FIXE VOLATIL TOTAL

Charbon gras à longue flamme | .^ ». (faisceau de Renard Sud). ( '^» '*

Charbon gras pour gaz (faisceaux ( «^ «^ de Renard Nord et de la Cuvette). ( ^^'^^^

Ai 4- G

Aux mines do Thivencelles, la concession dite d'Escautpont exploite les charbons anthraciteux à 8 0/0 de matières volatiles, tandis que les concessions de Thivencelles et de Saint-Aybert produisent des charbons quart gras, propres au chaufTage des chaudières.

Le charbon des mines de Douchy est beaucoup plus gras et contient 22 à 26 0/0 de matières volatiles. 11 est transformé, pour la plus grande partie, en coke.

Aux mines de Crespin, la proportion de matières volatiles est encore plus élevée et atteint 32 à 36 0/0. Ce sont des charbons à gaz.

Bassins du Centre. — Dans la Sarthe, on exploite de Tanthracite. Dans la Creuse, aux mines d*Ahun, le charbon a tendance également à être plutôt maigre, bien qu'on connaisse quelques variétés demi-grasses. De môme, aux mines de Messeix (Puy-de-Dôme), on a du charbon anthraciteux à 11 0/0 de matières volatiles.

Aux mines de la Chapelle-sous-Dun (Saône-et-Loire), on a des houilles très flambantes ou des houilles sèches à longue flamme.

Les houillères du Creusot (Saône-et-Loire) donnent de Tanthracile ou du charbon demi-gras, tandis que les houillères de Decize, ou celles de Monchanin et de Longpendu (Saône-et-Loire), fournissent des charbons à longue flamme.

Les mines d'Épinac (Saône-et-Loire) ont plusieurs variétés de charbon : de la houille sèche à longue flamme au puits Bonnard, de la houille maréchale au puits de la Garenne et de la houille maigre anthraciteuse au puits Hottinguer.

Aux mines de Blanzy (Saône-et-Loire), la répartition est la suivante :

La division Sainte-Eugénie exploite les charbons les plus flambants dans les couches n°' 1 et 2 supérieures et des charbons demigras dans les couches supérieures n"^' 3 et 4. La teneur en matières volatiles diminue avec Tapprofondissement des couches.

La division Sainte-Marie exploite les mêmes couches que la précédente, charbons flambants à 30 et 35 0/0 de matières volatiles.

La division de Magny exploite des charbons flambants à teneur plus faible et des charbons maigres à 20 0/0 environ.

La division de Montmaillot tire des anthracites contenant une assez forte proportion de matières volatiles, 12 à 15 0 0, ce qui est peu fréquent dans cette nature de combustible et ne s'explique que par la teneur exceptionnelle en oxygène.

Saint-Berain, situé à 35 kilomètres au N.-E. de Montceau exploite un charbon flambant très cendreux (Puits du Parc). Voici d'ailleurs quelques analyses des charbons de Blanzy.

DÉSIGNATION DBS ÉCHANTILLONS

CARBONE

MATIÈRES

TOLATILES

CENDRES

Sainte-Eugénie, l" couche

Saint-Louis, 4* couche

Sainte-Marie, 4* couche à 354

Magny, 9* couche à 427

SaiDt-Amédée

Les houillères de Sainl-Chamond (Loire), exploitent des houilles maigres anthraciteuses.

' Les houillères de Saint-Étienne (Loire), produisent des charbona gras et mi-gras qui sont partiellement convertis en coke ou en briquettes et qui conviennent également pour la forge ou pour le chauiïage des générateurs. Les qualités sont les mêmes aux mines de Villebœuf et aux mines de la Loire. A cette dernière Compagnie existent des houilles maréchales appelées charbons OrangaUe dana rindustrie.

Les mines de Montrambert et de La Béraudière (Loire) exploitent des charbons gras à longue flamme, tenant 36 à 40 0/0 de matières volatiles, tandis que celles de la Péronnière donnent de Tanthracite. Enfin, dans la même région, les mines de Roche-la-Molière et de Firminy ont toutes les catégories, depuis la houille mi-grasse à courte flamme jusqu^à la houille grasse à longue flamme.

Dans la Haute-Loire, la Société des mines de la Haute-Loire exploite, à la division de Grosménil, des charbons à 16 ou 18 0/0 de matières volatiles et, à la division de la Taupe, des charbons de 21 à 23 0/0 de matières volatiles. Les mines de Marsange, dans la même région, ont surtout des qualités pour coke.

