COMBUSTIBLE — COMBUSTION

tité de chaleur que le charbon rayonne est égale à la moitié de celle que produit la combustion.

Sous le nom de bois torréfié ou de charbon roux, on emploie dans quelques hauts fourneaux du département des Ardennes un combustible intermédiaire entre le bois et le charbon. On le prépare en plaçant le bois dans des cylindres en fonte chauffés par la flamme perdue des hauts fourneaux, et lui faisant perdre par distillation une fraction de son poids comprise entre 30 et 50 pour 100. La quantité de charbon roux nécessaire pour obtenir un quintal de fonte provient d’une quantité de bois beaucoup moindre que celui

qu’il faut transformer en charbon ordinaire pour obtenir le |

même résultat. Il est vrai que l’économie de combustible est compensée par l'augmentation du prix des transports, puisque tout le bois doit être amené à l'usine dans son état naturel.

La tour be brûle comme le bois, avec flamme et fumée. Sa combustion est lente, à cause de la présence de matières terreuses ; elle développe presque toujours une odeur piquante et désagréable, qui paraît provenir de la décomposition des matières animales que renferme la tourbe. Cette odeur rend ce combustible impropre au chauffage domestique. On ne peut pas en obtenir d’ailleurs une chaleur bien considérable; mais elle suffit pour le chauffage des étuves et des chaudières à vapeur. Il résulte des observations de M. Péclet, faites sur des analyses de M. Regnault, que la puissance calorifique moyenne des diflérentes tourbes est représentée par 3,600 environ. Pour des tourbes desséchées à 120 degrés, ce nombre varie entre 4,673 et 4,943.

La puissance calorifique du charbon de tourbe à été trouvée égale à 5,800. Le pouvoir rayonnant de ce combustible est très-considérable, la chaleur dispersée par rayonnement étant presque la moitié de la chaleur totale dégagée par la combustion. Le pouvoir rayonnant de la tourbe diffère très-peu de celui de son charbon.

En comprenant sous le nom de Aowilles les lignites, les anthracites et les houilles proprement dites, on trouve que les puissances caloriliques de ces divers combustibles varient : pour les anthraciles, entre 5,400 et 7,930 ; pour les houilles, entre 6,556 ( houille sèche à longue flamme de Blanzy) et 7,886 (houille grasse maréchale de Newcastle ); et pour les lignites, entre 4,497 et 7,412. |

Enfin, on ne connaît point de combustible qui produise une chaleur aussi intense que le coke : cependant il n’a pas une puissance calorifique supérieure à celle du charbon de bois ; mais sa densité est plus grande , et, suivant M. Péclet, son pouvoir rayonnant est aussi plus considérable.

Les gaz qui s’'échappent à la partie supérieure des fourneaux à euve contiennent encore beaucoup d’oxyde de car: bone et d’autres gaz combustibles, tels que l'hydrogène, qui proviennent de la distillation du charbon, Il en résulte des flammes bleuâtres qui se continuent au gueulard tant que le fourneau est en roulement. Il n’y a que quelques années que l’on a songé à tirer parti de la chaleur qu’elles produisent. On a aussi reconnu que ces gaz combustibles pouvaient être employés à augmenter le tirage. Cette double découverte, à laquelle le physicien Pelletan ne demeure pas étranger, a déjà eu d'immenses résultats dans la navigation et l’industrie; aujourd’hui plusieurs usines de France et de l'étranger sont munies d'appareils pour le puddlage de la fonte au moyen des gaz des hauts fourneaux. On savait précédemment que ces gaz pouvaient servir à éteindre les incendies.

Pour compléter cette énumération, il faudrait encore parler de quelques autres combustibles , tels que la braise des boulangers, que l'on peut regarder comme un charbon trop cuit, et qui ne sert guère qu’à faciliter l’'embrasement du charbon dans les usages domestiques ; les copeaux, qui remplissent le même office vis-à-vis du bois; le poussier de char-

bon, qui sert à conserver du feu un temps plus ou moins |

DICT. DE LA CONVERS. — T, Vi.

long; les mottes, ressource du pauvre pendant les bivers rigoureux ; leckarbon de Paris; et d'autres encore dont les usages sont trop restreints pour que nous en donnions la liste.

