RÉSIDU

de coke

MATlàRES

Tolatiles

POIDS

spéeiftqae

POUVOIR calorifique

Lignite gras . . .

Il Séehid à longae flamme 2 Oraa m àlong^e flamme Houilles 3 Orana à flamme ord^*.

M 6ka8M à flamme eonrtt , 5 laigre on anthradtense Anthracite • . . .

70à5ô 50à40 40 à 82 82 à 26 26 à 18 18 à 10 lOà 5

l,16àl,20 1,25

l,40et an-deMni

L'analyse immédiate de Gruner consiste dans une simple dislillalion lente, poussée jusqu'à laisser un résidu de coke calciné ; les produits de la distillation consistent en eau ammoniacale, bitumes et gaz carbonés.

L'analyse élémentaire, quand on passe de la houille n® 1 de Gruner à la houille n*" 5, donne une proportion d'hydrogène à peu près constante, variant de 5 à 4^ irrégulièrement; la proportion de carbone varie seulement de 75 à 93 au lieu de 50 à 90, et la proportion d'oxygène et d'azote réunis descend de 20 à 3 %•

Les houilles n**' 1 et 4 ont, pour des raisons différentes, la propriété commune de ne pouvoir s'agglutiner et d'être impropres à la fabrication du coke. Les houilles n*" 3 sont, au contraire, des houilles maréchales faisant la voûte. Les houilles n* 4 sont par excellence le combustible des chaudières marines. C'est à cette dernière catégorie qu'appartiennent, en Angleterre les charbons deCardifif, en France ceuxd'Anzin.

Pour les charbons employés à faire des briquettes, on descend volontiers à la proportion de 14 % de matières volatiles ; telle est à peu près la composition du charbon dit quart-gras dCAnzin très employé par la marine ; les huit pour cent de brai, ajoutés pour agglomérer les menus, augmentent de 4 96 la proportion finale des matières volatiles. Les briquettes faites avec des charbons trop maigres, à 10 ^ par exemple de matières volatiles, se désagrégeraient dans les foyers, quelque fut la proportion de brai, et le charbon, retourné à l'état de menu, passerait entre les barreaux.

On exige en France, quand des charbons de nouvelle provenance sont proposés à la marine, qu'ils donnent une proportion minimum de 73 % de coke, avant de les admettre aux expériences de recette.

En résumé, les mesures calorimétriques et les analyses élémentaires indiquent approximativement la valeur d'une houille comme combustible marin. L'analyse immédiate et le classement dans le tableau de Gruner fournissent des données presque certaines. Pour être absolument fixé, il faut essayer le charbon dans les conditions même du service à bord.

27. — Expériences de recette des charbons de la marine française. — Les instructions toujours en vigueur, sur les essais de charbon de la marine, remontent au 25 janvier 1861 et au 8 avril 1864, c'est-à-dire à l'époque de M. Dupuy de Lôme ; elles ont eu pour but spécial la recherche des combustibles les mieux appropriés aux chaudières rectangulaires à retour de flamme, qui étaient exclusivement employées il y a trente ans.

La puissance évaporatoire des combustibles se détermine en mesurant très exactement le poids d'eau évaporée dans une chaudière d'essai, par kilogramme de charbon, en brûlant en tout 500 kilogrammes de charbon.

On tient compte de la facilité de combustion, d'après laquelle on distingue les charbons ardents^ ou de combustion rapide, et les charbons lents. La qualité, sous ce rapport, est déterminée par le poids maximum de charbon que Ton peut brûler par heure et par mètre carré de grilles, au tirage naturel. Le grand intérêt, qu'il y avait autrefois à brûler beaucoup au tirage naturel, faisait rechercher les charbons ardents, en remontant au-dessus du n» 4 dans la série de Gruner. Cette propriété a perdu son importance, depuis que l'on emploie, pour la marche accélérée des machines, des procédés de tirage artificiel permettant même de faire un bon emploi de l'anthracite.

