CHAPITRE IX EMPLOIS DU PÉTBOLE

Emploi dans les foyers de chaudières fixes. — Emploi sur le» locomotives. — Conditions de réception du pétrole pour le chauffage des locomotires. — Âppli» cations en Russie. — Applications en Angleterre et en France. — Applications en Californie. — Application aux tunnels. — Emploi sur les navires, — Facilités de ravitaillement. — Autres avantages d'emploi. — Briquettes de pétrole.

Emploi dans les foyers de ohaudières fixas. — Les avantages qui résultent de remploi du combustible liquide dans les foyers de chaadières fixes sont nombreux.

Tout d'abord, ce combustible ne laisse pas de cendres ; son introduction dans le foyer n'exige pas de travail pénible, et s'effectue, au contraire, automatiquement avec la plus grande facilité. Tandis que la combustion de la houille ne donne jamais une température constante, par suite des changements d'épaisseur du combustible sur la grille études rentrées d'air par le foyer, avec le pétrole, au contraire, la température est constante et bien supérieure à celle de la houille, qui a un pouvoir calorifique moindre.

On peut d'ailleurs régler les proportions relatives d'huile et d'air de manière à avoir une combustion complète sans excès d'air. Enfin le combustible liquide occupe moins de place que le charbon nécessaire pour produire le même effet.

Le pouvoir évaporatoire théorique du maiout est iô'^v,^, ainsi que nous l'avons dit ; celui de l'anthracite est i2^<^,2; par conséquent, le mazout, à poids égal, vaporise 33 0/0 en plus, théoriquement. L'utilisation du combustible peut être rendue beaucoup meilleure, et là où le charbon ne donne que 60 0/0 de son pouvoir caloriGque théorique, le mazout peut donner 80 0/0 ; d'où un avantage de plus de 75 0/0 en faveur du mazout.

Par conséquent, dans toute» les régions ovi la tonne de mazout se maintient au-dessous d'un prix égal aux 7/4 de celui de la tonne de houille, on aura un avantage à substituer le mazout à la houille.

Il faut joindre à ces avantages celui de permettre une surveillance très facile : un homme suffit pour une batterie de 6, 8, 10 chaudières.

Ces diverses considérations contribuent à développer beaucoup l'emploi du mazout. Des expériences faites en Russie ont prouvé que les quantités de vapeur développées dans une même chaudière et dans les mêmes conditions de pression ou d'allure par le pétrole d'une part, et, d'autre part, par différents combustibles solides sont égales pour les poids suivants :

BMPLOIS DU PÉTROLE 199

A lÛO kilogrammes de résidus de pétrole correspond une consommation de 3â0 kilogrammes de tourbe ; 142 kilogrammes de coke ; 140 kilogrammes de bonnes briquettes de houille ; 139 kilogrammes d*anthracite du Donetz; 153 kilogrammes de houille du Donetz; 276 kilogrammes de houille du bassin de Moscou ; 176 kilogrammes de houille de TOural; 140 kilogrammes de houille de Kouban; 165 kilogrammes de houille de Pologne; 167 kilogrammes de houille deSilésie; 139 kilogrammes de houille anglaise.

M. H. Le Châtelier, professeur à T École Supérieure des Mines de Paris, a conclu de ses expériences que les quantités de vapenr produites dans la môme chaudière et dans les mêmes conditions pra- ' tiques par les résidas de pétrole et par la houille sont proportionnelles aux puissances calorifiques de ces deux combustibles. Le rapport entre les poids delà vapeur évaporée est de 1, 1/2 à 1.

M. Le Chàtelier a trouvé que 1 kilogramme de résidus de pétrole fournissait 12 kilogrammes et demi de vapeur.

On aura aussi recours avec avantage au chauffage au pétrole dans des stations centrales de production de lumière électrique, pour parer à des augmentations subites de consommation, dues à des brouillards oa a d'autres causes : il est^ en effet, difficile, quand on dispose uniquement de chaudières chauffées à la houille, de produire instantanément une quantité de vapeur suffisante pendant la période de consommation maximum. Avec les chaudières chauffées au combustible Uquide, oa peut, au contraire, forcer la production pendant une courte période sans la moindre difficulté.