Les renseignements que fournit la statistique sur les com-

bustibles sont peu nombreux. Importations et exportations

compensées , on évalue à 45 millions de stères la quantité de bois brûlée annuellement en France, La consommation des combustibles minéraux, qui n’excédait guère chez nous 4 millions de quintaux en 1787, était portée en 1842 à plus de 52 millions , et n’a pas cessé de s’accroître depuis cette époque; sous ce rapport nous sommes tributaires de l’étranger pour près du tiers de notre consommation totale. COMBUSTION, « action de brûler entièrement, dit le Dictionnaire de l'Académie, entière décomposition d’une chose par l’action du feu ». Tel est en effet le sens vulgaire du mot combustion; mais pour le chimiste l’idée de décomposition qu'on attache à cette action s’unit à celle de composition. Ainsi, quand on brûle du charbon de bois, la cendre qui reste en évidence a bien été séparée du carbone par la combustion; mais ee dernier corps a

| été uni avec l’oxygène de l’air pour former de l'acide

carbonique, qui s’est dégagé. En général, toute combustion est l'indice d’une combinaison. « De tous ies effets, dit Cuvier, qui peuvent résulter soit des affinités im- . médiates, soit de ces modifications instantanées qu’y apportent la chaleur, l'électricité ou d’autres circonstances, la combustion est non-seulement le plus important pour nous, en ce que nous en tirons toute la chaleur artificielle dont nous avons besoin dans la viecommune et dans les arts; mais c’est encore celui dont l'influence est la plus générale dans tous les phénomènes de la nature comme dans ceux de nos laboratoires. Nous ne lui donnons guère le nom de corbustion que quand c’est la chaleur qui l’occasionne et qu’elle est accompagnée de flamme; mais elle peut aussi être amenée par une foule d’autres causes, ou n’aller point jusqu’à cet excès : et lorsqu'on la prend ainst dans son acception la plus étendue, on peut dire qu’elle précède, qu’elle accompagne ou qu’elle constitue la plupart des opérations chimiques et des fonctions vitales (voyez RESPIRATION ); il n’en est presque aucune où quelque corps ne se trouve soit brûlé, soit débrülé, si l’on peut employer ce terme expressif; en un mot, c’est presque de la manière de concevoir ce qui se passe dans la combustion que dépendent toutes les diversités des explications que l’on peut donner en chimie; et par les mots de éhéorie chimique on n’entend guère autre chose que théorie de la combustion. »

C’est aux travaux de Lavoisier qu’est due cette théorie, aussi remarquable par sa simplicité que par la généralité de son application ; elle est fondée sur l’action que l'oxygène exerce dans la combustion ; et quoique les travaux des chimistes et les découvertes qui ont été faites dans cette importante partie des sciences y aient apporté beaucoup de modifications, elle subsiste dans son ensemble, et restera probablement très-longtemps comme un des monuments les plus remarquables élevés par l'esprit humain.

Stahl admettait dans la combustion un corps insaisissable, qu’il appelait ph logistique, se séparant du corps qui brülait, et donnant lieu au phénomène de feu que l’on observe dans cette action : si cette idée eût été exacte, le corps devait perdre de son poids, ou au moins ne point en acquérir, en supposant le phlogistique impondérable. Cependant si on pèse un corps avant et après la combustion, on trouve qu'il a augmenté de poids dans cette action particulière, et dès lors il faut bien admettre qu’une substance quelconque s’est fixée sur la matière brûlée; car, malgré toutes les arguties imaginées par les partisans du phlogistique, un esprit raisonnable ne peut autrement se rendre compte des faits. Ainsi, quand on chauffe 100 parties de plemb, en enlevant, à chaque fois qu’elle se forme, la croûte

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qui se produit à la surface, on trouve que la masse pèse à peu près 106 parties.