Le troisième ordre de mesures, dans la chaudière d'essai, porte sur les résidus de mâchefer et d'escarbilles, laissés par le charbon, ainsi que sur la suie déposée dans les tubes; ces mesures sont importantes, parce qu'en marche le décrassage des feux et le ramonage des tubes sont des opérations pénibles, même fatigantes pour les chaudières, sans parler de la perte de chaleur qu'elles occasionnent.

On mesure aussi le résidu total de cendres que laisse un échantillon de charbon calciné dans un creuset ; mais cette expérience, qui ne distingue pas le mâchefer de l'escarbille infusible, a moins d'intérêt que la combustion sur la grille elle-même (*} ; l'expérience de calcination sert surtout comme analyse immédiate donnant la proportion de coke et de produits volatils.

Enfin, on mesure la cohésion du charbon, c'est-à-dire son aptitude à subir les manipulations du bord, sans se réduire en poussier. Sur ce point, le mode d'opérer n'a pas varié depuis l'origine. Le charbon d'épreuve est placé dans un tambour de dimensions réglementaires, auquel on fait exécuter 60 tours en deux minutes ; puis il est passé au crible ; la proportion du poids restant sur le crible au poids total, qui doit toujours être de plus de moitié, se nomme cohésion.

Les premières expériences sur la chaudière d'essai ont donné des résultats, en partie imprévus, dont les plus importants sont consignés dans un rapport de M. Picart inséré au Mémorial du Génie Maritime (année 1867, 2® livraison). Ce rapport a établi que le mélange de Cardiff et de Newcastle, alors adopté pour tous les essais de navires,étail infé-

1 . Daus la combustion sar les grilles, les escarbilles entraînent une proportion de charbon de 10 à 30 0/0 de leur propre poids; on trouve quelqu^avanlage, dans les chauiès lentes, à rebrû- 1er les escarbilles.

rieur au simple charbon d'Anzin, à la fois sous le rapport de la puissance de vaporisation, de Tardeur et de la cohésion : les achats de charbon en Angleterre furent aussitôt suspendus, et la fabrication des briquettes dans notre bassin houiller du nord développée.

Pendant plus de vingt ans, les essais de charbon se sont poursuivis dans les ports, avec l'ancienne chaudière rectangulaire, timbrée à 1^,80, qui suffit parfaitement pour des études comparatives ; il s'est accumulé ainsi une masse considérable de documents sur les charbons français de diverses origines. On a brûlé de 100 à 130 kilogrammes de charbon par heure et par mètre carré de grilles, selon la provenance des charbons, feux toujours poussés, en vue de déterminer l'ardeur. La vaporisation d'eau, qui descend à 6 litres par kilogramme de charbon pour les provenances inférieures, s'est élevée à 8 \6 avec les briquettes de bonne qualité.

Les quantités de mâchefer, d'escarbilles, de suie, ont varié dans de grandes proportions; les chiffres satisfaisants, rarement atteints, faciles à retenir comme termes de comparaison, ont été 3 % de mâchefer, 3 % d'escarbilles, 0,3 % de suie.

Depuis quelques années, on remplace, par des chaudières cylindriques timbrées à 8 kilogrammes, les anciennes chaudières d'essai réglementaires qui sont usées. Ce changement, a moins d'intérêt pour la comparaison des charbons entr'eux, que pour celle des chaudières. La quantité d'eau vaporisée avec les nouvelles chaudières, est un peu supérieure, ce qui n'a rien d'étonnant, la disposition des foyers et des tubes étant plus avantageuse, puisque, d'autre part, la quantité de chaleur contenue dans la vapeur à 8 kilogrammes est plus forte de 1/40 seulement que dans la vapeur à S kilogrammes de pression. Les briquettes de bonne qualité vaporisentmaintenant jusqu'à 9^6 d'eau par kilogramme de charbon.

A l'ancien essai à feux poussés, on a joint un essai à feu retenu, dans lequel on s'attache à brûler 80 kilogrammes par mètre carré de grilles pour tous les charbons ; dans cet essai, la puissance de vaporisation ne se trouve accrue que de zéro à un vingtième ; le résultat justifie à peine la dépense de l'expérience.

