CHAPITRE XVI QÉHÉRALITÊS SUR LES AGGLOHÉRÉS

Historique. — Nature des combustibles soumis à Tagglomération. — Emploi des briquettes. — Réception des briquettes. — Essais de cohésion. — Incinération. — Calcination. — Essais divers. — Matières agglomérantes, — Brai. — Essai du brai. — Suppression du brai par chauffage à haute température ou par compression. — Agglomérants divers. — Agglomérés au brai. — Influence de la qualité du brai. -^ Influence de la proportion de brai. — Influence de )a pression.

On désigne sons le nom de briquette un bloc formé de combustible menu, aggloméré mécaniquement.

Historique. — L'époque la plus ancienne à laquelle on peut faire remonter la fabrication des briquettes est l'année 1594, date à laquelle sir Hugh Platt écrivit une notice sur ce sujet. Les premières briquettes fabriquées en France eurent une valeur commerciale dans le cours de Tannée 1843. L'emploi du brai solide comme matière agglomérante est dû à M. William Wylam, de Newcastle-on-Tyne, qui prit pour cela un brevet, en 1843.

A peu près à la même époque, le combustible aggloméré fut fabriqué pour la première fois commercialement à Bérard, près Saint- Étienne, en France.

En effet, c*est en 1833, que MM. Ferrand et Marsais firent lei premiers essais de briquettes préparées au moyen de goudron dt houille. En 1844, on commença à employer le brai gras^ c'est-à-diri

le goudron débarrassé de 20 à 25 0/0 de matières volatiles, puis le brai sec, c'est-à-dire le goudron soumis à une température de 300^, ce qui élimine toutes ses matières volatiles. En 1842, M. Marsais fit construire en France les premières machines à agglomérer.

Depuis, de nombreuses usines à briquettes ont été créées, tant sur le carreau des mines. que dans les ports d'importation de charbons anglais, tels que Dieppe, le Havre, Honfleur, Caen, Saint-Malo, Saint-Nazaire, etc., où Ton traite des menus d'origine étrangère avec le brai anglais.

L'agglomération des combustibles joue un grand rôle dans le développement des mines : grâce à elle, leur production a pa s'augmenter malgré la qualité souvent inférieure des houilles. En effet, en France et en Belgique, les combustibles minéraux sont moins purs et surtout beaucoup plus friables qu'en Angleterre. La proportion des déchets atteint souvent 45 à 18 0/0. La question de l'emploi des menus et de leur transformation en briquettes a dono eu une importance capitale pour les mines de houille.

On utilise les fines et les poussiers qui se produisent pendant la manutention et la préparation mécanique desc^iarbons.

Les poussiers d'anthracite ne peuvent s'agglomérer que mélangés à des fines grasses, et même dans ces conditions la quantité de brai nécessaire est assez élevée, ce qui renchérit considérablement le coût des briquettes. On peut transformer aussi les déchets et les poussières (2 à 3 0/0) que donne la manutention du coke. Ces menas doivent être au préalable lavés et séparés des cendres, terres et autres impuretés qu'ils contiennent. La fabrication de briquettes avec ce produit est chère par suite de la quantité de brai élevée nécessaire pour lagglomération. De plus, les menus de coke qui sont durs et acérés exercent sur les organes des presses une action limante qui produit une certaine usure.

Toutefois il ne faut pas s'engager sans un examen approfondi de la question dans l'emploi exclusif des briquettes, car, dans beaucoup de cas, il peut être avantageux d'éviter des frais de transformation de 5 à 8 francs par tonne en brûlant directement les menus dans les foyers spéciaux que nous avons décrits.

Nature des combustibles soumis à Tagglomération. — Bien que toutes les qualités de houille soient convenables pour l'agglomération, on passe généralement dans les presses des houilles demigrasses contenant de 13 à 17 0/0 de matières volatiles.