La Compagnie de Commentry-Fourchambault produit, dans ses exploitations de Commentry (Allier), des charbons gras propres à la forge et à la fabrication du gaz ; à ses mines de Brassac (Haute- Loire), se trouvent des charbons maigres.

La Compagnie de Châtillon-Commenlry possède à Saint-ÉIoy (Puy-de-Dôme) et aux Ferrières (Allier), des exploitations dont elle extrait du charbon à 36 ou 40 0/0 de matières volatiles, tandis qu'à Doyet et à Bézenet (Allier), on trouve du charbon analogue à celui de Commentry, c'est-à-dire à 28 ou 32 0/0 de matières volatiles.

Les mines de la Bouble et celles de Saint-Gervais (Puy-de* Dôme), qui recherchent le prolongement du bassin de Saint-Éloy, auront à exploiter des charbons à gaz, à 30 ou 36 0/0 de matières volatiles.

Dans le bassin de TAveyron, la teneur en matières volatiles des combustibles est presque toujours élevée. Aux mines de Campagnac, les houilles ont 35 0/0 de matières volatiles. Les mines de la Société Métallurgique de TAriège exploitent des houilles contenant 36 et 38 0/0 de matières volatiles. A Champagnac (Cantal), on trouve des houilles maréchales, c'est-à-dire des charbons contenant moins de matières volatiles, 24 à 25 0/0. A Carmaux et à Albi (Tarn), les charbons ont 30 0/0. On les transforme en coke par un procédé «pécial que nous indiquons au chapitre Fours a gokb, et on peut surtout en faire des agglomérés. A Aubin (Aveyron), les charbons contiennent 33 à 38 0/0 de matières volatiles. Il existe, pourtant, aux Issarts et au puits 3 et 4, des charbons de forge. A Decazeville (Aveyron), on exploite aussi des houilles grasses à lon'gue flamme.

Bassins du Midi. — Dans le bassin du Gard, qui comme exploitation est le plus important du Midi, on ne trouve que deux qualités de charbon :

1" Celle du faisceau dit supérieur, ayant 20 à 22,5 0/0 de matières volatiles ;

2* Celle du faisceau dit inférieur, contenant 12 0/0 de matières -volatiles.

La Compagnie des mines du Nord d'Alais et les houillères de Rochebelle exploitent des charbons maigres ou demi-gras.

Aux mines de Bessèges (Gard), on trouve, dans la division de Bessèges, de la houille avec laquelle on fait du coke et, dans la division de Molières, outre la même houille grasse, une certaine quantité de houille maigre.

Les mines de la Grand'Combe exploitent les deux faisceaux énumérés ci-dessus, et la répartition des diverses catégories de charbons est la suivante dans les diiïérentes divisions d'exploitation :

118 COMBUSTIBLES INDUSTIUELS

Division de Champclauson, houille anthraciteuse à iO et 41 0/0 de matières volatiles;

Division du Mazel et de la Pise, houilles quart grasses à 14 et 15 0/0 de matières volatiles;

Division de Trescol, houille mi-grasse de 46 à 18 0/0 de matières volatiles ;

Division de Saînt-Jean-de-Valériscle, houille grasse ayant 19 à 23 0/0 de matières volatiles.

Aux mines de Lalle, les charbons sont un peu plus gras et atteignent 28 0/0 de matières volatiles.

Aux mines de Portes-et-Sénéclias (Gard), on trouve du charbon à 47 et 18 0/0 de matières volatiles et d'autres qualités à 13 et 14 0/0 de matières volatiles.

La répartition des charbons est la suivante! à travers les concessions de Trélys et Palmesalade (Gard) :

Mines de Rieusset : charbons à gaz;

Mines d'Arcas : houilles maréchales et houilles maigres à longue flamme;

Mines de Croujoul : houilles maigres à longue flamme ;

Mines de Broussous : houilles maigres anthraciteuses ;

Puits de TArbousset : houilles maréchales et houilles pour coke ;

Puits Pisani : houilles maigres à longue flamme.

Aux mines de Cessous-et-Comberedonde (Gard), il n'y a que des charbons maigres à 8,70 0/0 de teneur moyenne en matières volatiles. Au contraire, les mines de Salles-et-Montalet (Gard) exploitent le faisceau supérieur du Gard à 20 ou 22,5 0/0 et le faisceau inférieur à 12 0/0.

Aux mines de Prades (Ardèche), les charbons sont anthraciteux. A celles de Sumène (Gard), le charbon est gras.