Il est indispensable de prendre cerlaines précautions pour éviter les dangers d*incendie qui pourraient résulter de Temmagasinage de grandes quantités de pétrole dans une usine. Le pétrole devrait être conservé autant que possible en vases métalliques; cette précaution est indispensable pour Tessence. Il est désirable que les magasins soient éloignés des habitations. La meilleure méthode serait d*emmagasiner le pétrole en citernes souterraines séparées de toute habitation. Les citernes en métal devront être hermétiquement fermées et manies d*un trou d*air couvert de fine toile de cuivre. En cas d'incendie, l'huile dans une pareille citerne brûlerait entièrement sans explosion ou même échapperait totalement à Tignition.

Dans tout magasin, il devrait y avoir du sable et une pelle^ mesure ntile non seulement pour absorber le pétrole répandu, mais encore pour éteindre le feu dès le début.

Emploi sur lss locomotives. — L'emploi du combustible liquide permet de réaliser de nombreuses et importantes économies pour le chauffage des locomotives :

1** La lâche difficile et fatigante du chaufTeur'est rendue beaucoup p^us facile, grâce à Talimentation continue et automatique des foyers, qui supprime également les rentrées d'air par les portes ;

2*» L'allumage et la mise en pression sont rapides. Au dépôt, avec de Teau froide et en empruntant de la vapeur à une locomotive voisine ou à une chaudière fixe pour faire fonctionner Tinjecteur, il faut une demi-heure pour porter Teau à 100*, et une heure et demie en tout pour obtenir une pression de 12 kilogrammes ; avec de l'eau d'alimentation à 70°, on a atteint ^9 kilogrammes de pression en mois d'une heure ;

3° La combustion est exempte de fumée ; on évite la production de fumée en réduisant l'arrivée du pétrole, dès qu'on constate la présence d'un panache de fumée au-dessus de la cheminée ;

4** On peut faire varier facilement et rapidement la pression à la chaudière; on atteint une précision parfaite dans le réglage du feu. Étant donnée l'alimentation continue et automatique, on peut donner des coups de collier ou arrêter, au contraire, instantanément la production de la chaudière;

5^ Il y a absence de poussière ou de suie dans les tubes et dans la boîte à fumée ; de même, absence d'escarbilles et d'étincelles qui encrassent la grille et les tubes ;

6<* Le foyer et la tubulure demandent moins d'entretien qu'avec la houille, ce qui tient à l'absence de soufre dans le pétrole. Grâce à la présence du revêtement, le refroidissement est lent et uniforme, ce qui est à la fois économique et favorable à la conservation de la chaudière ;

7** Étant donné le pouvoir calorifique considérable des résidus de naphte, 30 à 40 0/0 supérieur à celui des meilleures houilles, et la facilité que l'on a de pousser ou de diminuer le feu instantanément, on peut franchir des distances plus considérables avec un approvisionnement donné qu'avec le chauffage à la houille, même si l'on emploie du Cardiff de premier choix.

Un autre avantage est la facilité avec laquelle on approvisionne les machines de combustible. Cette opération n'exige, en effet, que deux ou trois minutes.

M. Aspinall a signalé que l'emploi du combustible liquide dans les locomotives permet de ne pas serrer l'échappement. Il ne se produit donc pas de dépression dans la boîte à fumée, et il est évident qu'il en résulte un contact plus intime des gaz avec les tubes.

En eiTet, avec le pétrole, la section dé Téchappement est de 30 à 40 0/0 plus considérable que dans le cas de la houille, Temploi d'injecteurs pour introduire le pétrole dans le foyer ayant pour effet de produire un tirage forcé. 11 existe deux tuyères à vapeur, Tune pour rinjection du pétrole, et Fautre pour Tinjection de Pair. Quand on emploie le chauiTage mixte à Thuile et à la houille, on peut arrêter Tinjection de Fhuile pendant les arrêts et entretenir la pression avec la houille seule.

Signalons, d*autre part, quelques inconvénients qu'il est facile d'éviter avec le chauffage des locomotives au pétrole.

Un quart d'heure après avoir éteint le feu, il faut envoyer de la vapeur vive dans le foyer au moyen de Finjecteur, en ouvrant en même temps le capuchon de la cheminée et le souffleur pour chasser les gaz détonants qui se forment après la fermeture de Tinjecteur. En effet, les gouttes de pétrole qui suintent, rencontrant des parois chaudes, se vaporisent et donnent des gaz inflammables qui pourraient faire explosion au moment du rallumagc.

D'ailleurs, en général, bien que les combustibles liquides ne soient pas dangereux, ils doivent cependant être manipulés avec soin et attention, si l'on veut éliminer tout danger d'explosion et d'incendie.