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Quand on agglomère des houilles sèches à longue flamme ou des charbons gras, on doit chercher à réduire au minimum la proportion de brai, pour éviter autant que possible la fumée. On peut descendre jusqu'à une teneur de 12 à 14 0/0 de matières volatiles, en portant la proportion de brai jusqu'à 9 à 10 0/0 ; mais les houilles très maigres, I ne contenant que 9 à 10 0/0 de matières volatiles, donnent des bri-

i quettes d'une combustion lente et difficile.

A froid, les briquettes de charbon maigre présentent une cohésion satisfaisante ; mais, une fois sur la grille, elles tombent en poussière et donnent un coke fragile, si elles ne contiennent pas une forte proportion de brai. On doit donc mélanger les charbons maigres avec des charbons gras, pour obtenir des briquettes se comportant bien dans le foyer, tout en ne dépensant pas une trop forte quantité de brai. Malgré cela, les agglomérés obtenus avec les mélanges de charbons maigres et de charbons gras sont très nettement inférieurs à ceux qui proviennent de charbons demi-gras, même en admettant que la teneur en matières volatiles soit identique : leurs cendres sont fusibles, et leur combustion très lente.

Il est souvent difficile de fabriquer de bonnes briquettes avec les lignites seuls : en les mélangeant avec d'autres combustibles, on arrive à les utiliser dans de meilleures conditions. Ainsi on peut fabriquer des briquettes ayant une cohésion de 60 à 70 0/0, avec un mélange de demi-gras d'anthracite et de 100/0 de lignite : ces briquettes contiennent 8 1/2 0/0 de brai en moyenne et 19 0/0 de matières volatiles.

On peut également agglomérer un mélange de tourbe et d'anthracite, au moyen de goudron en briquettes rondes.

Un grand nombre de mines allemandes (plus de 24) sont pourvues de fabriques de briquettes pour Tutilisation des menus maigres westphaliens, qui sont très abondants, parce que le charbon est très tendre.

Les lignites, qui contiennent une forte proportion de matières bitumineuses, se ramollissent à la chaleur; les menus et les poussiers de lignite peuvent donc être transformés en briquettes, sans addition d'agglomérant. Toutefois la pression nécessaire à l'opération ne pouvant être inférieure à 1.200 kilogrammes par centimètre carré, il faut employer des machines très puissantes, dont la production est très faible et l'usure très rapide. Il existe en Allemagne quelques usines montées sur ce principe (Voir page 294).

Emploi des briquettes. — Les briquettes offrent certains avantages,

Dotammeni ceux de ne pas s*altérer entas comme les menus, et d'être d'un arrimage facile qui permet d'économiser environ iO 0/0 de la place occupée par le charbon. Dans les entrepôts et les cales de navires, on peut estimer à 0""^,045 environ Tespace occupé par une tonne de briquettes, tandis qu'une tonne de houille occupe environ l'°^,220. Ces qualités rendent les briquettes précieuses pour la navigation à vapeur.

La Marine française estime que l'on peut emmagasiner 280 kilogrammes de briquettes par mètre cube de soute, soit 10 0/0 de plus en volume qu'avec la houille en morceaux ; la perte par formation de poussiers, qui atteint jusqu'à 30 0/0 avec la houille en morceaux, ne dépasse jamais 5 0/0 pour la briquette.

De plus, les briquettes brûlent facilement sur les grilles et donnent de bons résultats, même entre les mains de chauffeurs ordinaires, tandis que l'emploi des menus exige des appareils spéciaux et un personnel exercé : les petits industriels et les particuliers re^ courent donc volontiers aux briquettes pour le chauffage domes> tique ou pour les petites installations de force motrice. Enfin on peut mélanger des charbons de provenances diverses, et obtenir ainsi à l'état de briquette un combustible doué de qualités spéciales.

L'importance de la fabrication des agglomérés suit ainsi en France une marche ascendante; la marine et la consommation domestique absorbent une forte partie de la production des usines, qui appartiennent pour la plupart aux Sociétés minières. Les mines françaises produisant actuellement plus de 100.000 tonnes de briquettes par an sont celles d'Aniche, d'Anzin, de Vicoigne et Nœux, la Grand-Combe, Rochebelle et Blanzy.

