COMBUSTIBLES

BOIS, LICINITE, HOUIL.L.E, ANTHRACITE, CBAPHITE.

Les combustibles ont une composition toute spéciale, trèsdifférente des autres roches ; et , par suite, il est facile d'y étudier le métamorphisme général. Les métamorphoses qu'ils ont éprouvées se suivent aisément ; elles sont très-nettes, et il est possible de les formuler avec précision.

L'étude géologique et microscopique des combustibles a démontré depuis longtemps qu'ils proviennent de substances organiques. Ces substances sont le plus généralement végétales ; cependant quelquefois elles peuvent aussi être animales.

La structure végétale est évidente dans le lignite ; elle se retrouve dan^ la houille quand on l'examine au microscope, comme Ta fait le docteur Hutton. Les couches de houille récemment extraites des mines présenleot, d'ailleurs, des empreintes qui sont très-reconnaissables. D'après MM. Gôppert, Witham et Geinitz, le tissu végétal est assez bien conservé pour qu'il soit possible de préciser les plantes qui ont formé chaque couche : ces plantes sont le plus généralement des sigillaria , des stigmaria, des lepidodendron, et, dans certains cas, des noeggerathiées,

La structure végétale a généralement disparu dans l'anthracite; cependant elle a été observée par MM. Bayley et Teschemacher, dans l'anthracite des États-Unis, soit lorsqu'il est incomplètement brûlé, soit lorsqu'il est fraîchement sorti de la mine.

Le docteur Mac-Culloch et Karsten ont, d'ailleurs, signalé l'origine végétale de l'anthracite, et ils ont appelé l'attention sur ses passages à de§ combustibles moins riches en carbone. En effet, l'anthracite est associé à la houille de la manière la plus évidente ; il est bien certain qu'il en dérive. Rappelons encore que la houille peut se métamorphoser en anthracite

au contact de roches éruptives, soit Irappéennes, soit granitiques*.

Maintenant, lorsqu'on étudie les modifications éprouvées par les couches de houille, soit dans le sens vertical, soit dans le sens horizontal, on les voit passer à l'anthracite.

Ainsi, dans la plupart des bassins houillers, en France, en Belgique, en Angleterre, la houille devient de plus en plus sèche, à mesure que les couches exploitées sont à une profondeur plus grande. A la partie inférieure du terrain houiller, dans le calcaire carbonifère et dans le terrain dit anthraxifère, le combustible qu'on trouve est même le plus souvent à l'état d'anthracite. ,

L'immense terrain houiller qui s'étend à l'ouest des Alleghanys , dans l'Amérique du Nord , nous en offre un exemple remarquable. Car, d'après sir Charles Lyell, sur plus de 1,500 kilomètres, la proportion de matières volatiles diminue peu à peu à mesure qu'on se rapproche de la région montagneuse. Elle est de 50 p. 100 sur l'Ohio, et seulement de 40 sur le Monongahela, de 16 dans les Alleganhys. Enfin, dans les régions les plus bouleversées, en Pensylvanie et dans le Massachusets, la houille s'est métamorphosée en anthracite.

Dans le bassin houiller de Brassac, qui est sans calcaire carbonifère, et qui repose sur le gneiss, la houille est grasse à la partie supérieure, anlhraciteuse à la partie inférieure.

Dans le bassin houiller de la Belgique, qui est avec calcaire carbonifère, le flénu, c'est-à-dire la houille gazeuse, se trouve à la partie supérieure; la houille grasse ou de forge, dans la partie moyenne; la houille maigre et anthraciteuse , dans la partie inférieure. Quelques couches de ce bassin, qui s'exploitent vers le haut du calcaire carbonifère et au-dessous du terrain houiller proprement dit , sont d'ailleurs à l'état d'anthracite.

En définitive, la houille peut passer à l'état d'anthracite non-seulement dans le sens vertical, mais aussi lorsqu'on suit une même couche dans le sens horizontal.

* Delesse, Études sur le métamorphisme des roches, Paris, 1858, p. 38 et 304.