C'est ainsi que, pendant le chargement du réservoir du tender, il ne faut pas en approcher avec des lumières. On ne doit pénétrer avec une lumière dans les réservoirs à pétrole pour les nettoyer ou les réparer qu'après les avoir lavés et purgés de gaz combustibles. On ne doit tolérer aucune fuite aux réservoirs ni à la tuyauterie de pétrole. Il faut éviter l'emploi de la contre-vapeur quand on chauffe au pétrole. En effet, quand on bat contre-vapeur, la pression monte dans la chaudière, la combustion n'est plus régulière, et il se produit des explosions partielles ; une partie des gaz combustibles s'écoulent dans la boîte à fumée sans être brûlés et sont aspirés dans les cylindres où ils peuvent faire explosion en provoquant leur destruction.

Conditions de réoeption du pétrole pour le chauffage des locomotives. — En Russie les résidus de naphte pour le chauffage des machines doivent provenir uniquement de la distillation du naphte, du pétrole ou de la benzine et non d'huiles animales. Leur poids spécifique, à 17^ i/2, ne doit pas dépasser 0,911 à 0,912; ils ne doivent contenir ni eau, ni boue sableuse, ni alcalis. Lors de la réception, leur température ne doit pas dépasser 50^ et leur degré

d'inflammation doit être supérieur à 140^ ou 150^. Certains réseaax de chemin de fer stipulent comme limites de la densité 0,905 à 0,915 à la température de 14* R. Il n'y a aucune stipulation pour la viscosité. La Compagnie de navigation Caucase et Mercure demande 0,926 comme densité. La marine russe accepte an point d'inflammabilité de 100*" minimum et une densité de 0,950. En Amérique on prend comme minimum 200^ Fahrenheit et la combustion doit se faire sans laisser de cendres.

Lors des essais de réception, on tolérera au maximum 3 à 6 0/0 d'eau. Pour déterminer Teau contenue dans le pétrole, on prend d'abord la densité d^ du produit. On chauffe ensuite pendant quelque temps à i03* et on détermine la densité d^.

La quantité d'eau q se détermine par la relation :

On peut aussi mesurer l'eau au moyen d'un petit alambic ou en additionnant le mazout de benzine après chauffage préalable. L'eau se précipite au fond de Téprouvette graduée dans laquelle on opère.

En ce qui concerne l'essai du degré d'inflammation, on ne doit pas être trop sévère, car on s'exposerait à payer fort cher le produit et à avoir un pétrole très visqueux, dont la pulvérisation serait assez difficile.

Après réception, le pétrole sera emmagasiné dans de grands récipients ou citernes pour lesquels il faut prévoir une certaine dilatation. On admet un coefficient de 0,000735.

AppIioatioBS en Russie. — Le Gouvernement russe, désireux de favoriser une industrie nationale, a, par conséquent, beaucoup encouragé Tapplication du pétrole au chauffage des locomotives, particulièrement en soumettant depuis^ quelques années les houilles anglaises à des droits d'entrée prohibitifs.

Les chemins de fer russes, surtout ceux du Sud-Est, région dans laquelle l'approvisionnement est facile, emploient comme combustibles les résidus de première distillation (mazouts ou astakis) encore très impurs.

Bien que le pouvoir calorifique du naphte soit supérieur d'environ 50 0/0 à celui de la houille de Nev^castle, la houille anglaise était encore, il n^ a pas très longtemps, le combustible le plus économique, dans la région de Pétersbourg; les nouveaux droits d'entrée appliqués aux houilles anglaises les ont chassées du marché; les

EMPLOIS DU PSTEOLls 203

lionOIes rassee et te naphte restent seuls en présence, et Templol du naphte donne à Pétersbourg une économie de 33 0/0 ; cette économie augmente à mesure qu*on se rapproche du Caucase.

D'après M. Brùckmann, le chauffage au pétrole, en Russie, présente TaTantage de frais moins élevés que le chauffage à la houille russe; réoonomie varie de ^5 à 45 0/0, suivant la distance qui lépare le point de consommation du gisement de pétrole.

La question de Vemploi des combustibles liquides sur les lignes msses a surtout été étudiée par M. Goulichambarof, dans son ouvrage sur le C?iau/façe au pétrole, et M. Arzich, dans une brochure ayant pour titre le Chauffage des locomotives au bois^ au char^ hon et au pétrole.

