IM- F — F

où P est le poids de l'échantillon dans l'air, F le poids du flacon rempli d'eau, F' le poids du flacon avec l'eau et l'échantillon.

Nature de la flamme. — Les charbons à gaz produisent une flamme longue et fuligineuse. Cette flamme est moins longue et ne donne plus autant de fumée, quand les houilles sont grasses. Les fragments de combustible s'agglomèrent au feu. Avec les charbons maigres et les anthracites, la flamme est très courte ; elle présente une coloration bleue très caractéristique, due en partie à la proportion de soufre que contiennent toujours ces charbons.

Tous ces caractères pliysiques permettent ainsi de classer les houilles suivant trois types nettement distincts : anthracite, charbon gras et charbon à gaz. Nous allons retrouver les éléments d'une classification analogue en examinant quelques-unes des propriétés chimiques de la houiQe.

Propriétés chimiques. — Los principales propriétés chimiques d'une houille sont la teneur en carbone et la teneur en matières volatiles qui en dérive à peu près directement. Pour les emplois dans les foyers, il faudra en outre connaître la quantité et la nature des cendres : phosphore, soufre, fer, impuretés de toute nature. Ce sont ces divers points que nous allons successivement examiner.

Teneur en carbone. — La teneur en carbone est celle qui différencie principalement les qualités de houille.

Cette teneur oscille entre 75 0/0 et 90 0/0, souvent même 95 0/0.

Les houilles sèches à longue flamme, appelées aussi houilles flambantes ou flénus secs, contiennent 70 à 80 0/0 de carbone, en moyenne 77,5 0/0.

Les houilles grasses à longue flamme ou flénus gras, souvent appelées simplement charbons à gaz, renferment 80 à 85 0/0 de carbone, en moyenne 82 0/0.

Les houilles grasses, dites aussi houilles maréchales ou charbons de forge, oscillent entre 84 à 89 0/0 de carbone, en moyenne 86,5 0/0.

Les houilles grasses à courte flamme ou houilles à coke contiennent de 88 à 91 0/0 de carbone.

Les houilles maigres à courte flamme ou houilles anthraciteuses renferment 90 à 93 0/0 de carbone.

Enfin, les anthracites peuvent contenir 93 et 95 0/0 de carbone.

Teneur en matières volatiles. — Par matières volatiles, il faut entendre non seulement les gaz (hydrogène, azote, oxygène) mélangés à la houille, mais aussi le carbone volatil, c'est-à-dire les goudrons, les hydrocarbures de toute nature et les matières ammoniacales qui se dégagent de la houille, lors de sa combustion.

Toutefois on fait abstraction, en général, de la variation de composition des matières goudronneuses ou ammoniacales, et Ton ne prend comme spécifique que la proportion des gaz (hydrogène, azote, oxygène) dans les diverses houilles. Le rapport notamment entre l'hydrogène et la somme des teneurs en oxygène et azote est un élément caractéristique.

Dans les houilles sèches à longue flamme, la proportion dliydrogène étant de 5,5 et la somme des quantités d*oxygène et d^azote

de 17, la valeur du rapport

0 + Ag H

est comprise entre 4 et 3.

Les houOles grasses à longue flamme contiennent 5,5 d'hydrogène et 12,5 d'oxygène et azote, de sorte que la valeur du rapport

O + Az , . ^ o A Q

— ^ — est comprise entre 3 et 2.

Les houilles maréchales renferment 5 0/0 d*hydrogène, 8,5 0/0

d'oxygène et d*azote; le rapport — — se trouve compris entre

2 et 1.

Les houilles à coke ne contiennent que 5,5 à 4,5 0/0 d'hydrogène

et 6,5 à 4,5 d'oxygène et d'azote, de sorte que le rapport — ^ —

est voisin de l'imité.

Dans les houilles maigres, les quantités d'hydrogène et d'oxygène pris avec l'azote étant respectivement de 4,5 à 4 0/0 ou de 5,5 à

3 0/0, le rapport est, en général, inférieur à l'unité.

Enfin, pour les anthracites, l'hydrogène constitue 4 à 2 parties de la composition élémentaire. L'oxygène et l'azote forment 3 parties.

Le rapport — ^ — ^ a parfois une valeur voisine de 0,50.

Teneur en soufre. — La proportion du soufre contenu dans la houille ne doit pas être trop considérable. Quand elle dépasse une certaine valeur, il y aura parfois lieu de rejeter la houille comme combustible industriel.

Le soufre proviendra soit des pyrites mélangées à la houille, soit de sulfates, du gypse surtout, soit de corps organiques intimement liés à la formation charbonneuse. L'influence de ce dernier élément est assez considérable, car la teneur en soufre des plantes qui ont contribué à la formation des dépôts de houille était beaucoup plus élevée que celle des végétaux actuels.

La pyrite existe soit en plaquettes visibles à l'œil nu, soit en particules disséminées au milieu du charbon et absolument invisibles; ces particules se trouvent surtout suivant les génératrices verticales de la couche. Dans le premier cas, le lavage emportera une partie de la pyrite avec les cendres. Dans le second cas, il faudra pousser très loin le classement avant lavage de manière à ne traiter que des morceaux de môme calibre et de très faible grosseur, et encore ne sera-t-on pas certain d'expulser complètement la pyrite.

La teneur en soufre est fréquemment de 2 0/0. Si elle augmente et

devient voisine de 3 0/0, le combustible ne sera plus utilisable, surtout pour la transformation en coke métallurgique. Comme on le verra plus loin, l'opération de la cokéification n'enlève pas, en effet, la majeure partie du soufre. En outre, un charbon trop sulfureux attaque les grilles des chaudières.

Enfin le soufre donne lieu, lors de la combustion de la houille, à un dégagement d'hydrogène sulfuré ou d'acide sulfureux nuisible à la santé des chauffeurs.

Teneur en phosphore. — Le phosphore contenu dans le charbon provient, d'après M. l'inspecteur général des mines Carnot^ des spores et grains de pollen des matières végétales décomposées : cryptogames, fougères et corda! tes, ayant contribué à la formation de la houille. Ces spores sont facilement visibles au microscope, après une oxydation de la houille par l'acide azotique ou par le chlorate de potasse (Voir page il).

M. Carnot a essayé d'établir un rapport entre la teneur en phosphore et la nature des plantes qui ont formé le charbon. Il n'a pas trouvé de différences notables dans un même gisement, mais les charbons qui montrent le plus grand nombre de spores, tels que les Cannel coaîs (Voir page 19), sont ceux qui renferment le plus de phosphore.

D'après M. Rossigneux, on a comparé aux usines de Denain les teneurs en matières volatiles et en phosphore des différents charbons du bassin du Nord. Ces recherches n'ont abouti à aucun résultat. A Anzin, la teneur en phosphore varie dans le rapport de 1 à6 pour des couches différentes. Les charbons demi-gras contiennent moitié moins de phosphore que les qualités grasses. A Aniche, l'analyse a donné 0,70 de phosphore. Un charbon deNewcastle ne contenait que 0,04 à 0,06 de phosphore. La moyenne dans les bassins du Midi et du Centre de la France est 0,12 0/0.

Le rapport de la teneur en phosphore à la teneur en cendres est plus constant, parce que le phosphore existe toujours dans ces cendres à l'état de phosphates. On remarque aisément qu'il y a proportionnalité entre les teneurs en phosphore et les quantités de cendres.

Teneur en cendres et éléments chimiques des cendres. — Les principaux éléments qui constituent les cendres de la houille sont l'oxyde de fer (de 1,30, à 74,02 0/0), l'alumine (de 0,00 à 42,75 0/0),*^ la