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E. MATHIAS — LÀ LIQUÉFACTION DE L"AIR ET L'EXTRACTION. DE SON OXYGÈNE 



qiu' la liquéfaclion de l'azote, ou de l'oxygène, ou 

 même de l'air'. •■ 



Les essais faits par Siemens pour nhilisor son 

 proci'dé échouèrent". Ils furent repris en ISH.'l par 

 l'éminent industriel Solvay '. Il résume sa tentative 

 dans les termes suivants * ; 



(I A répofiue où je m'occupais de ce problème, j'avais 

 e'ri'vue la production industrielle des températures 

 extrêmes cl notamment la liquéfaction courante des 

 aaz. 



« Dans cette voie, fort du principe théorique qui 



servait de base à mon système, je crus devoir m'im- 

 poser comme limite les compressions pratiques cou- 

 ramment en usage dans l'industrie et ne voulus pas 

 dépasser 5 atmosphères de pression, ni 15 chevaux, de 

 puissance poiu- arriver au résultat; de même, je ne 

 crus pas devoir employer la détente sans travail, de 

 réalisation heinicou/i plus facile, mais de rendemenl 

 beaucoup moindre 



« Le maximum d'abaissement de la température 

 auquel je réussis à arriver ainsi fut de — 95°, les causes 

 de déperdition du froid produit l'emportant ensuite 

 sur la puissance de sa production. » 



Quelques années après, le Professeur Linde 

 portait le jugement suivant sur la possibilité de 

 mettre en œuvre la détente avec travail extérieur 

 pour abaisser fortement la température"' : 



« La réalisation de ce procédé (indiscutable en 

 théorie) est contestable en pratique pour les raisons 

 suivantes : 



« Supposons que ce procédé soit appliqué à l'air 

 atmosphérique jusqu'à la température qui doit être 

 atteinte pour la liquéfaction; à ce moment, on a en 

 présence tous les corps étrangers mêlés à l'air, tels que 

 l'eau, l'acide carbonique, etc., ainsi que tous les restes 

 de matière lubréfiante employée à l'état solide. Dans 

 ces conditions, le fonctionnement d'un cylindre d'ex- 

 pansion avec ses organes de distribution devient 

 presque inqiossible à réaliser. Tous ceux qui ont tra- 

 vaillt^ avec ces basses températures savent combien la 

 manipulation d'un simple robinet présente déjà de dif- 

 ticultés. En imtre, il serait très difficile, pour ne pas 

 dire impossible, de protéger comme il convient pour 

 ces basses températures le cylindre d'expansion et sou 

 mécanisme contre l'action, de la chaleur extérieure. 

 On m- pourra donc pas du tout atteindre ces tempéra- 

 tures avec un pareil dispositif. » 



■ Si l'on résume les raisons qui ont fait écliouer 

 les premières tentatives de liquéfaction de l'air par 

 l'eijnploi de la détente avec travail extérieur, on 

 trfiuve : 



' HocsTON : Jourijnl o( the Franklin Jns/ilutû. t. LXVIl. 

 I)..10: 18'ii. 



' A citer également les considérations (f.Vrmongauit sur 

 ce sujet (i872i. 



■ ' Voirie brevet anglais n" 13.466 du 6 novembre 1883. dans 

 lequel, de très bonne foi, cet inventeur redécouvre la pro- 

 duction du froid p.u- la détente avec travail extérieur et son 

 accuniulalion par un appareil à contre-courant: mais il 

 iûdic[iie aussi que la combinaison de l'écliangeur de tempé- 

 rriliires et de la compression des gaz considérée comme cause 

 ])roductrice de chaleur, conduit à f accumulation de la cha- 

 leur et à la possibilité d'obtenir ainsi des températures 

 élevées. 



* E. SoLVAY : C. /}., t. CXXl, p. 1141 ; 189:;. 

 '' ' C. LixDE : Génie civil, année 189";, p. 37. 



1" La congélation des divers lubrélianls em- 

 ployés, d'où résultent des frottements progressifs, 

 des grippements, puis, bien avant que la liquéfac- 

 tion ait pu se produire, une immobilisation com- 

 plète des organes de la machine dans laquelle 

 s'opère la détente; 



2" Le réchauffement par la chaleur extérieure. 



L'impossibilité de résoudre la première diffi- 

 culté, en particulier, aconduitséparémenlHampson 

 et Linde et, après eux, Sir J. Dewar,à se passer de la 

 détente avec travail extérieur et à se contenter de 

 la détente sans travail extérieur sensible, « de réali- 

 sation beaucoup plus facile, mais de rendement 

 beaucoup moindre » 'Solvay'). Les lecteurs de la 

 Revue connaissent les appareils de Sir James 

 Dewar', Hampson" et Linde'; nous n'y revien- 

 drons pas. Une conséquence nécessaire du faible 

 rendement de ces appareils, c'est la nécessité de 

 l'emploi d'une forte compression initiale de l'air, 

 qui atteint 200 atmosphères. 



Frappé de ces inconvénients, et malgré les in- 

 succès de ses prédécesseurs, G. Claude attaqua à 

 son tour le problème de la liquéfaction de l'air par 

 la détente avec travail extérieur combinée avec un 

 échangeur de températures. 



Il fit ses essais* avec un moteur à piston et 

 tiroir, dont le cylindre avait 1 litre de capacité; 

 avec de l'air comprimé à 20 ou 23 atmosphères, 

 cette machine développait, à la vitesse de 180 tours 

 par minute et avec un coefficient d'admission de 

 I/o, une puissance maxima de près de 6 chevaux, 

 absorbée par une dynamo. Le cylindre était en 

 relation avec un échangeur de températures pesant 

 près de 700 kilogs et comportant une surface 

 d'échange de 7,3 mètres carrés. Partant de la tem- 

 pérature ambiante, il fallait assurer le graissage de 

 la machine jusqu'aux températures très basses que 

 l'on atteint progressivement; comme c'était la prin- 

 cipale cause des insuccès de ses devanciers, 

 G. Claude porta tous ses efforts de ce côté. Il 

 trouva que, de tous les liquides connus, les corps 

 légers retirés de la distillation du pétrole, désignés 

 sous les noms àrthers de pétrole ou de gazoline, 

 qui ont une densité allant de 0,62 à 0,74, ne se 

 solidifient pas aux températures inférieures à la 

 température critique de l'air ( — 140°j. En parti- 

 culier, l'étber de pétrole de densité 0,64 a la pro- 

 priété de ne pas se solidifier même au point 

 d'ébullilion normale de l'azote liquide ( — 194°). 

 Ces éthers de pétrole sont, à la température ordi- 

 naire, des liquides très mobiles, sans viscosité, et 

 par suite de très mauvais lubréfianls. Au contraire, 



' Rcv. gén. des Se., t. Vil. p. 274; 16 mars 1896. 



« Her. gén. des Se, t. Vil, p. 329; 13 avril 1896. 



> Hev. gén. des Se. t. Xll, p. 902: 30 octobre 1901. 



' Georges Claude : C. li., t. CXXXl. p. 300; 10 sept. 1900. 