Réception des briquettes. — Les briquettes ont la forme d'un parallélipipède rectangulaire ou d'un cylindre droit à base circulaire, et on demande qu'elles aient toutes sensiblement le même poids, en général 8 à 10 kilogrammes, qu'elles soient bien agglomérées, c'est-à-dire entières, non fendillées, non grêlées, sèches, dures, sonores, homogènes, compactes, à grain fin et serrée peu hygrométriques et à peu près sans odeur.

Les briquettes doivent s'allumer facilement et brûler avec une flamme vive et claire, sans s'écraser sur les grilles ni se désagréger an feu ; elles ne doivent donner qu'une fumée grise et légère et ne pas produire de mâchefers adhérents pouvant obstruer la grille.

Les briquettes doivent être de garde, c'est-à-dire que, mises en tas

et exposées aux intempéries, elles ne doivent ni se déliter, ni s'écraser. Le poussier des briquettes est en général refusé et, si la quantité de menu ou de poussier constatée dans une cale de navire donne à craindre que les briquettes ne soient trop friables, on se réserve souvent le droit de refuser toute la cargaison. Le déchet pour bris dans le transport ne doit pas dépasser 5 0/0.

Nous indiquerons Tensemble des essais que Ton peut faire en cas de marchés importants; le lecteur appréciera facilement lui-même quelles sont les conditions et prescriptions à maintenir suivant Timportance du marché qu'il a en vue.

Les menus de charbon destinés à la fabrication des briquettes devront provenir exclusivement des mines désignées dans la soumission et qui devront être acceptées préalablement par Tacheteur; ils doivent être dépourvus de toutes matières étrangères, telles que pierres, schistes [slates), pyrites, etc. ; ils devront être de récente extraction et lavés avec soin. Cependant les menus anglais ne sont généralement pas lavés.

La matière agglomérante sera, en général, le brai sec, c'est-à-dire le résidu du goudron minéral dont on aura enlevé 40 0/0 de matières volatiles et qui, dans cet état, doit être à la fois très solide et à peu près sans odeur.

Le brai soumis à la chaleur dans le fourneau à coupelle et en vase dos, doit laisser dans le creuset un charbon boursouflé dont le poids ne doit pas être inférieur à 40 0/0 ni supérieur à 45 0/0 de la quantité de brai essayé.

On demande, en général, que le fabricant introduise 8 0/0 de brai dans les briquettes. Les chemins de fer du Sud de la France tolèrent de 5 à 8 0/0 de brai. En Italie (Sicile, Méditerranée), on exige au minimum 80/0 de brai sec ou iO 0/0 de goudron dans les briquettes qui doivent être fabriquées (soit en Italie, soit à Tétranger) avec des menus demi-gras de provenance anglaise fournis par des houillères agréées par l'acheteur et appartenant aux bassins de Cardiff ou de Newport (àTexclusion de Newcastle, si l'acheteur ne peut accepter cette provenaBce).

Essais de cohésion. — En général, on prend sur chaque wagon, au moment du pesage et au hasard, un morceau de briquette pesant 3 kilogrammes environ, pour servir, à la fin de chaque mois, aux essais de cohésion et à la vérification par incinération.

Chaque acheteur détermine le degré de cohésion qu'il exige. Dans

la plupart des cas, on stipule que les briquettes devront avoir une cohésion minimum de 50 0/0, et qu'au-dessous de ce chiffre la fourniture pourra ôtre refusée.

Pour déterminer le degré de cohésion, on se sert presque partout d'un appareil consistant en un cylindre de tôle de fer à axe extérieur horizontal, porté par deux supports et ayant 90 centimètres de diamètre. Cet appareil, fermé à ses deux bouts, renferme intérieurement trois cloisons diamétrales équidistantes dont la saillie est de 20 centimètres, et qui ont pour longueur celle du cylindre, soit 1 mètre. Une porte fermant au moyen d'un panneau à coulisse permet d'introduire la matière à essayer.