Enfîn, les mines de Graissessac (Hérault), exploitent des charbons anthraciteux, ainsi que quelques houilles pouvant donner du coke ou convenant à la forge.

Appellations spéciales des charbons à Paris. — Nous terminerons cette revue rapide des catégories industrielle&[ de la houille en donnant la déflnition des termes qui sont employés par les marchands de charbons à Paris pour designer diverses qualités de combustibles.

Le nom de Cardiff s'applique aux charbons de 15 à 46 0/0 de matières volatiles, intermédiaires entre les quart gras et les demi-

gras, charbons s'employant avec avantage dans les foyers ouverts des chaudières.

Sous le nom générique de CJiarîeroi, on désigne la qualité demigrasse à 18 ou 20 0/0 de matières volatiles.

Les variétés Newcaslie^ Saint-Etienne^ Mons et Sarrehrûcky servent à désigner les charbons à gaz. Les Newcastle et les Sarrebrûck sont les combustibles qui contiennent le plus de matières volatiles. Le Saint-Étienne est plutôt un charbon de forge.

Enfin les Flénus sont les représentants des houilles sèches à longue flamme. Ce nom concorde, d'ailleurs, avec celui de la classification de Gruner.

Achat de la houille. — Les conditions d*achat de la houille sont assez variables et spéciales, le plus souvent, à celui qui veut acheter. Nous donnerons quelques exemples, exemples qui ne sont pas la généralité, mais qui peuvent fournir des indications aux acheteurs.

France, — D'après les prescriptions des cahiers des charges des chemins de fer français, tous les charbons doivent être choisis comme qualité parmi les plus propres à l'emploi sur une grille et être débarrassés autant que possible des schistes et de toutes autres matières étrangères.

Ils peuvent contenir une proportion de cendres comprise entre 7 et i2 0/0 suivant la provenance du combustible et les conditions du marché.

Pour constater si les conditions relatives à la teneur en cendres sont satisfaites, des incinérations sont faites contradictoirement entre les agents des Compagnies et ceux des mines.

La proportion de cendres constatée à l'incinération donne lieu, suivant le cas, à une bonification ou à une réduction de prix ; il est accordé par exemple au fournisseur une bonification de 10 centimes par tonne pour chaque 1/2 0/0 de cendres aù-dessotts de la limite inférieure.

Il est appliqué, par contre, une réduction de 10 centimes par tonne pour chaque 1/2 0/0 de cendres au-dessus de la limite supérieure, et cela jusqu'à un maximum donné, à partir duquel les Compagnies se réservent le droit de refuser toute la livraison.

Les livraisons de grenus, de noisettes, de menus et de fines sont frappées d*une réduction fixée une fois pour toutes par des expériences contradictoires, pour tenir compte de l'eau contenue dans

ces combustibles, ce qui est surtout important, si les charbons ont été lavés.

Les agents des chemins de fer chargés de la réception des houilles font des essais pratiques sur la ligne. Ils ont à consigner notamment dans leur rapport les indications suivantes : 1*^ aspect général du combustible; 2° facilité avec laquelle le combustible prend Teaa; 3^ pourcentage approximatif des cendres recueillies et des matières étrangères qui consistent généralement en schistes; 4^ production plus ou moins grande de fumée ; 5*^ agglomération dans le foyer et nature du coke; 6® aspect de la flamme; 7° résistance du combustible au tirage et consommation par 100 tonnes kilométriques, en indi* quant si cette dépense est supérieure ou inférieure à la moyenne; 8® proportion des résidus recueillis dans la boîte à fumée.

L'Assistance Publique, dans ses réceptions de charbon, considère comme morceaux dans du tout-venant le refus d'une grille à barreaux écartés de 35 millimètres. Toutefois, il pe»»' y avoir bris du charbon, soit en cours de route, soit au chargement, soit au déchargement. Une tolérance de 8 à iO 0/0 en menus est généralement admisse.

Pour les cendres, dans les tout-venant à 60 0/0 de morceaux, l'Assistance Publique admet une proportion de 7 à 10 0/0; elle retient 50 centimes par tonne par unité de cendres au-dessus de 10 0/0 et refuse au delà de 13 0/0. Pour les gailletteries demi-grasses, elle spécifie un maximum de 5 0/0 de cendres avec retenue de 50 centimes par unité au-dessus de 5 0/0 et refus au delà de 7 0/0. Si les cendres proviennent de pierres très nettement visibles, le nettoyage est fait aux frais du vendeur et le pourcentage de pierres trouvées doit être remplacé par une égale quantité de charbon.

