E. MATHIAS — LA LIQUÉFACTION DE L'AIR ET L'EXTRACTION DE SON OXYGÈNE 697 



LA LIQUÉFACTION INDUSTRIELLE DE L'AIR 

 ET L'EXTRACTION DE L'OXY&ÈNE DE L'ATMOSPHÈRE 



Dans un précédent arlicle', nous avons décrit 

 avec quelques détails la machine de Linde pour la 

 liquéfaction de l'air, laquelle est fondée, comme on 

 le sait, sur l'abaissement de température produit 

 par la délente de l'air sans travail extérieur sen- 

 sible; dans l'application de celle méthode, le 

 savant professeur de l'École Polytechnique de 

 Munich est arrivé à un dispositif relativement 

 simple, dont le fonctionnement est parfait dans la 

 pratique, pourvu que la machine marche d'une 

 façon ininterrompue-. Les caractéristiques de l'ap- 

 pareil Linde sont : une compression initiale de l'air 

 à 200 atmosphères et un rendement d'environ 

 1/2 litre d'air liquide par cheval et par heure pour 

 des machines de moyenne puissance. Le rende- 

 ment théorique étant environ six fois le rendement 

 pratique, il y a place pour de nombreux perfection- 

 nements. 



Nous nous proposons, dans la première partie 

 de cet exposé, de compléter à grands traits l'his- 

 toire de la liquéfaction industrielle de l'air, 

 ébauchée dans l'article auquel le lecteur est prié de 

 bien vouloir se reporter, et, dans la seconde partie, 

 d'insister sur la séparation de l'air atmosphérique 

 en ses composants oxygène et azote, par voie pure- 

 ment pliysicjue, ce à quoi on arrive par une liqué- 

 faction préalable de l'air suivie d'une véritable rec- 

 tification du liquide obtenu. 



I. — Liquéfaction lndustrielle de l'.mr. 



Les idées qui ont conduit à la liquéfaction de 

 l'air, à la fabrication industrielle de la glace et aux 

 procédés de réfrigération actuellement employés 

 sont dues au génie de Charles William Siemens; il 

 les a clairement exposées dans un brevet anglais, 

 vieux aujourd'hui d'un demi-siècle et qui est resté 

 célèbre'. Ces idées sont au nombre de deux : 

 On produit du froid, puis on l\icciininh\ 

 Pour produire du froid, on prend de l'air ou un 

 fluide élastique quelconque et on le comprime en 

 ayant soin de le ramener, après sa compression, à 

 la température ordinaire, à l'aide d'un courant 

 d'eau ou de tout aulre moyen. Cela étant, on 

 conduit le fluide comprimé dans le cylindre d'une 

 machine motrice, ofi il se détend en poussant le 



' Voyez la Bévue du 30 octobre 1901. 



' C. W. Siemens : Improvements ia refrigerating and pro- 

 ducing icc imd id apparatus or macbinery for ihat piirpose, 

 A. D. ISoT, hrevct n" 2.064. 



piston; cette détente avec travail e.itcrieur Yievmet 

 de récupérer sous forme de travail utilisable une 

 partie de l'énergie dépensée pendant la compres- 

 sion du fluide; d'autre part, elle abaisse fortement 

 (de plusieurs dizaines de degrés) la température du 

 fluide détendu. Si considérable qu'il soit, cet abais- 

 sement est insuffisant pour atteindre d'emblée la 

 température critique de l'air ( — 140°); on obtient 

 une réfrigération plus énergique par l'emploi d'un 

 échaniji'ur de températures ou appareil à contre- 

 courant. 



Imaginons qu'on enloure d'un tube concentrique 

 le tube d'amenée d'air comprimé et qu'on envoie 

 dans ce tube, en sens inverse de l'air comprimé c|ui 

 arrive à la machine, l'air détendu et froid qui 



Fig. 1. — Schrma du procôdé Siemens. — A, conduite de 

 fair comprimé à diMendre: B. conduite de l'air délcndu; 

 M, échangcur de température: D, cylindre de drtenir; l;. 

 robinet de soulirage de l'air lii[uiilp. 



s'échappe de celle-ci. Dans cette circulation in- 

 verse, les deux gaz vont échanger leurs tempéra- 

 tures. L'air détendu va céder son froid à l'air com- 

 primé, qui, arrivant à la machine déjà refroidi, 

 produira par sa détente une température un peu 

 plus basse que celle de l'air qui l'a précédé; l'air 

 détendu refroidira donc un peu plus l'air comprimé 

 suivant, et ainsi de suite. Au lieu de rester station- 

 naire, la température s'abaissera progressivement, 

 et, si l'appareil est soigneusement protégé contre la 

 pénétration de la chaleur extérieure, on atteindra 

 la température de liquéfaction de fair. A partir de 

 ce moment, l'air se résoudra partiellement en 

 liquide et pourra être soutiré par le robinet R 

 (fig. 1). 



Constatons en passant que, dans la description 

 d'un procédé pouvant permettre ia liquéfaction de 

 l'air et consistant dans des modifications apportées 

 au système Windhausen pour la production du 

 froid, Houston dit textuellement : « Il n'y a pas 

 d'autre limite pour l'abaissement de température 



