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512. Charbon de bois. Le charbon de bois donne moyennement 0,075 de cendres, et celui du commerce contient généralement de iO à 12 p. 100 d'eau. Sauvage, ingénieur en chef des mines, donne pour la composition du charbon de bois fabriqué dans les forêts, 0,790 de carbone, 0,131 de matières volatiles et 0,079 de cendres.
D'après Sauvage, on peut admettre que la puissance calorifique du charbon de bois provenant des forêts est les 0,85 de celle du carbone pur, soit 8080 x 0,85 = 6868. Péclet admet 7000 pour la puissance calorifique des charbons de bois ordinaires, contenant 6 à 7 p. 100 d'eau et 6 à 7 de cendres (539).
Les valeurs relatives des divers charbons, sous le même volume, peuvent être considérées comme étant entre elles dans le rapport des poids du mètre cube de ces charbons.
D'après M. Berthier, dans les départements du Centre, le poids d'un mètre cube de charbon de chêne et de hêtre du commerce varie de 240 à 250 kilog. ; celui de bouleau, de 220 à 230 kilog., et celui de pin, de 200 à 210 kilog. Dans les Vosges, celui de chêne et de hêtre, rondinage, est de 228 kilog., et celui du sapin 135 kilog. Dans les usines métallurgiques, dit d'Aubuisson, on admet généralement qu'un mètre cube de charbon en fragments de grosseur ordinaire pèse, pour le chêne et le hêtre, de 200 à 240 kilog.; pour le pin et le mélèze, de 160 à 180 kilog., et pour le sapin et le châtaignier domestique, de 130 à 150 kilog.
D'après Péclet, le pouvoir rayonnant du charbon de bois est à peu près moitié de sa chaleur spécifique, c'est-à-dire que la quantité de chaleur qu'il rayonne est à peu près égale à la chaleur qu'entraîne la fumée, ou moitié de la chaleur totale développée (page 668).
Par le mode de carbonisation en meules, employé dans les forêts, le bois ne donne que 17 à 18 p. 100 de son poids en charbon; pour les grandes meules, cette proportion est un peu dépassëe. En volume, les petites meules rendent de 26 à 30 p. 100, et les grandes, de 30 à 35. Le bois distillé en vase clos rend de 28 à 30 p. 100 de son poids en charbon.
Dans les départements des Ardennes et de la Meuse, les meules contiennent de 60 à 90 stères de bois (1/4 de hêtre et chêne, 1/4 de tremble et saule, et 1/2 de charme) en bûchettes de 0",84 h 0™,90 de longueur, et le rendement en poids est de 0,21 en moyenne. La carbonisation dure de 7 à 12 jours.
C'est vers l'âge de vingt ans qu'il convient d'aménager les bois destinés au charbonnage; on profite de la grande croissance du jeune âge, tout en obtenant le bois le plus convenable à la carbonisation (page 669).
A Paris, le charbon de bois coûte de 15 à 16 fr. les 100 kilog.
Les charbons de bois conservés longtemps deviennent friables, et donnent beaucoup de poussier dans leur transport ; les charbons légers ont cet inconvénient à un plus haut degré que ceux provenant de bois compacts. On attribue cet effet à la cristallisation des sels que contiennent les charbons.
Pour le service des hauts fourneaux et des forges, on peut garder
GOUBUSTIBLES. 67S
les charbons en halle pendant sept à huit mois; au delà de ce terme, ils commencent à se détériorer sensiblement. Quand on est obligé de les conserver en tas exposés à l'air, on les abriie par des couvertures légères; mais ils perdent de leurs qualités s'ils y demeurent plusieurs mois. Cependant on a reconnu que les charbons récents sont moins avantageux qu'après un ou deux mois de séjour dans les halles.
Le charbon de bois peut absorber jusqu'à 12 p. 100 d'eau.