Pour les matières volatiles, TAssistance Publique en déterminera la teneur d'après le charbon non seulement desséché, mais encore débarrassé des cendres. C'est une habitude qui n'existe guère dans le commerce de charbons. En général, les essais de réception se font sur le charbon sec, cendres non déduites.

Russie. — Au chemin de fer d'Orembourg, en Russie, le charbon, pour être reçu, ne doit pas contenir de schiste, ni de pyrite, ni plus de 3 0/0 de soufre (de petites traces de pyrite ne sont pas un obstacle à la réception des fournitures).

Les déchets de la combustion (cendres, scories) ne doivent pas représenter plus de 20 0/0 du poids total.

Le charbon ne comprendra pas plus de 10 0/0 en menu; il donnera une flamme longue et vive, et il n'obstruera pas la grille. Son poids sera de 775 kilogrammes au mètre cube.

La réception du charbon est faîte par une commission spéciale.

Le triage du charbon est vérifié, sur une partie de la fourniture, «a moyen d*un crible posé sous un angle de 45* et fait de fils de fer de 3 millimètres de diamètre, fortement fixés dans le cadre et formant des carrés entre les centres desquels doit exister un espace de 25 millimètres. Si cette vérification partielle fait constater plus de 10 0/0 de menu, on procède à un criblage complet de la fourniture, et le surplus de menu reste à la disposition du fournisseur.

L'examen technique préalable se fait en brûlant le charbon dans un moufle, afin de déterminer sa teneur en coke, en cendres et en matières volatiles.

L'examen technique définitif consiste à brûler le charbon dans les locomotives des trains de marchandises et dans les machines fixes. L'expérience a lieu sur un parcours de 373 kilomètres, et la consommation moyenne ne doit pas dépasser 36.810 kilogrammes par i.OOO tonnes-kilomètres.

Pour les machines fixes, on s'attache surtout à la vaporisation d'eau. La vaporisation doit être au moins de 6 kilogrammes pour une expérience d'au moins trente heures.

Italie. — Aux chemins de fer italiens du réseau de la Méditerranée, la houille en roche doit provenir de Tune des mines suivantes dos bassins de Cardiff et de Newport :

Powell-Duffryn, Thomas Merthyr, Bute's Merthyr, Cory\s Merthyr, Insole's Merthyr, National Merthyr, Abercarn's Merthyr, Tredegar, Risca Black Vein, Newport Abercarn's Steam Coal.

Sont exclus les charbons de Nev^castle et les briquettes confectionnées avec des menus de cette provenance, sauf entente spéciale.

Les houilles seront deux fois criblées [Double Screene.d) avant leur mise à bord. Le poussier ne doit pas dépasser 10 0/0 de la charge du navire reconnue pendant le déchargement dans les ports d'arrivée; on considère comme poussier le menu capable de passer par un crible incliné de 25® et dont les barreaux seront espacés de 12 millimètres. On admet aussi 20 0/0 de poussier à l'arrivée, le crible étant composé de barreaux espacés de 5 millimètres.

Les houilles menues doivent être épurées et triées avec le plus

grand soin, de façon à ne contenir aucune espèce de schistes {slates) ou autres malières hétérogènes.

Les combustibles fournis par chaque expédition seront soumis à des épreuves industrielles.

Dans un essai exécuté sur une locomotive en service ordinaire, la cjuanlilé d'eau vaporisée par chaque kilogramme de combustible ne devra pas être inférieure à 9 litres. Les combustibles qui présenteront un pouvoir calorifique suffisant pour vaporiser au moins 8'",50 d'eau par kilogramme pourront toutefois être acceptés avec réduction de prix.

Le pouvoir calorifique du combustible est déterminé dans le laboratoire des Compagnies de chemins de fer par un calorimètre tel que celui de Thompson, par exemple.

Si, après l'essai au laboratoire, il est constaté que le combustible fourni possède une puissance calorifique inférieure à celle garantie par le fournisseur, il y aura lieu à une réduction de prix de 5 centimes par tonne pour chaque quantité de 10 calories reconnue en moins ou de 2 fr. 50 pour chaque litre d'eau vaporisée en moins dans les épreuves avec la locomotive en service.

La proportioi] de cendres ne devra point dépasser 5 0/0. Chaque unité pour cent reconnue en plus donnera lieu à une réduction de 40 centimes par tonne, pour la houille en morceaux, et de 30 centimes, pour la houille menue, les fractions d'unité étant comptées proportionnellement à ces bases.

