La Chimie du Sel à la Soudière de Dombasle : Le Procédé Ernest SOLVAY
Fils d'Alexandre Solvay, raffineur de sel dans le Brabant en Belgique, Ernest Solvay est passionné de chimie. Après le sel, il découvre l'ammoniac chez son oncle, Directeur d'une usine à gaz.
En 1860, en mélangeant par hasard des gaz d'ammoniac et de dioxyde de carbone dans de l'eau salée, le liquide s'épaissit en l'agitant.
Le précipité blanc obtenu est du bicarbonate de sodium. Il décide de breveter son procédé qu'il a étudié et amélioré avec son frère Alfred, et constitue en 1863 la Société Solvay et Cie.
Ils construisent une usine à Couillet en Belgique en 1865. Les débuts sont difficiles mais grâce à la conception en 1869 de la Colonne Solvay, le perfectionnement des fours à chaux, le principe du filtre rotatif et la récupération de l'ammoniac, l'affaire devient rentable.
Il n'y a aucun gisement de sel à Couillet, il faut aller le chercher au loin. En 1870, l'idée d'une usine en France prend corps et le choix va s'arrêter à Dombasle-sur-Meurthe qui va devenir le berceau de la Chimie Lorraine.
Les matières premières proviennent du sous-sol lorrain, la saumure du gisement salifère local, le calcaire à l'Ouest de Nancy et le coke des Houillères du Bassin de Lorraine.
Trois voies de communication, une voie routière, une voie ferrée depuis 1852, une voie fluviale depuis 1853 avec possibilité de création d'un vaste port, vont être primordiales pour ce choix.
En 1873, l'implantation d'une fabrique de soude est autorisée au "Préchamps", 50 hectares sur les territoires de Dombasle et Varangéville.
Les fours à chaux au nombre de trois furent construits vers 1900 et leurs transbordeurs dits "Aéro" vers 1910. Les fours, d'une hauteur de 27 m pour un diamètre de 8 m à la base sont entièrement automatisés de nos jours.
Le calcaire est introduit avec du coke dans les fours. Lors de la cuisson, il se dégage du gaz carbonique qui sera utilisé dans la colonne de carbonatation.
A la base des fours, on récupère de la chaux vive, son passage dans des dissolveurs va l'éteindre et donner du lait de chaux qui servira à la régénération de l'ammoniac utilisé dans la colonne.
La saumure extraite du gisement salifère du plateau d'Haraucourt est transportée par saumoducs. On va la débarrasser de ses impuretés (traces de calcium et magnésium) par décantation dans des bassins d'épuration.
Ensuite le procédé se déroule en Soudière
- Première phase - L'absorption : La saumure épurée est saturée avec du gaz ammoniac pour devenir la saumure ammoniacale.
- Phase 2 - La carbonatation : Mise en contact avec le gaz carbonique provenant des fours à chaux, la réaction chimique entraîne la formation d'un brouet (mélange de solide et de liquide) contenant du bicarbonate de sodium brut.
- Phase 3 - La filtration : On sépare le mélange solide / liquide. La partie solide, le bicarbonate de sodium brut, va être envoyé vers un sécheur. La partie liquide chargée d'ammoniac sera séparée avec le lait de chaux provenant des fours pour récupérer l'ammoniac qui repartira dans la phase d'absorption.
- Phase 4 - La calcination : Le bicarbonate brut calciné dans un sécheur rotatif va permettre d'obtenir le carbonate de sodium léger qui sera recristallisé en grande partie, l'autre partie étant stockée en silos.
- Phase 5 - La densification : La partie recristallisée par hydratation et recalcination va donner le carbonate de sodium dense constituant la majeure partie des ventes de la soudière.
Cette réaction théorique parait simple mais s'avère beaucoup plus complexe en pratique.
La conduite de la Soudière, depuis l'arrivée des matières premières jusqu'à la fin du process est assurée à partir d'une salle de contrôle.
Le carbonate de sodium léger sert dans l'industrie comme agent alcalin, fondant chimique, régulateur de pH, sources de CO2 et Na2O.
Le carbonate de soude dense est adapté aux besoins de l'industrie du verre, chimie, métallurgie des métaux non ferreux, détergence, papier, traitement des eaux, etc...
Le bicarbonate de sodium est le résultat du raffinage de carbonate de sodium venant de la soudière avec du gaz carbonique réintroduit et mélangé dans une nouvelle colonne.
Le brouet obtenu sera essoré, séché, tamisé et mis en silo.
La Soudière produit annuellement 700 000 t de carbonate de sodium, 120 000 t de bicarbonate avec comme matières premières 900 000 t de sel, 800 000 t de calcaire, et 200 000 t de charbon.
Cette Soudière va permettre le développement de Dombasle : 1500 habitants en 1873, 10 000 en 1975, 9700 en 2007.
La Soudière occupait 1500 employés en 1890, et jusque 3000 dans les années 1920, aujourd'hui 430.
Ernest SOLVAY en avance sur son temps, mena une solide politique sociale : construction d'écoles, d'une coopérative, d'un hôpital, de 600 logements et 29 bâtiments sociaux, des stades et salles de sport, la liste est longue ; décédé en 1922 à l'âge de 84 ans, il laissera à son fils Armand une entreprise en pleine expansion.