513. La carbonisation an meules, toujours suivie dans nos forets,
Fig. i«.
remonte à une époque très reculée. Pour l'opérer, à proximité du bois qu'on exploite, on choisit un terrain ferme, uni et horizontal, qu'on nivelle par un transport de terre s'il est graveleux. Après avoir battu le sol à la dame sur toute l'étendue du cercle que doit occuper le fourneau, on place verticalement au centre quelques bûches autour desquelles on dispose par lits les bùchetles de bois <l charbon. Ces bûchettes, qui ont ordinairement 0",3I) de longueur, se placent à peu près verticalement, en les serrant le plus possible les unes contre les autres. Une meule a (le 2 à 3 mètres de hauteur, et on lui donne la forme d'un tronc de cône légèrement arrondi à sa partie supérieure. Quand lu meule est élevée, on recouvre toute sa surface extérieure d'une couche de menus végétaux, de mousses ou feuilles, et ensuite d'une couche defrasil, mélange de ferre et de poussier de charbon resté sur le sol après l'opéralion. Faute de frasil, on se sert do terre très divisée ou de gazon. Dans ce revêtement, qui doit avoir de 0",ia à 0",18 d'épaisseur, on ménage sur
676 DEUXIÈME PARTIK.
le sol quelques ouvertures {évents) pour donner accès à Tair dans Tintérieur de la meule.
Le fourneau étant ainsi disposé, on peut le mettre au feu. Pour cela, on relire les bûches centrales, et dans Fespèce de cheminée qu'elles laissent on jette du bois sec très menu et des charbons incandescents. Le feu allumé ainsi étant tenu alimenté par du bois sec dont on tient la cheminée remplie, la combustion se propage rapidement, et bientôt il sort de la fumée, non seulement par la cheminée, mais encore par un grand nombre de points de la surface du fourneau. Aussitôt que la flamme commence à sortir parla cheminée, on ferme celle-ci en partie par une plaque de gazon, et après quelque temps on perce vers le sommet de l'enveloppe des évents pour donner issue aux produits de la carbonisation. Quand la fumée, qui se dégage d'abord noire, est devenue d'un bleu clair, presque transparente et peu abondante, on pratique dans l'enveloppe de nouveaux évents à 0",20 ou 0~,30 au-dessous des premiers, qui doivent alors être bouchés. On continue ainsi de suite jusqu'au bas de la meule, en laissant constamment ouverts les évenls réservés près du sol pour l'admission de l'air.
Pendant tout le temps que dure l'opération, le charbonnier doit observer le feu avec attention, afin de régler en conséquence l'entrée de l'air et l'issue de la fumée; il doit couvrir de terre les parties de la surface d'où la fumée se dégage en trop grande abondance, et ajouter de temps en temps de la terre au pied de la meule pour rétrécir progressivement les ouvertures d'accès de l'air extérieur dans le fourneau. Les vents peuvent avoir une influence tellement fâcheuse sur le résultat de la carbonisation, que souvent on est obligé d'en préserver les meules à l'aide d'abris, formés ordinairement d'un clayonnage en osier.
Le charbon est considéré comme fait àl'apparition du grand feu, c'està-dire quand, par suite de l'incandescence qui a pénétré toute la masse, l'enveloppe devient rouge. L'ouvrier jette alors de la terre humide sur le fourneau pour le recouvrir en totalité et arrêter la combustion; quelques heures après il renouvelle cette enveloppe; puis il attend que le charbon soit éteint, ce qui a lieu après vingt-quatre heures environ. Alors il enlève la terre, et sépare le charbon des parties mal carbonisées, appelées fumerons. Le charbon bien cuit est dur, compact, sonore et à cassure compacte; celui qui est trop cuit est tendre, friable et très peu sonore; il absorbe facilement l'humidité et brûle maL Les fumerons ont une couleur terne; ils ont encore la résistance du bois, et ils donnent de la fumée, en brûlanL
514 Distillation du bois. On l'introduit dans de grands cylindres, qui peuvent en contenir 5 stères et qui sont mis en communication avec des récipients destinés à recueillir les produits liquides de la distillation. On chauff'e ordinairement avec du bois, et l'opération dure de sept à huit heures. Par ce procédé, 100 parties de bois en donnent 28 de charbon; mais comme on brûle 12,5 parties de bois pour la distillalion, on n'obtient donc en définitive que 28 de charbon pour 112,5 de bois. En meules, ces 112,5 parties de bois ne donnent guère que 20 par-
ties de charbon, et, de plus, les produits Irquides sont perdus. Cependant, comme les frais de main-d'œuvre sept bien moins considérables, la différence dans le rendement ne suffirait pas à couvrir les dépenses de distillation, si Ton ne recueillait pas les produits volatils (acides pyroligneux), dont le prix peut rendre, en définitive, le procédé de la distillation plus ou moins avantageux.