Toutefois les retenues ne peuvent être cumulées ; si les opérations d'incinération et de calorimétrie donnent lieu à une réduction de prix différente, il n'est tenu compte que de la plus forte réduction.

Dans le cas où on aurait constaté plus de 1,25 0/0 de soufre ou plus de 18 0/0 de matières volatiles, on aura le droit de refuser le combustible et d'exiger un changement de mine.

Belgique. — Aux chemins de fer de l'État belge, on n*essaie pas les charbons gras au point de vue du pouvoir évaporatoire. On détermine au laboratoire leur pouvoir agglutinant. D'après cet essai on classe les demi-gras en deux types, ceux qui ne peuvent supporter que 50 0/0 de sable et ceux qui en supportent GO 0/0. Les uns et les autres doivent tenir au moins 18 0/0 de matières volatiles et au plus 15 0/0 de cendres.

Tous les charbons sont essayés au laboratoire où l'on détermine leurs teneurs en eau, en cendres, en carbone solide et en matières volatiles.

Les houilles maigres et demi-grasses sont également essayées dans deux chaudières de locomotives spécialement disposées pour permettre de déterminer leur pouvoir de vaporisation, la quantité de charbon consommée par heure et par mètre carré de grille, le poids des résidus qu'elles laissent (cendres de la boîte à fumée, du cendrier, mâchefers, etc.).

Dans ces chaudières, la vapeur produite s'échappe en grande partie à l'air libre; le reste sert a produire un tirage artificiel dans la cheminée. On mesure l'intensité du tirage, que l'on règle à volonté, au moyen d'un manomètre à eau qui communique directement avec la boîte à fumée.

La différence du niveau de Teau dans le réservoir, constatée avant et après l'essai, le poids du combustible employé, la surface de grille et la durée de l'essai permettent de calculer tous les éléments recherchés. On pèse ensuite les cendres de la boîte à fumée et du cendrier et le mâchefer pour en déduire le pouvoir de vaporisation du charbon.

Angleterre, — Pour la navigation en Angleterre, spécialement pour les navires de guerre, les qualités requises d'un combustible sont les suivantes :

i* Le combustible doit brûler de manière à développer la vapeur en peu de temps ; son action devra être très rapide ;

2* 11 doit avoir une grande puissance d'évaporation, c'est-à-dire convertir une grande quantité d'eau en vapeur avec une faible consommation de charbon;

3» Une doit pas être bitumineux, de peur que, par un grand dégagement de fumée, la position des navires de guerre ne soit révélée, alors qu'il serait désirable de la tenir cachée;

4* 11 doit posséder une grande cohésion pour ne pas être réduit en petits fragments par les frottements continuels subis dans les navires ;

o* 11 doit joindre aune forte densité une structure telle qu'on puisse l'emmagasiner dans un petit espace. Cette condition, avec des charbons de même qualité d'évaporation, peut produire une différence de plus de 20 0/0;

B<> 11 ne doit pas contenir de grandes quantités de soufre, ni se détériorer progressivement, ces deux circonstances facilitant la combustion spontanée.

On peut varier à l'infini les cahiers des charges pour les achats de

i24 COMBUSTIBLES INDUSTRIELS

houille. Dans tout ce qui précède, nous n'avons eu pour but que de donner quelques indications.

En général, la valeur commerciale d'une houille diminue de 2 à 5 0/0 par chaque unité de cendres, de sorte que si a est le prix du charbon pur et a' celui de la houille considérée, on appliquera soit la formule

soit la formule

où n est la teneur en cendres constatée à Tanalyse. Si cette teneur est très élevée, on applique la seconde formule, et, aux environs de 30 0/0 d'impuretés, on rejette le combustible.

Emmagasinage de la houille. — Les usines accumulent en général de grands stocks de bouille. Ces stocks seront sujets à une combustion spontanée, ainsi que nous Tavons dit au chapitre i, page ii. Il est bon, par conséquent, de prendre les mesures suivantes pour éviter cette combustion spontanée.

Il faut d'abord assurer le refroidissement des stocks, car on ne peut guère songer à les préserver absolument du contact de l'air. Le moyen le plus sûr et le meilleur est de réduire la dimension des tas. On peut adopter comme règle qu'aucun point de l'intérieur ne doit se trouver à plus de 2 mètres d'une surface libre. Celte limite sera du reste variable avec la nature du charbon : elle s'abaissera à 1^,50 s'il est très inflammable; elle pourra s'élever à 3 mètres dai^s le cas contraire.