Dès Tannée 1870, des ingénieurs des chemins de fer russes furent chargés d'étudier la question et commencèrent des essais, qui, pendant plusieurs années, ne donnèrent pas de résultats favorables.

Ce n^est qu'à partir de Tannée 1880 qu'a commencé véritablement l'application du pétrole au chauffage des locomotives en Russie. Les premiers réseaux qui adoptèrent le nouveau mode de chauffage forent ceux qui traversaient les régions pétrolifères ou qui se trouvaient à proximité de cette région. Puis peu à peu le voisinage de la mer Caspienne et Texistence de la Volga qui s'y déverse ont permis au combustible liquide de remonter cette voie fluviale et de pénétrer sur les marchés du centre de la Russie.

On a constaté que le chauffage au pétrole permet de réaliser des économies qui se traduisent non seulement par l'augmentation de la production de vapeur, mais aussi par la diminution du personnel, des frais d'emmagasinage, des frais de réparation des foyers et des chaudières.

Mais il faut compter avec les variations du cours qui peuvent renverser assez rapidement les conditions économiques permettant de chauffer les locomotives au pétrole. C'est ainsi que le prix du pétrole a monté de 18 à ^1 francs à Tzaritzin en deux ans. La houille du Donetz, qui atteindra Tzaritzin par une ligne partant de Tikhoretskaia, pourra donc lutter avec grand avantage avec le naphte, et la Compagnie Griazi Tzaritzin peut être amenée à devoir transformer son matériel en vue de Temploi de la houille.

Applications en Angleterre et en Franœ. — Le principal avantage des procédés de chauffage mixte au pétrole est qu'ils permettent de revenir instantanément au charbon, car il ne peut être question de

substituer purement et simplement au cbarbon le combustible liquide dans des pays producteurs de charbon et éloignés des gisements de pétrole, comme la France et FAngleterre.

Une question de prix intervient tout d'abord. Supposons, par exemple, que Ton brûle du charbon à 20 francs la tonne. Les machines-express du Great-Eastern R. (Angleterre) consomment, en moyenne, 10 kilogrammes par kilomètre, si elles marchent au charbon, et 3 kilogrammes de combustible liquide avec 3^^,300 de charbon, si elles marchent au combustible mixte. En admettant que les dépenses de manutention soient les mêmes dans les deux cas (ce qui n'est pas exact, car les manutentions des huiles sont moins coûteuses que celles du charbon), le prix du combustible liquide doit être tel que la dépense ne soit pas plus élevée dans le second cas que dans le premier, c'est-à-dire qu'il faut, p étant le prix limite par tonne cherché pour le combustible liquide, que

d'où:

^^Xîfe + 3'*'^««Xil5ô^*«Xîlu-o'

p ^ 43',35 par tonne.

On obtiendrait une limite plus basse, si, au lieu de prendre le gros charbon pour terme de comparaison, on prenait le prix moyen d'une Compagnie employant des menus à 13 francs.

En France, le mazout de Russie revient à 183 francs la tonne; ce produit coûte environ 3 francs la tonne à Bakou, les 182 francs restant représentent le fret, les droits d'entrée, le logement, les manutentions^; on ne peut donc pas songer à l'employer d'une

i. Le prix de 185 francs peut se décomposer à peu près comme suit :

La tonnt.

Valeur da produit à Bakou 3 fr.

Transport de Bakou à Batoam par wagpon-cilcrnc 25

Manutentioa à Baloum 1

Fret de Batonm eo France (par bateau-citerne) 22

Droit de douane 90

Logement 25

Dichargemeut et mise en fûts, pertes en eoars de route, change, courtage,

frais dîTeri, béaéfict, ete..... 19

manière courante comme combustible, tant que le droit de 90 francs par tonne à l'entrée en France subsistera et que l'importation n'aura pas pris, du fait de nouveaux débouchés, un développement suffisant pour amener un abaissement du fret. Celui-ci est, d'ailleurs, très élevé en raison des conditions du transport par les bateauxciternes, qui sont spécialement disposés pour le transport du pétrole et ne peuvent, en raison de cette disposition spéciale, prendre de chargement de retour; c'est une cause d'augmentation notable du fret par tonne de résidu importé, à laquelle les importateurs de résidus d'Amérique cherchent à échapper en disposant les citernes des bateaux de telle sorte qu'elles puissent recevoir un chargement de retour. On obtiendrait, ainsi, un abaissement du fret, mais il est peu probable qu'il soit suffisant pour rendre abordable le prix du combustible liquide. En effet, les résidus d'Amérique se vendent, en France, 5 et 6 francs plus cher que les mazouts russes; en admettant que l'on gagne cette différence en abaissant le fret, on n'arrive qu'à la parité des prix; or le produit russe, comme on Ta vu plus haut, ne peut pas économiquement être employé pour le chauffage des locomotives.

