 5.000

N 000 10.000 N

2.500 N 5.000

4 . 2

3 . 5

N

Chlorure d'aluminium

Al. C P . 4 . 2

10.000

N N

20.000 20.000

litre du liquide après

sedimentation complete

N 50 _N 250

N 2.500

N 5.000

N 10.000

N 10.000

N 20.000 6 . 3

5 . 7

3 . 5

L ' a c t i o n chimique de la soude, du chlorure de sodium, du chlorure de magnésium est faible.

Douze pour cent environ de l'acide chlorhydrique se combi- n e n t avec le kaolin et se t r o u v e n t d a n s le p r o d u i t sedimenté.

Les solutions de chlorure d ' a l u m i n i u m s o n t acides par suite de l'hydrolyse. L ' a c t i o n chimique du chlorure d'aluminium s'exerce à la fois p a r les ions H de sa solution, qui se combinent avec le kaolin et par le chlorure d ' a l u m i n i u m . L ' a c i d e libre com- biné au kaolin est à peu près le m ê m e (T~QÔ~0^{en v u on} ^ 1^ue

/ Ñ \ d a n s le cas de l'acide chlorhydrique (^0,9 | -Q Q Q environ ). P o u r

ce sel, les actions chimiques et physiques agissent s i m u l t a n é m e n t , p o u r produire la s é d i m e n t a t i o n .

E) D a n s les expériences précédentes, nous opérons avec la m ê m e t e n e u r t o t a l e en kaolin et à la m ê m e t e m p é r a t u r e . La limite du seuil p e u t dépendre de ces d e u x variables.

P o u r de faibles t e n e u r s totales en kaolin, la courbe opacilc- c o n c e n t r a t i o n d ' u n électrolyte déterminé, présente u n palier presque horizontal. Si on a u g m e n t e la t e n e u r en kaolin, on o b t i e n t finalement des courbes p o u r lesquelles l'opacité com- mence par croître avec la c o n c e n t r a t i o n en électrolyte, et paffc par u n m a x i m u m .

C'est en ce sens, que l'on p e u t d i r e , q u e l'électroly te est pe] li- s a n t .

Désignons p a r un, la t e n e u r en kaolin d a n s le cas de l'eau p u r e .

Voici pour différentes bases, p o u r u n . m ê m e 1 : t, à la mciro t e m p é r a t u r e , la c o n c e n t r a t i o n en électrolyte, au maximum d'opacité.

C h a u x Concentration N/2.200.. opacité.. 14 Soude Concentration N/1.000.. opacité.. 110 A m m o n i a q u e Concentration N/1.000.. opacité.. 140 F) L a limite de seuil dépend de la t e m p é r a t u r e . Ainsi pour u n e solution d e kaolin r e n f e r m a n t 3,5 gr. de kaolin p a r litre, ia limite de seuil pour u n l : t donné, correspond à u n e concentra- t i o n d ' e n v i r o n N/100 en chlorure de sodium à la température d e 17°, à une c o n c e n t r a t i o n d'environ N/250 en c h l o r u r e de so- d i u m à la t e m p é r a t u r e de 20° 6.

L a t e m p é r a t u r e a donc u n e grosse influence sur la vitesse de clarification des t r o u b l e s . L a t e m p é r a t u r e modifie d ' u n e façon t r è s sensible la viscosité du milieu. Il est donc nécessaire, dans des expériences c o m m e les nôtres, de conserver les t r o u b l e s dans des t h e r m o s t a t s , à t e m p é r a t u r e r i g o u r e u s e m e n t c o n s t a n t e .

Qu'il m e soit permis, p o u r t e r m i n e r , d'adresser mes remercie- m e n t s à t o u s ceux qui, t e n u s a u c o u r a n t de ces recherches, les o n t p a r t i c u l i è r e m e n t encouragées. A M. le Professeur Camichel, directeur de l ' I n s t i t u t E l e c t r o t e c h n i q u e de Toulouse, à M. l'In- génieur en chef des P o n t s e t Chaussées Crescent, e t d ' u n e façon t o u t e particulière à M. l ' I n g é n i e u r en chef des Pônls-et-Chaussées L é v ê q u e , directeur du P o r t A u t o n o m e de B o r d e a u x , et à M. l'In- génieur Fischer, chef du Service des Accès du P o r t ' autonome d e B o r d e a u x , qui favorisent d ' u n e m a n i è r e si effective mes recherches.

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