Si l'on veut entasser sur une plus grande hauteur, il faudra refroidir l'intérieur en y ménageant des conduits où circulera l'air; mais il serait imprudent de provoquer l'arrivée de l'air au contact du charbon ; les courants de refroidissement doivent circuler dans des conduits étanches. Par exemple, on construira sur l'axe de l'emplacement futur du tas une galerie voûtée ouverte aux deux bouts. En laissant tomber d'une estacade le charbon sur la voûte, il s'établira un double talus, et on pourra sans inconvénient former un tas sur 4 mètres de hauteur et 2 mètres de largeur de chaque côté des piédroits de la galerie.

Malgré ces précautions, les combustibles perdront toujours de leur

DÉFINITION INDUSTRIELLE ET ACHAT DE LA HOUILLE 124 a

valeur s^ils restent longtemps en stock, surtout sous Tinfluence de rhumidîté, qui décompose peu à peu les parties intérieures des tas^ où elle séjourne sans pouvoir être séchée comme à la surface par la circulation de Tair.

Dans les grandes usines, on reçoit en général plusieurs sortes de combustibles, et on les emmagasine dans des cases entourées de murs sur trois côtés pour isoler chaque qualité. Jl est bon que le sol de ces cases soit dallé en pierre ou mieux en fonte : de cette façon, les charbons ne se salissent pas, et, si certains lots sont impurs, le vendeur ne peut en décliner la responsabilité.

En Amérique, on conserve le plus souvent le combustible sous la forme de tas coniques. Il faut que le combustible arrive au centre de la base du cône par une coulotte dont Torifice soit susceptible d'être relevé à mesure que le tas grandit pour éviter le bris.

Le combustible est aussi emmagasiné dans des silos cylindriques ou parallélipipédiques en fer ou en bois. L'orifice inférieur de ces silos débouche sur le parquet delà salle de chauffe, ou dans une auge avec transporteur à hélice qui distribue la houille dans les trémies des chargeurs mécaniques que nous décrirons plus loin.

Une bonne mesure est de placer la houille à Tabride la pluie,. c*est-à-dire d'avoir des parcs à charbon couverts. La dépense d'installation est plus élevée, mais la conservation des qualités du combustible est meilleure. L'humidité est Tennemi, Pendant l'hiver, l'eau interposée dans les charbons a tendance à geler et, au moment du dégel, les morceaux tombent en poussier. En été, l'eau absorbée par les rayons solaires active l'oxydation, et il v a perte sur la proportion de matières volatiles. D'un côté comme de l'autre, le déchet est assez considérable.

Foyers ordinaires. — Grille. — Combustible brûlé par mèlre carré de grille. — Surface de grille. — Hauteur du foyer. — Autel. — Cendrier. — Conduite du feu. — Décrassage. — Épaisseur du combustible. — Modes de chargemeni spéciaux aux chaudières de locomotives. — Chargement mécanique. — Chargeur Wilkioson. — Chargeur Coxe. — Chargeur Babcock et Wilcox. — Autres chargeurs à chaînes. — Cheurgeurs de TAmerican Stoker C*. — Chargeur Kincaid. — Chargeur Stauss. — Chargeurs mécaniques divers. — Appareil James Proctor. — Appareil Moutte. — ^ Décrassage mécanique. — Choix du combustible, — Matières volatiles. — Cendres. — Composition des mélanges de houille.

Foyers ordinaires. — On utilise la houille dans des foyers dont la forme et les proportions doivent ôlre déterminées, de manière à rendre la combustion aussi complète que possible. L'air doit affluer librement et également dans la masse de combustible. A cet effet, on se sert de grilles sur lesquelles le combustible est étalé en couche régulière. L'air pénètre à peu près uniformément dans tous les points de la masse, à travers les vides ménagés sous la grille. Dans rétablissement d'un foyer il faut surtout réagir contre les inconvénients suivants, qui peuvent diminuer sensiblement la combustion :

i** Insuffisance d'arrivée d'air dans la masse (section de passage trop petite à l'entrée du cendrier, couche de combustible trop épaisse, grille obstruée par les scories) ;

2® Arrivée d'une trop grande quantité d'air dans le foyer, suivant que la couche de combustible est trop faible, ou que la grille présente des parties découvertes ;

3^ Contact insuffisant entre les molécules d'air affluent et les éléments combustibles ;

4^ Chambre de combustion trop petite.

Nous allons indiquer sommairement les éléments principaux de

126 COMUL'STIBLKS 1M)USTUIELS

construction des foyers et les procédés de conduite du feu, grâce auxquels on peut obvier à ces inconvénients.

