IT. — HOUILLE

Propriétés et caractères. — Le nom de houille, donné au charbon de terre, semble être tiré du mot saxon Hulla, ou encore de Houillos, nom d’un maréchal-ferrant de Plénevaux (Belgique), qui, le premier, eut l'idée d'employer, comme combustible, les pierres noires de charbon minéral, jusqu'alors inutilisées. La houille est une roche charbonneuse, opaque, d'un beau noir de velours, amorphe, à structure généralement feuilletée. Sa densité varie de 1,25 à 1,50. Sa dureté est assez faible (2 à 2,25); souvent même la houille peut s'écraser dans les doigts. Elle brûle facilement avec une flamme plus ou moins grande et produit généralement, après distillation, du coke ou charbon poreux de dureté variable, grisâtre, à surface mamelonnée; cependant certaines houilles ne donnent qu'un résidu charbonneux pulvérulent.

La houille diffère de l’anthracite en ce qu'elle contient ordinairement plus de matières volatiles et qu'elle donne par distillation du goudron, matière bitumineuse que ne produit pas l'anthracite. Elle est très peu hygrométrique ; cette propriété la distingue de certains lignites noirs qui se rapprochent beaucoup de la houille par leur aspect et leur pourvoir calorifique.

Composition de la houille. — La composition de la houille est assez variable, suivant l’âge et les conditions de formation de chaque gisement. La combustion en vase clos donne des résultats compris entre les limites suivantes : 50 à 92 0/0 de carbone fixe et 50 à 8 0/0 de matières volatiles, cendres déduites.

L'analyse élémentaire donne pour 100 parties :

Carbone, 72 à 93; oxygène, 20 à 2; hydrogène, 6à 4; Azote, ia Ed

Les matières volatiles renferment jusqu'à 12 0/0 d'eau et jusqu'à 15 0/0 de goudron ou de bitume. Le goudron de houille est produit en grand dans les usines à gaz; on en retire la benzine, la naphtaline, l’aniline, l'acide phénique et ses dérivés. Quant aux matières volatiles, obtenues par la distillation

de la houille, elles se composent d'hydrogène pur, d’hydrogène carboné, d'hydrogène sulfuré, d'ammoniaque, d'azote et d'oxyde de carbone.

Cendres. — Les cendres qui restent après la combustion complète de la houille, proviennent de matières terreuses (argile, sable, oxyde ou pyrite de fer, sulfates de chaux, phosphates et arséniates), qui se trouvent dans le charbon de terre, dans la proportion de { jusqu'à 30 0/0 (généralement de 5 10 0/0).

Les charbons les moins chargés en cendres sont les plus recherchés; mais on tient compte aussi, dans l’emploi des diverses houilles, de la nature de leurs cendres.

Ainsi les charbons à cendres ferrugineuses et calcaires, fortement colorées, doivent être les plus recherchés, parce que leurs cendres fondent et coulent sans encrasser les grilles ni étouffer le feu. Les cendres blanches, au contraire, sont peu fusibles et se séparent en poussières qui ralentissent la combustion en couvrant le feu.

Quant aux charbons à cendres à moitié fusibles, on doit éviter de les employer, car leurs cendres fondent sans couler, empätent les barreaux des grilles et enveloppent les parcelles charbonneuses à demi consumées, en produisant ce qu'on appelle des mâchefers.

Diverses variétés de houille. — Leurs propriétés, leurs usages. — On classe généralement les houilles d’après leurs proportions relatives de carbone fixe et de matières volatiles. Chacune des catégories correspond à une utilisation particulière, soit pour le chauffage domestique, soit pour la fabrication du gaz, soit pour la forge, soit pour les grilles de générateurs, soit pour la fabrication du coke.

Chaque pays et chaque centre d'exploitation adoptent une classification particulière; mais les divisions généralement adoptées peuvent être ramenees aux catégories suivantes, établies en partant de la houille maigre, variété la plus voisine de l’anthracite, c'est-à-dire la plus dépourvue de gaz; la houille maigre est celle que l’on rencontre généralement dans les parties les plus profondes des bassins houillers:

Houille maigre et houille anthraciteuse (steam-coal des

Anglais, sandkohle des Allemands, et litantrace per locomotive e macchine navale des Italiens) ;

Houille quart-grasse ou maigre flambante;

Houille demi-grasse (household-coal, halbfette kohle, litantrace per macchine fisse) ;

Houille trois-quarts-grasse (charbon dur des Belges);

Houille grasse à courte flamme (coking coal, felt oder cokeskohle, litantrace per fucina);

Houille grasse maréchale (litantrace per fucina) ;

Houille grasse à longue flamme;

Houille à gaz proprement dite (gas-coal, gasund flammekohle, litantrace per gas);

Houille demi-sèche, ou flénu gras ;

Houille sèche, ou flénu proprement dit.