Une innovation plus utile consiste à faire une expérience au tirage forcé, dans laquelle on s'attache à brûler 150 kilogrammes par mètre carré de grilles ; la puissance de vaporisation est alors réduite d'un septième environ, et ne dépasse guère 8 litres parkil. de charbon.

Le tableau suivant indique les conditions de recette imposées dans les marchés récents, et généralement dépassées dans les essais de recette ; la puissance de vaporisation inscrite se rapporte à une combustion de 100 kilogrammes par mètre carré de grilles.

DBBIGNATION DU CHARBON

PUISSANCB de ytporisalion

COHESION

rAsido

de ceadres

à U coopslle

Bnquettes d'An2m< ^. ,

( ordinaires. • .

Briquettes de Bes- c pour torpilleurs

sèges ( ordinaires. . .

G'esl à l'aide d'expériences répétées sur la chaudière d'essai, que Ton est parvenu à obtenir, pour le service des torpilleurs, des briquettes équivalentes au fameux charbon de Nixon.

28. — Particularités des expériences faites dans divers pays. — Les essais de vaporisation s'exécutent aujourd'hui dans beaucoup de pays, et tendent à devenir de véritables expériences de laboratoire d'une grande précision, dans lesquelles le titre de la vapeur produite est mesuré au calorimètre, les gaz de la fumée analysés, etc. U convient naturellement pour avoir des comparaisons rigoureuses, de tenir compte de la température initiale de l'eau d'alimentation, que l'on ramène en général à 10 degrés par une correction de peu d'importance. U faut aussi tenir compte de la pression et par suite de la température de la vapeur. Cette seconde correction, qui atteint 21,5 calories quand on passe de 2 kilogrammes à 12 kilogrammes de pression, n'est plus que de 9 calories quand on passe de 12 à 22 kilogrammes; elle devient donc insignifiante quand il s'agit de comparer entr'elles des chaudières à très haute pression.

En Angleterre, on ramène toujours le poids d'eau vaporisée à ce qu'il serait avec de l'eau à 100 degrés, transformée en vapeur à 100 degrés, pour corriger les effets des variations de température de l'eau et de la vapeur. Le kilogramme d'eau vaporisé correspond, dans ces conditions, à 537 calories dépensées. Supposons une chaudière vaporisant 9 kilogrammes d'eau à 10 degrés, à la pression de 20 kilogrammes ; son pouvoir après correction sera :

nombre très différent de 9 kilogrammes.

La mesure du rendement par la vaporisation est presque toujours inexacte, parce qu'on ne tient pas compte du titre de la vapeur. C'est

pour cela que la consommation de charbon par cheval reste la meilleure des indications.

29- — Description des grilles ; modèles divers. Soles. Autels. — Le charbon se brûle sur des grilles de modèles variés, presque toujours en fer forgé, quelquefois, avec certains charbons, en fonte de fer.

Le modèle de la marine française (fig. 22) est constitué de barreaux de 0",85 au maximum de longueur, présentant à la partie supérieure 23 millimètres de largeur et séparés par des vides de 13 millimètres ; l'écartement des barreaux est assuré par leurs talons, de 7 millimètres environ de saillie, entre lesquels on laisse un peu de jeu pour la dilatation. Celte grille convient bien, pour le charbon d'Anzin étendu en couche de 15 centimètres d'épaisseur, au tirage naturel.

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Fig. 23 bis

Fig. 24

L'Amirauté anglaise emploie des grilles plus fines, de 10 millimètres de plein seulement avec 6 ou 8 millimètres de vide, disposées comme l'indiquent les figures 23 et 23 ftzs. Quelquefois, en Angleterre, les barreaux sont assemblés deux à deux par des entretoises. Cette disposition, qui est employée aussi sur bon nombre de torpilleurs français, rend les barreaux plus rigides; elle permet de porter leur longueuràl"*,30 ou 1",40.

En Amérique, on donne à la partie supérieure du barreau une forme cannelée (fig. 24), destinée à retenir le mâchefer liquide. On assure que la durée des grilles est ainsi accrue.

Dans le montage de la grille, on a soin de ne jamais laisser de jeu,

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