Orille. — La grille se compose d'un certain nombre de barreaux parallèles en fonte ou en fer forgé laissant entre eux des intervalles pour l'accès de Tair. Pour maintenir l'intervalle nécessaire au passage de cet air. les barreaux sont munis à chaque extrémité d'un talon dont les saillies déterminent la largeur de cet intervalle. Les barreaux d'une certaine longueur portent, en outre, un talon au milieu de leur longueur.

Les barreaux ont une section longitudinale de forme à peu près parabolique, avec une hauteur croissante des extrémités au milieu, pour augmenter leur résistance. Leur section transversale a, en général, une forme triangulaire très allongée, de telle sorte que le vide croit de haut en bas, pour faciliter Taccès de Tair, et surtout pour empêcher l'engorgement ou Tobstruction de la grille par des morceaux de combustible ou par des résidus.

La hauteur des barreaux est très grande relativement à l'épaisseur (10 fois et même plus). La hauteur du barreau au milieu de sa longueur est ordinairement de 8 à 12 centimètres; mais on en fait de 20 centimètres et même au-dessus.

Pour les combustibles en gros morceaux, comme la gaillette, les intervalles libres entre les barreaux sont de 10 à 12 millimètres ; l'épaisseur du barreau est alors de 25 à 30 millimètres. La somme des intervalles libres est environ le quart de la surface totale de la grille pour la houille maigre, le tiers pour la houille grasse et la moitié pour l'anthracite.

Quand on brûle des tout-venants et surtout des menus, une grande partie du combustible pourrait tomber dans le cendrier, si l'on ne réduisait les intervalles et l'épaisseur des barreaux. Les barreaux • minces assurent mieux la répartition de l'air dans la masse du combustible; mais ils sont fragiles et déformables; ils se cassent ou se cintrent sous l'action de la chaleur.

Pour donner plus de rigidité aux barreaux on en fond deux ou trois ensemble ; ils ont ainsi plus de masse et de résistance au choc, mais leurs dilatations inégales amènent souvent des ruptures.

Les barreaux minces se font le plus souvent en fer laminé. Ils sont plus solides et peuvent se redresser à la forge, quand ils ont été déformés, ou se souder après leur rupture, ce qui compense leur prix élevé. L'écartement se maintient au moyen de rivets qui sont fixés

sur les barreaux de deax en deux, et dont les têtes font saillie sur les côtés a la hauteur convenable.

Les barreaux sont supportés par deux sommiers en fer qui sont engagés dans la maçonnerie aux deux extrémités de la grille. Les longues grilles au-dessus de i",20 comportent deux rangées de barreaux et quatre sommiers. Quelquefois les barreaux s'appuient en avant sur la plaque de fonte placée entre la porte et la grille. Il faut toujours laisser pour la dilatation un jeu de 5 à 6 millimètres. Les barreaux ayant la forme d'un bissau peuvent, par la dilatation, glisser librement sur la plaque de fonte d'avant. Pour éviter que les chauiTeurs, en piquant le feu ou en décrassant la grille, n'entraînent vers l'avant les barreaux qui, n'étant pas arrêtés, tomberaient dans le cendrier, on munit les barreaux, à l'arrière, d'un talon recourbé qui s'accroche au sommier. C'est une complication, et l'angle vif d'accrochage cause souvent des ruptures.

Les grilles sont en général horizontales et les sommiers de niveau. Cependant on leur donne assez fréquemment une légère inclinaison de

5 à — vers l'arrière, afin de laisser plus d'espace pour le développeo lu

ment de la flamme sans diminuer l'ouverture du cendrier ni gêner

l'accès de l'air. Quelquefois, mais rarement, on relève les grilles à

J'arriére dans le but de rendre le chargement plus commode et de

mieux voir l'état du foyer.

La hauteur de la grille au-dessus du sol doit être telle que le chargement et le service soient faciles ; la pratique indique une hauteur de 0",75 à 0",80 pour faciliter le coup de pelle.

La grille a généralement une forme rectangulaire, pour que les barreaux aient tous les mêmes dimensions, ce qui facilite le remplacement.

Combustible brûlé par mètre carré de grille. — Un des éléments importants, dans la conduite du foyer, est le poids de combustible brûlé sur la grille, par heure et par mètre carré. Ce poids dépend de la nature du combustible et de la vitesse d'accès de l'air, c'est-àdire de l'énergie du tirage.