Les réseaux qui sont situés dans le plein cœur d'une région houillère, comme le Midland Railway (Angleterre), n'ont pas intérêt à adopter ou, du moins, à développer le chauffage au pétrole en dehors de certains cas particuliers.

D'après M. Aspinall, en admettant qu'on brûle de la houille du Lancashire, à il francs la tonne environ, le combustible liquide ne devrait pas coûter plus de 0 fr. 023 le litre pour que son emploi fût avantageux. Dans le Sud de l'Angleterre, où la houille est plus chère, les conditions sont plus favorables à l'emploi du pétrole.

Dans l'état actuel des marchés français et anglais, l'emploi courant du combustible liquide ne se présente donc pas encore dans des conditions pratiques ni avantageuses; toutefois, appliqué dans cer« taines limites et à certaines catégories de machines, il permet, grâce à sa combustion rapide et à la vaporisation abondante qui en résulte, de parer à diverses difficultés de la marche, notamment de franchir les longues rampes sans épuiser la réserve de vapeur, d'alimenter dans les moments où l'on hésite à le faire, en raison de l'état du feu et de la pression, de vaincre un surcroît momentané de résistance auquel un vent violent peut donner lieu.

En outre, étant donné la grande élasticité que ce mode de

COMBUSTIBLES I^ÏDUSTRIBLS. 15

chauffage confère aux générateurs de vapeur, des applications utiles pourraient en être faites aux chaudières de machines fixes à fonctionnement intermittent, telle que les machines d'alimentation des réservoirs des gares de chemin de fer pour lesquels le temps et la dépense d'allumage et de mise en pression sont hors de proportion avec les éléments correspondants du travail effectif. On pourrait également se servir du pétrole pour Tallumage des locomotives, car il semble devoir permettre une mise en pression plus rapide que le procédé actuel. On peut encore concevoir que le pétrole serait utilement appliqué aux locomotives de manœuvre, catégorie de machines dont le travail est généralement intermittent et pour lesquelles il est utile de pouvoir faire monter ou laisser tomber la pression suivant le service à faire.

ApplioationsenClalifomie. — Depuis quelques années, la production du pétrole s'est développée en Californie a un degré tel que les chemins de fer de ces régions ont pu considérer comme possible Temploi exclusif du combustible liquide dans les locomotives. L<es essais ont été tentés dès qa'on a pu se procurer le pétrole à des prix permettant de lutter avec le charbon, dont le prix s'élève, dans certains districts de la Californie, à 35 et 40 francs de tonne. On a développé l'exploitation des gisements de pétrole de la province de Santa-Fé, et on dispose maintenant d'une production considérable qui justifie l'emploi normal du combustible liquide sur les locomotives.

Le Santa-Fé Railroad possède plus de 200 machines chauffées aux résidus de pétrole et transforme toutes ses machines ; la consommation de pétrole sur cette ligne atteindra annuellement plusieurs millions de barils dont une grande partie sera fournie par les puits dont la compagnie est propriétaire.

Le Southern Pacific Railroad possède 95 machines munies de brûleurs et achève la transformation de son matériel ; il consommera près de 6 millions de barils de pétrole.

L'International and Great Northern Railroad, le Los Angeles and Sait Lake Railroad, le Northern Pacific Railroad se sont engagés dans la même voie, de même que les chemins de fer de la République Argentine dans l'Amérique du Sud.

On se contente d'ajouter aux locomotives un brûleur et de garnir de briques réfractaires la base du foyer et une ou plusieurs parois de la boite à feu, suivant la disposition des brûleurs.

Le réservoir à pétrole est placé au centre du tender et entouré par

les caisses à eau. On le munit, à la partie supérieure, d'une soupape de sûreté destinée à neutraliser une forte pression de gaz.

Sur le Southern Pacific, avec de Fhuile à 16° Baume, on a obtenu les résultats suivants :

Kilomètres parcourus

Pression

Eau vaporisée

Huile brûlée

Kilomètres 4)arcourus par tonne

Kilogrammes de combustible consommés

PÉTROLE