L'essai se fait sur 50 kilogrammes d'agglomérés, et les morceaux introduits dans le cylindre pèsent chacun 500 grammes environ. Ces morceaux, de forme cubique autant que possible, étant placés dans l'appareil, on fait tourner pendant deux minutes à la vitesse de vingt-cinq tours par minute; puis, on sort les morceaux d'agglomérés, et Ton met à part tous ceux qui ne passent pas à travers une grille à barreaux ronds espacés de 40 millimètres.

Pour que Tessai soit bon et la matière recevable, il faut que la quantité de morceaux restés sur la grille dont il vient d'être parlé pèse au moins 25 kilogrammes.

En résumé, on exprime la cohésion par le rapport du poids des morceaux qui restent sur la grille au poids initial de briquettes traité dans le cylindre. Il faut avoir soin de tenir compte de ce fait d'expérience, signalé par M. Rossigneux, que le nombre de tours par minute adopté pour la vitesse de rotation du cylindre doit être constant et égal à 25 ; si Ton adoptait une vitesse de 50 tours en trois minutes, au lieu de deux, la cohésion, qui est de 50 0/0 à la vitesse normale, ne serait plus que de 40 0/0, tandis qu'elle atteindrait 86 0/0, si l'on adoptait une vitesse de 50 tours en soixante-dix secondes. La marine française exige, en général, une cohésion de 52 0/0 mesurée avec l'appareil décrit ci-dessus, sauf pour les torpilleurs, qui sont approvisionnés de briquettes donnant une cohésion de 58 0/0.

Lorsque les briquettes ont une cohésion inférieure au minimum fixé, à 50 0/0 par exemple, il peut être stipulé qu'il sera fait, sur le prix de la tonne, une réduction que certains acheteurs fixent à 15 centimes pour chaque centième en moins, si la cohésion est comprise

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entre 40 et 50 0/0, et à 25 centimes pour chaque centième en moins, si la cohésion est comprise entre 30 et 40 0/0.

Dans ce cas, on convient que les briquettes qui auront moins de 30 0/0 de cohésion pourront être refusées. Certaines Compagnies refusent au-dessous de 40 0/0.

Dans le cas où l'acheteur n'exerce pas son droit de refus, il peut stipuler qu*une pénalité de 0 fr. 30 sera appliquée pour chaque centième en moins de 50 0/0.

Incinération. — Tous les échantillons, y compris ceux qui ont servi aux essais de cohésion, sont, à la fin du mois, réduits en poudre que Ton mélange avec soin; puis Ton en prend environ oOO grammes que l'on réduit de nouveau en poudre très fine, et que Ton tamise avec un tamis n^ 60. La poudre ainsi tamisée sert aux essais par incinération et par calcination décrits à propos de la houille.

On fait trois essais, et la moyenne des trois opérations donne la teneur en cendres applicable à toute la livraison faite pendant le mois.

Si la moyenne des incinérations ainsi faites donne une quantité de cendres supérieure à un quantum fixé, à 7 i/2 0/0 *, par exemple, le prix de la tonne des briquettes livrées dans ce mois sera réduit de i centime ou plus, suivant les conventions, pour chaque centième en plus de 7 1/2 0/0 *. En général, la quantité de cendres tolérée varie de 6 1/2 0/0 à 7 i/2 0/0. Souvent Tacheteur stipule dans le marché que, si la moyenne des incinérations accuse plus de 8 1/2 0/0 ', la réduction sur le prix de la tonne sera doublée, comme il est dit plus haut. Si la moyenne des incinérations dépasse 9 0/0', Tacheteur peut se réserver la faculté de refuser toute la fourniture.

De même,- le marché peut contenir une clause d'après laquelle une réduction double serait effectuée pour chaque centième en plus de 7 i/2 0/0 S si l'acheteur n'exerce pas son droit de refus.

L'Assistance Publique spécifie une teneur de 6 à8 0/0 de cendres; elle retient 50 centimes par unité au-dessus de 8 0/0 et refuse l'achat au-dessus de 100/0.

Les chemins de fer du Sud de la France fixent le maximum des cendres à 6 0/0. S'il est reconnu pour les briquettes fournies à cette

!. 9 0/0, pour les fournitures du bassin du Centre.