Cette classification est généralement adoptée dans l'industrie; mais il y a lieu d’observer que plusieurs des catégories ci-dessus diffèrent peu l'une de l'autre, soit par leur composition, soit par leur emploi. Dans certains gisements, par exemple, la houille grasse à longue flamme sera employée comme houille maréchale, et la houille demi-grasse sera employée pour la fabrication du coke, alors que la houille grasse à courte flamme est seule employée pour cet usage dans d'autres bassins houillers. On trouvera ci-dessous les propriétés principales de chacune des catégories de houille.

Houille maigre. — La houille maigre, que l’on appelle quelquefois houille anthraciteuse, s'allume assez difficilement; elle décrépite un peu au feu, comme l’anthracite, lorsqu'on cherche à activer sa combustion; elle brûle avec une flamme courte et bleuâtre, en ne produisant que peu de fumée ; elle ne s'agglutine pas au feu. Elle est généralement plus dure et plus dense que les houilles grasses et demi-grasses (poids : 850 kilogrammes par mètre cube). Son pouvoir calorifique varie de 9.200 à 9.500 calories. Un kilogramme de houille maigre peut vaporiser environ 81t,900 d'eau.

Elle tient de 8 à 11 0/0 de matières volatiles. Le résidu qu'elle laisse après distillation est pulvérulent.

On l'emploie, mélangée à de la houille grasse et à du brai, pour la fabrication des agglomérés. On s'en sert aussi pour

la fabrication des combustibles gazeux, pour le chauffage domestique et pour la cuisson de la chaux et des briques.

Ce n’est pas un bon combustible pour les grilles de générateurs, à moins qu'on n'emploie des grilles spéciales, avec une soufflerie ou un bon tirage.

Houiïlle quart-grasse. — La houille quart-grasse, appelée aussi houille maigre flambante, s'allume un peu plus facilement que la précédente, mais ne brûle qu'avec un bon tirage, en produisant une flamme courte, blanc bleuätre, et en dégageant parfois une légère odeur de goudron; elle donne très peu de fumée.

Sa teneur en matières volatiles est d'environ 11 à 14 0/0.

Mélangée à 25 0/0 de charbon gras, elle fournit un combustible excellent pour les chaudières à vapeur. Elle est employée, sans mélange, pour le chauffage domestique.

Houille demi-grasse. — La houille demi-grasse tient, en moyenne, de 14 à 18 0/0 de matières volatiles; elle s’agglutine un peu et se boursoufle légèrement avec un feu vif, en formant ce qu'on appelle le chou-fleur. Elle brûle, avec une flamme assez courte, blanche, et donne peu de fumée. Elle est moins dure à allumer que la houille quart-grasse. Un kilogramme de houille demi-grasse peut vaporiser 9 litres d’eau.

Quelquefois on rencontre des houilles demi-grasses, qui peuvent faire coke, mais à la condition qu'on opère la distillation dans des fours à sole et à parois chauffées, dont l'activité est exaltée jusqu'à sa limite la plus élevée ; bien qu'agglutinés alors en masses passablement soudées, les fragments conservent encore, après la cuisson, leur figure primitive, à peine effacée par une demi-fusion. La houille demi-grasse estle combustible par excellence pour les générateurs à vapeur et surtout pour les générateurs tubulaires. Elle est également très employée pour le chauffage domestique.

Houille trois-quarts-grasse, ou charbon dur. — La houille trois-quarts-grasse a généralement un éclat un peu plus vif que la précédente; elle peut donner de bon coke; elle est un peu dure à allumer, ce qui la fait appeler quelquefois charbon dur (Belgique). On l’emploie pour le chauffage domestique.

Houille grasse à courte flamme, ou houille à coke. — La

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houille grasse à courte flamme est à peu près semblable à la précédente; elle donne généralement du coke métallurgique de qualité supérieure, ce qui la fait souvent nommer houille grasse à coke. On l’emploie aussi pour les verreries. Les fines sont utilisées pour la forge. Un kilogramme de houille à coke peut vaporiser 8!it,250 d'eau.