Dans des conditions moyennes, avec un tirage par cheminée de 20 a 30 mètres de hauteur, le registre étant en partie baissé de manière à produire une combustion modérément active, correspondant à une dépression dans le foyer de 3 millimètres à 3"",5 en hauteur d'eau, on peut brûler sur la grille, par mètre carré, 60 à 70 kilo-

COaiBCSTIBLCS INDUSTRIELS. 10

428 COMBUSTIBI^S INDUSTRIELS

grammes de tout-venant, sur une épaisseur de 0'",iO à O'",!^ environ. D'après M. Walther Meunier, on brûlera :

Tout-venant 75 kilogrammes.

Menu de qualité inférieure 100 —

Il ne faut pas tomber au-dessous de 45 kilogrammes par heure et par mètre carré de surface de grille.

En manœuvrant le registre, on fait varier le tirage, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer cette consommation dans de grandes limites, soit 50 0/0 en plus ou en moins. Avec une cheminée puissanté, un tirage très actif de 8 à 10 millimètres d'eau, on peut consommer jusqu'à iOO et iiO kilogrammes de tout-venant par heure et par mètre carré. L'épaisseur de la couche doit être réglée en proportion.

En baissant le registre, on peut réduire la consommation à 20 ou 30 kilogrammes par mètre carré de grille. Le registre sera baissé au moinent de la charge et ouvert peu à peu, à mesure que la combustion avance.

Dans les foyers ordinaires à houille pour chaudières à vapeur, la combustion doit pouvoir varier, par la manœuvre du registre, de 40 à 100 kilogrammes par mètre carré de grille, avec une combustion moyenne de 60 à 70 kilogrammes.

Avec le tirage artificiel par ventilateur ou par jet de vapeur, la combustion, par mètre carré, peut être considérablement augmentée. C'est ainsi que, dans les locomotives, on arrive à brûler 400 kilogrammes et plus de houille, par mètre carré de grille, sur une épaisseur de 0^,20 à 0"',25 et même 0"',30. La dépression dans le foyer atteint alors 0'",10 d'eau.

Surface de grille, — La surface d'une grille doit être en rapport avec la quantité de combustible que l'on doit y brûler, mais ses dimensions absolues en largeur et en longueur ne doivent pas sortir de certaines limites.

La largeur ne doit pas être inférieure à 0'",25; au-dessous de cette limite, la masse de combustible en ignition est trop faible, et la combustion se maintient difficilement; d'un autre cêté, la largeur ne doit guère dépasser 1 mètre, ce qui conduit à des portes déjà très grandes. On a fait cependant des grilles de l'^.SO et l'^fSO et jusqu'à l'",60 de largeur. On met alors deux portes de chargement. Pour la longueur de la grille, dans le cas d'une chaudière fixe.

il ne convient pas de ne pas avoir plus de 2 mètres, et déjà, avec cette longueur, le chauffeur peut difficilement surveiller et charger également Textrémité du foyer. Il résulte de là qu*une grille de 2 mètres carrés de surface est à peu près un maximum qu'il ne convient pas de dépasser. Lorsqu'on a besoin d'une surface plus grande, il vaut mieux employer plusieurs grilles et plusieurs foyers.

On calculera comme suit la surface de grille.

Soient : S, la surface de grille cherchée ; P, le poids de combustible brûlé par mètre carré et par heure; C, la puissance calorifi((uo de ce combustible. Le poids de combustible brûlé par heure est PS, et, si la combustion était complète, la chaleur dégagée serait PSC. Mais, par suite de la combustion incomplète, du refroidissement des parois, de la perte de gaz de la combustion encore chauds, on n'utilise industriellement qu*une fraction de la chaleur totale, que nous désignerons par r; c'est ce qu'on appelle le rendement.

La quantité de chaleur Q produite utilement est par conséquent

Q = rPSC.

La valeur de r, qui est très variable suivant les appareils, est comprise, pour les chaudières à vapeur, entre 0,40 et 0,80.

On déduit de cette formule la surface S de la grille.

On emploie souvent, pour déterminer la surface de grille, des formules empiriques. Nous indiquerons la formule suivante adoptée par le Nord-Ouest autrichien, formule qui donne des résultats sa rapprochant beaucoup de ceux obtenus en pratique.

R, surface de grille en mètres carrés; F, surface de chauffe en mètres carrés ;

0, coefficient dont la valeur, dépendant de la qualité du combustible employé, est indiquée au tableau ci-après :

NOMBRE DB TO0M m Boon A l'hesm