SDR LE MÉTAIXXIPHISME DES ROCHES. 33

La structure végétale a complètement disparu dans le graphite, puisque le carbone s'y trouve à Tétat cristallin. Mais on est bien certain cependant qu'un combustible d'origine végétale peut se métamorphoser en graphite. A New-Cumnock, à Borrowdale, Ton a constaté que la houille se change successivement en anthracite, puis en graphite, au contact de roches trappéennes. Dans les AUeghanys, dans les Vosges, en Bavière^ le graphite se montre au milieu de calcaires, de gneiss, de micaschistes : on ne saurait douter alors qu'il ne provienne de combustibles et qu'il ne résulte du métamorphisme général subi par les roches auxquelles il est associé. Comme Tobserve M. Dana, le graphite lui-même est donc le dernier terme du métamorphisme des combustibles, et du reste il est engendré, soit par le métamorphisme spécial, soit par le métamorphisme général.

Les combustibles peuvent quelquefois avoir une origine animale ; ils résultent alors de la fossilisation de divers animaux. Léopold de Buch et Studer pensent que ce serait le cas pour quelques veines de houille des Alpes ^ Certains schistes bitumineux qui sont employés pour fabriquer une huile propre à l'éclairage, tels que ceux du lias du Wurtemberg, paraissent également devoir en partie leur matière organique à des animaux dont on retrouve encore les débris accumulés. Il en serait de même pour le dusodyle. L'origine animale des combustibles sera indiquée par les empreintes Irès-nombreuses de fossiles, par Todeur particulière et désagréable qu'ils donnent en brûlant ; mais leur richesse en azote ne sera pas nécessairement plus grande. J'ai constaté, en effet, que le dusolyte contient beaucoup moins d'azote que la toiirbe, le lignite et que certaines houilles. Du reste, c*est seulement dans des circonstances très-exceptionnelles que les couches de combustibles ont une origine animale; le plus ordinairement cette origine est exclusivement végétale.

Cela posé^ considérons les cinq types principaux sous lesquels les combustibles se présentent dans la nature, savoir : le bois4 le lignite, la houille, l'anthracite, le graphite.

* G. F. Naumann : Lehrbiich der Geognosie^ 1858, t. I, p. 652.

L'observation nous apprend qu'un combustible végétal qui est fossilisé peut passer successivement par ces différents étals ; il importe donc d'étudier les différentes phases de ce métamorphisme.

Propriétés physiques. — Si Ton considère d'abord le gisement, un combustible se présente en couches d'autant moins régulières qu'il est plus riche en carbone. Ainsi la houille est fréquemment redressée et disloquée. L'anthracite Test plus fréquemment encore; ses couches ont une épaisseur très-inégale : elles présentent souvent une série de gonflements et de rétrécissements qui les font ressembler à des ganglions. Le graphite ne forme plus que des lentilles ou des veines discontinues, quelquefois même des paillettes disséminées; il est d'ailleurs enclavé dans des roches qui toutes ont pris là structure cristalline.

L'anthracite se montre également dans des roches qui généralement sont plus ou moins altérées; tandis que la houille s'observe dans des roches non métamorphiques. Et, à plus forte raison, en est-il de même pour le lignite.

La structure devient de plus en plus compacte lorsqu'on passe à un combustible plus riche en carbone. L'origine végétale est de moins en moins i^econnaissable, mais elle se retrouve cependant jusque dans l'anthracite. La durelé va successivement en augmentant. Il en est de même de la conductibilité pour l'électricité. La densité qui est inférieure à... 1 dans le bois, atteint ...1,5 dans le lignite et dans la houille, ...1,75 dans l'anthracite; elle dépasse 2 dans le graphite. Entre les deux termes extrêmes de la série métamorphique des combustibles, la densité varie donc'au moins du simple au double.

Propriétés chimiques, — La composition chimique présente des différences qui ne sont pas moins tranchées. Lorsque les combustibles sont traités par une lessive chaude de potasse, ils peuvent être attaqués ; ainsi le bois et le lignite donnent à la liqueur une coloration brune foncée; mais déjà la houille produit à peine une coloration brunâtre, et avec 1 anthracite il n'y en a plus aucune. Le résidu laissé dans la calcinalion en vase clos va succesisvement en augmentant depuis le bois et le

lignite jusqu'au graphite. Afin de mettre bien en évidence les différences qu'ils présentent dans leur composition chimique, nous avons réuni dans un tableau les analyses des principaux types des combustibles.