D*après M. Berthier, tous les bois non résineux, carbonisés dans les mêmes circonstances, rendraient, à poids égaux, la même quantité de charbon. M. Violette a obtenu, par 100 parties de bois desséchés préalablement à 150% les rendements en charbon du tableau suivant, la carbonisation se faisant à 300% dans des vases ouverts, à Taide de la vapeur surchauffée :
Liège
Saule pourri.
Paille de blé.
Chêne ....
If
Bois de hêtre. . . .
Pin maritime. . . .
n |. I feuilles Peuplier {
*■ \ racines
Pin sauYEge . . . ^
Mélèze 40,31
Châtaignier 36,06
Cerisier 33,53
Tremble 34,87
Pommier 34,69
Orme 34,59
Charme 34,44
Aulne 34,40
Bouleau 34,17
Prunier 34,06
Érable 33,75
Saule 33,74
Bourdaine 33,61
Frêne 33,28
Poirier 31,88
Tilleul 31,83
Peuplier ^ronc) . . 31,12
Marronnier 30,86
515 Charbon roux. MM- Honzeau et Fauveau, en carbonisant incom*plètement du bois dans des caisses en fonte chauffées au moyen des gaz d'un haut fourneau, ont obtenu, pour une corde de bois pesant 373 à 380 kilog., 220 kilog. d'un charbon brun foncé, produisant autant d'effet que 117*',7 de charbon ordinaire; le rendement apparent du bois est ainsi de 31 p. 100 de son poids en charbon ordinaire.
516. Emploi de la vapeur surchauffée à la carbonisation et à la dessiccation des bois, ainsi qu'à la cuisson du pain, du biscuit et de la viande^ par M. Violette. Il s'agissait de trouver les conditions thermométriques ou de température nécessaires et suffisantes à la transformation du bois en charbon doué de qualités déterminées et exigées dans diverses branches d'industrie. 100 parties de bois donnent, selon . le mode de carbonisation, 40 parties ou 15 parties seulement de charbon, et il est évident que les deux charbons ainsi obtenus doivent différer dans leur composition chimique et leurs propriétés caractéristiques.
Le premier de ces charbons, d'une couleur rousse très prononcée, contient deux fois plus de substances volatiles et moitié moins de carbone pur que le second, qui est très noir. Le premier est flexible, onctueux, moelleux au toucher; le second est raide, aigre, cassant. Le premier convient parfaitement, essentiellement à la fabrication de la poudre de chasse superfine, et il importait d'arriver à le produire à coup sûr, sans mélange d'autres charbons. Telle est la première difficulté vaincue par M. Violette.
Il a constaté d'abord qu'à la température de 200* le bois ne se carbonise pas; qu'à 250* on n'obtient qu'un charbon non cuit, autrement di^
■ Forme.
des brûlots; qu'à 300' on forme le charbon roux, et qu'à 350' et au delà ropération donne invariablement du charbon noir. Le temps nécessaire à la carbonisation varie d'ailleurs d'une demi-heure à trois heures; les produits passent progressivement et à volonté du charbon roux au charbon noir; le rendement enfin est d'autant moindre que la carbonisation est plus avancée.
On conçoit l'importance de ces premiers résultats, en se rappelant qu'on admettait que le bois ne se transformait en charbon qu'à la chaleur rouge (477), chaleur excessive si on la compare à la température de 250 ou 300", démontrée suffisante par M. Violette.
C'est en faisant usage de la vapeur d'eau surchauffée qu'est produite la carbonisation. La vapeur est fournie par un générateur ordinaire; elle passe dans un serpentin contourné en hélice; elle en sort à une température déterminée, 300* par exemple, quand il s'agit de produire du charbon roux; elle enveloppe un cylindre horizontal qui renferme le bois; elle pénètre dans ce cylindre, échauffe le bois, opère sa carbonisation complète; elle sort enfin du cylindre chargée des produits de la distillation.