Lavoisier, lorsqu'il fit l'analyse de l'air, y ayant prouvé la présence de 20 pour 100 environ d'oxygène, appelé alors air vital , et ayant démontré en même temps que ce gaz disparaissait dans la combustion et se combinait avec le corps combustible, fut conduit à généraliser cet important phénomène, et admit que l'oxygène était le principe de toute combustion. Tous les faits qu’il découvrit vinrent se coordonner à côté de ce premier fait, et ainsi fut fondée une théorie qui se distinguait par la nouveauté des phénomènes, lPimmensité des recherches et les brillants résultats qui ne laissèrent bientôt plus de ressource aux arguments des phlogisticiens. Le monde savant adopta cette théorie, qui reçut le nom d’antiphlogistique, et elle fut la source des découvertes innombrables de la chimie moderne.

L'oxygène, qui compose le cinquième de l'air atmosphérique eten forme la partie respirable, est aussi indispensable à la combustion qu’à la vie des animaux : lorsqu’il est isolé d'avec l'azote qui l’accompagne dans l’air, il exerce une si grande action sur les corps, qu’il suffit, par exemple, qu’une allumette, une bougie où une chandelle, offrent un seul point en ignition pour qu'ils s’y enflamment et brülent avec un éclat capable de blesser la vue. Mais dans l'air, au moins dans les circonstances ordinaires, cette action est beaucoup moins vive, parce que l'azote étant impropre à la combustion, et pouvant même éteindré les corps qui brûlent, diminue considérablement action de l'oxygène. L'air est donc aussi utile à Phomme pour lui procurer la chaleur dontil a besoin pour se soustraire au froid des hivers, ou pour la préparation de ses aliments et d’une foule de produits qui lui sont nécessaires dans l’état de société , que pour le soutien de sa propre existence.

Lorsque, frappant un morceau d’acier sur une pierre à fusil, nous faisons jaillir une étincelle qui peut enflammer de lamadou, tout aussi bien que quand par le frottement de deux morceaux de bois le sauvage parvient à se procurer le feu qui lui est nécessaire, c’est à l'oxygène qu'est due la faible combustion qui doit ensuite produire l’inflammation des corps destinés à servir de combustible : la percussion de la pierre détache de très-petits fragments d’acier qui se trouvent élevés à une haute température, brûlent avec éclat et communiquent la chaleur à l’amadou, qu’ils enflamment ; de même le frottement de deux morceaux de bois l’un sur ‘autre détermine un grand dégagement de chaleur, qui peut aller jusqu’à produire une inflammation. Dans des vases vides d’air, quelque acséléré que pût être le mouvement, quelque percussion que l’on produisit, aucune combustion w’aurait lieu, comme on peut s’en assurer , en opérant sous le récipient de la machine pneumatique. Si dans aucune crconstance naturelle il n’est possible de se procurer un eflet aussi complet, on peut cependant l'obtenir en diminutif en s’élevant dans l’atmosphère à une grande hauteur, où la rareté de l'air rend la respiration extrêmement pénible, et diminue l’activité de combustion, comme l’éprouva Saussure sur le Mont-Blanc, où il lui était difficile de faire brûler du bois.

Chaque jour, pour les besoins de la vie, nous développons de la chaleur en brûlant du bois, du charbon ou d’autres corps analogues; nous les voyons se détruire lentement, produire une chaleur assez vive, mais supportable à quelque distance, et quoique l’activité que nous pouvons procurer au feu par l'action d’un soufflet nous prouve que l’air agissant Sur un point donné peut déterminer une action assez vive, nous serions loin encore d’avoir une idée de l’excessive température que l’on peut obtenir avec les mêmes combustibles en accélérant le mouvement de lair et plaçant le corps à brûler dans des appareils convenables. En jetant les yeux sur une forge d’ouvrier en fer,nous pouvons déjà comprendre combien est grande l’action de l'air, puisque dans un espace très-circonserit, et au moyen d’un soufflet que l'on met fa-

