Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
A

altitude (suite)

Depuis quelques années seulement, les progrès réalisés dans les mesures de l’accélération de la pesanteur, communément désignée par g, ont permis de matérialiser cette définition en multipliant les mesures de g tout le long des lignes de nivellement. Le travail effectué par un point matériel passant de la surface de niveau correspondant à un point A, où l’accélération de la pesanteur a la valeur ga, à une seconde surface passant par un point B, où l’accélération de la pesanteur a la valeur gb, doit être indépendant du chemin suivi
(ga.da = gb.db),
da et db, étant les écartements des surfaces de niveau sur les verticales de A et de B. Comme les valeurs de g varient le long d’une même surface de niveau, si l’on désigne par dh la différence (db – da), on devra avoir
c = ∫ gdh = constante.
À partir de la surface de niveau zéro, la quantité ∫ gdh s’appelle la cote géopotentielle c de la surface considérée. Elle peut être déterminée de proche en proche entre deux points courants i et j d’une ligne de nivellement au moyen de la formule

qui suppose que l’on détermine avec un niveau à lunette les différences d’altitude (Hj — Hi). On repasse de la valeur de la cote géopotentielle c à la valeur de l’altitude H en divisant le résultat obtenu par la valeur moyenne ḡ, prise tout le long de la verticale du point considéré, ou par une valeur théorique approchée de ḡ, ou encore par une valeur constante g0 qui puisse s’appliquer convenablement à une région considérée. Les altitudes ainsi obtenues tout le long d’un cheminement de précision sont rapportées au niveau moyen de la mer, déterminé en différents endroits grâce à un marégraphe totalisateur ou à un médimarémètre (en France, marégraphe totalisateur de Marseille). On peut aussi connaître les altitudes des points successifs d’une triangulation en mesurant, en chaque point, les distances zénithales des autres points (distances connues). C’est le nivellement géodésique ou trigonométrique. La précision des résultats est sensiblement réduite du fait des incertitudes de la réfraction terrestre.

Enfin, le nivellement barométrique est beaucoup moins précis, mais il est le seul à pouvoir être effectué en certaines circonstances.

P. T.

 J. Vignal, le Nivellement général de la France (Sofcar, 1936) ; les Réseaux modernes de nivellement (Annuaire du Bureau des longitudes, 1938) ; Traité de nivellement de précision (Institut géographique national, 1948). / P. Tardi et G. Laclavère, Traité de géodésie (Gauthier-Villars, 1951-1954 ; 3 vol.). / Annuaire du Bureau des longitudes (Gauthier-Villars, 1965).

aluminium

Métal blanc, léger, le plus employé après le fer.



État naturel

L’aluminium occupe la troisième place dans le classement par abondance en poids décroissante des éléments présents dans les couches superficielles terrestres. On en trouve en effet 7,50 p. 100 en poids.

Le métal est très réducteur et n’existe qu’à l’état combiné à la surface de la terre. On le trouve essentiellement dans de très nombreuses roches silicatées, en particulier dans des feldspaths, des micas, la tourmaline, etc. On le rencontre aussi dans les produits de dégradation de roches silicatées, comme les argiles ou les schistes, ainsi que, mais plus rarement, dans de l’oxyde, hydraté (bauxite) ou non. Le minerai d’aluminium actuellement le plus utilisé est la bauxite naturelle (du nom du village des Baux, dans les Bouches-du-Rhône), qui se trouve mélangée à de l’oxyde ferrique et parfois à de la silice.


Atome

L’atome est caractérisé par le fait que, dans l’état fondamental, le cortège électronique possède trois électrons sur la couche la plus externe.

D’où le symbolisme suivant caractérisant l’état fondamental : 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1.

De cette structure électronique, il résulte que les trois électrons les plus externes sont nettement plus faciles à arracher que les autres électrons. Les potentiels d’ionisation successifs des premiers électrons arrachés sont en électrons-volts :

L’aluminium est dans la troisième colonne du tableau périodique des éléments en dix-huit colonnes.

La relative facilité avec laquelle les trois électrons externes peuvent être arrachés selon le schéma
M → M+++ + 3e
explique le caractère très électronégatif de l’aluminium et le potentiel normal d’oxydoréduction assez bas (– 1,67 volt) du couple lié en solution aqueuse à la transformation métal-cation Al+++.


Le métal

L’aluminium est un métal mou ; il a une faible charge à la rupture et une faible limite élastique. Il a un grand allongement : ainsi, un métal industriel peut présenter un allongement de 50 p. 100.

C’est un bon conducteur de la chaleur et de l’électricité. Il a un bon pouvoir réflecteur. Sa densité à l’état solide est de 2,7 ; son point de fusion est de 660 °C, et sa température normale d’ébullition de 2 500 °C.

C’est un métal très réactif. Il se combine à chaud avec les halogènes, l’oxygène, l’azote et le carbone. Il s’allie avec de nombreux autres métaux, et certains alliages ont une grande importance industrielle.

La combustion avec l’oxygène dégage une grande quantité de chaleur selon la réaction
2 Al + 3/2 O2 → Al2O3.

L’aluminium réduit de nombreux oxydes à chaud avec libération de l’autre métal (aluminothermie). Ainsi, on peut réaliser la réaction
2 Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2 Fe.

L’acide chlorhydrique et l’acide sulfurique attaquent l’aluminium, mais l’acide nitrique, même concentré, n’attaque pas l’aluminium très pur.


Principaux dérivés

On connaît l’oxyde Al2O3 qui, cristallisé, constitue le corindon. Coloré en rouge par l’oxyde chromique, il forme le rubis ; coloré en bleu par un mélange d’oxydes où peut intervenir le titane, il forme le saphir. Il peut prendre aussi d’autres colorations. La poudre fine d’oxyde forme l’émeri, qui est très dur et sert d’abrasif*.

On a réussi à faire du rubis artificiel, et, actuellement, on réalise des barreaux de rubis artificiel d’une taille que l’on ne trouve pas dans la nature.