Par ce procédé, le rendement en charbon roux est de 39 p. 100, c'està-dire que la proportion de charbon qu'il s'agit de produire est deux fois plus grande; il y a plus, la poudre fabriquée avec le nouveau charbon présente une supériorité réelle, et, ce qui est mieux encore, le prix de revient du charbon et de la poudre diminue dans une notable proportion.
M. Violette est arrivé aussi à la cuisson du pain et du biscuit de mer à l'aide d'un courant de vapeur d'eau chauffée à 200*».
La vapeur d'eau surchauffée dessèche aussi avec rapidité, et il paraît que pour les bois de toute essence ce mode de dessiccation augmente la résistance à la rupture dans une très grande proportion, malgré la réduction notable de Féquarissage.
Il y a une température à laquelle correspond le maximum d'augmentation de résistance. Cette température est comprise entre 150 et 175° pour le bois d'orme, et entre 125 et 150° pour les autres bois. L'accroissement de résistance est de 2/3 pour le frêne, de 5/9 pour le chêne, de près de 1/2 pour le noyer, de 2/5 pour le sapin, et de plus de 1/3 pour
517. Charbon de Paris. M. Popelin-Ducarre a eu, en 1846, l'idée de faire un mélange de poussier de charbon de bois et de goudron ; de le mouler sous une forte pression en petits cylindres de O^'jlO de longueur sur O'^jOS de diamètre, et de faire prendre une grande dureté à ces cylindres en les soumettant à une haute température, dans des caisses ou cornues rectan oculaires en briques chauffées fortement dans un four continu qui rappelle ceux des usines à gaz.
Ce charbon s'embrase assez facilement, et, une fois allumé, il continue à brûler lentement à l'air jusqu'à ce qu'il soit entièrement consumé, sans produire ni flamme ni fumée, ce qui le rend très convenable pour les usages domestiques. Il produit de 20 à 22 p. 100 de cendres^
et il s*en recouvre rapidement d'une couche pendant sa combustion. Il coûte de 14 à 16 francs les 100 kilog.
Le mélange se compose d'environ 50 kilog. de goudron d'usine à gaz pour 100 kilog. de charbon menu réduit en poudre sous des meules.
Les fours sont composés de cornues ou caisses rectangulaires en briques. Ces caisses sont disposées par rangs verticaux composés de trois, et chaque rang est séparé de son voisin par un intervalle libre de C^jlS à 0",20. Chaque intervalle est garni inférieurement d'un foyer qui sert à amener le four au rouge pour commencer l'opération ; des ouvertures ménagées dans le haut des caisses y conduisent les gaz produits pendant la distillation. Ces gaz en se brûlant maintiennent le four à une température suffisante pour rendre l'opération continue, sans qu'il soit nécessaire de faire du feu sur les grilles.
Un moyen qui paraît avantageux pour agglomérer les charbons menus consiste à faire une pâte avec du poussier de charbon, du menu de houille grasse réduit en poudre fine et de l'eau; à mouler cette pâte, et soumettre les cylindres, préalablement desséchés, à une température suffisante pour réduire la houille en coke. De l'argile en proportion convenable agglomère d'une manière avantageuse les charbons menus (526).
518. Tannée. Péclet rapporte que 1250 kilog. d'écorce de chêne donnent 1 000 kilog. de tannée sèche, qui ont à peu près la même puissance calorifique que 800 kilog. de bois, ou 300 kilog. de houille.
La puissance calorifique de la tannée parfaitement sèche est 3 400, au lieu que celle de la tannée du commerce, qui renferme 0,30 d'eau, n'est que 2380 (508).
Une machine à basse pression de la force de 12 chevaux, établie dans un des faubourgs de Paris, consommait 12 kilog. de tannée par force de cheval et par heure.
A Paris, 1000 kilog. de tannée coûtent 10 fr.; la même quantité de bois 5o fr., et celle de houille, 60 fr. environ.
519. Tourbe. La tourbe séchée à l'air libre, comme on le fait ordinairement, contient 25, 30 et même quelquefois jusqu'à 80 p. IdO d'eau, qu'on ne peut lui faire perdre qu'en l'exposant à un courant d'air à la température de 50 ou 60\
Tableau des compositions de quelques tourbes, d'après RegnauU, et de leurs puissances calorifiques en prenant 8080 pour celle du carbone, et 34 462 pour celle de Vhydrogène.