cilement en mouvement avec la main, on peut en quelques instants porter de grosses pièces de fer à la température nécessaire pour les souder ensemble; mais si d’une forge à bras nous passons à un fourneau à fondre les métaux , à une verrerie, ou à un haut fourneau, dans lequel on obtient le fer, la température que l’on aura sera telle que des ouvriers habitués à ce genre de travail pourront seuls approcher des ouvertures, et dans ce cas non-seulement les métaux et le verre fondent, puisque c’est le but de l'opération, mais les briques et les matériaux employés à la construction, et qui ont été choisis le plus réfractaires qu’il a été possible de les obtenir, se ramollissent et fondent plus ou moins : la lumière produite est si vive que l’œil peut à peine la supporter, et que l’on ne peut qu'avec de l’habitude distinguer les objets placés au milieu du feu, tant leur éclat éblouit. Ici c’est cependant du charbon ou du bois qui brûlent comme dans nos cheminées et dans les fourneaux de nos cuisines; mais ilest facile dese rendre compte de l'extrême différence des résultats par la quantité de matières brûlées dans un même temps. Quoique l’air ne contienne que 1/5 de son volume d'oxygène, les masses qui affluent sur le combustible y en amènent des proportions si considérables qu’elles peuvent paraître surprenantes. Ainsi pour signaler l'effet le plus remarquable, un haut fourneau alimenté avec du coke reçoit des machines soufflantes, par minute, jusqu’à 20 mètres cubes d’air, qui en renferment quatre d'oxygène, et la quantité de combustible brûlé s'élève jusqu’à cinq quintaux métriques dans le même temps.

Si de ces phénomènes, dépendant de l’action de l'air atmosphérique, nous passons à ceux qu'offre l'oxygène luimême, nous trouverons encore des effets plus remarquables par leur intensité, quoiqu’en lesobservant sur de faibles quantités, parce que son action ne sera plus diminuée par celle de l'azote. Le charbon tel qu’on l’emploie dans nos foyers, allumé dans un seul point et porté dans l’oxygène, développe unelumièrebrillanteetseconsumeavecuneexcessiverapidité, ne laissant que quelques parcelles de cendre. Une substance qui tire son nom de sa facile combustibilité, le phosphore, brûle avec une flamme très-lumineuse quand on le chauffe dans l'air, mais rien n’égale l'éclat de celle qu’il produit quand, après l'avoir allumé, on le porte dans un vase rempli d'oxygène : l'œil ne peut rester quelques instants fixé sur le point qu’il occupe, Quoique ces effets soient très-remarquables, ils n’offrent rien d’aussi digne d’attention que ceux que produit le fer lorsqu'il brûle dans l'oxygène. Il n’est personne qui n’ait remarqué l'éclat des étincelles que lance dans l'air un morceau de fer qu’un forgeron retire de sa forge, lorsqu'il l’a échauffé trop fortement, et qu'il brûle, comme dit l'ouvrier : cependant, si, au lieu d’employer un morceau volumineux de ce métal,.on prend un ressort de montre dont on lime l’extrémité pour en former une pointe, ou mieux encore un gros fil de fer obtenu en tordant ensemble six ou huit fils très-fins , à l'extrémité desquels on ait attaché un petit morceau d'amadou que l’on enflamme pour échauffer facilement le fer et que l’on plonge le tout dans l'oxygène, ce métal rougit, lance dans tous les sens des étincelles dont l'éclat blesse la vue ; il se forme un boulet d'oxyde sur lequel il est impossible de fixer les yeux, et qui se détache bientôt par son propre poids; la température de ce tragment est si élevée qu’en traversant même une couche d’eau de plusieurs centimètres, il peut encore faire briser le verre sur lequel il tombe et pénétrer dans sa masse.

La combustion est ordinairement accompagnée d’un dégagement de chaleur et de lamière. Nous savons cependant que le fer peut se convertir en rouille sans présenter aucun de ces phénomènes, lorsque l’action ne s'exerce que lentement (voyez Comninaïson [ Chimie ]) : si alors la chaleur et la lumière sont considérées comme nécessaires pour caractériser la combustion , il faut aussi annexer à ce phéno-