La teneur en matières volatiles varie de 16 à 25 0/0 environ pour les houilles trois-quarts-grasses et les houilles à coke.

Houille maréchale. — La houille maréchale, ou charbon de forge, est noire, à éclat vif, à texture lamelleuse, avec un aspect pailleteux. Elle s'allume facilement. Elle donne, sur foyer chargé et avec faible tirage, une flamme assez longue et fuligineuse. C'est, en somme, une houille grasse à longue flamme, très fusible. Sa densité est de 750 à 800 kilogrammes par mètre cube. Dans le foyer, les morceaux se gonflent, fondent et s'agglomèrent en une masse poreuse et continue.

Il est donc facile à l'ouvrier, qui conduit un feu de forge alimenté par de la houille maréchale, de disposer la masse agglomérée en voûte pour entourer la pièce à forger.

Cette houille est trop collante pour être utilisée au chauffage des appareils à vapeur; elle encombrerait à la longue le foyer et arrêterait la circulation de l'air. On l’emploie cependant sur les grilles, après l'avoir mélangée à 50 0/0 de houille quart-grasse, ou à diverses proportions de charbon maigre ou demi-gras.

Houille grasse à longue flamme. — La houille grasse à longue flamme est un peu plus dure que la précédente ; elle pèse de 700 à 750 kilogrammes par mètre cube.

Elle donne d'assez bon coke en fours clos: mais ce coke est léger et poreux, et moins facilement utilisable en métallurgie, que le coke de la houille grasse à courte flamme.

Elle est employée aussi pour brasseries et fours à reverbère. La teneur en matières volatiles des houilles grasses à longue flamme et maréchales varie de 23 0/0 jusqu'à 32 0/0 environ. Le pouvoir calorifique est de 8.500 à 8.800 calories.

L'exploitation de la houille grasse est assez délicate, à cause de la friabilité des morceaux. Beaucoup de couches ne donnent que des menus ; mais, grâce à leurs propriétés collantes, ces menus s'agglomèrent tout de suite au feu, et le

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charbon gras conserve sa valeur, quelles que soient les dimensions de ses fragments.

Houiïlle à gaz proprement dite. — Les houilles à gaz, dont se rapproche le cannel-coal anglais, sont les plus riches en hydrogène. Elles ont une texture compacte et une cassure franchement conchoïdale. Elles ont une grande sonorité au choc. Dans les foyers elles brûlent avec une flamme blanche assez longue et dégagent une grande quantité de gaz. Un kilogramme de houille à gaz peut vaporiser 8!t,500 d'eau environ. Elles s'agglutinent facilement, ce qui les rend d'un emploi difficile dans les gazogènes. Les houilles à gaz ont une composition assez variable, selon le gisement auquel elles appartiennent; en général, elles tiennent de 28 à 36 0/0 de matières volatiles.

Houille demi-sèche. — La houille demi-sèche, appelée aussi en Belgique et dans le Nord de la France, flénu gras, tient de 30 à 40 0/0 de matières volatiles. Elle est riche en oxygène. Elle est compacte et assez dure et pèse 700 kilogrammes au mètre cube. Elle donne du coke bien formé, mais très friable ; elle n’en produit que 60 0/0 environ, alors que le charbon maigre donne plus de 90 0/0 de résidu charbonneux pulvérulent.

Le flénu gras brûle avec une flamme longue et enfumée, en s'agglutinant un peu. Ce charbon est employé pour la fabrication du gaz. On s’en sert aussi pour le chauffage domestique et pour les grilles des générateurs à vapeur.

Houiïlle sèche.— La houille sèche,dite flénu sec, s’enflamme très facilement et brüle avec une flamme longue, vive et enfumée ; les morceaux ne fondent pas et ne se collent pas entre eux. Par la calcination en vase clos on obtient un coke très léger et pulvérulent, qui se consume rapidement et qui n’est pas utilisable dans l’industrie. La houille sèche est d’un aspect plus terne que les houilles grasses ; elle est aussi plus dure et plus compacte que ces dernières. C’est un charbon flambant qui brûle rapidement et ne tient pas au feu. Il vaporise 7 litres et demi d’eau par kilogramme. Sa teneur en oxygène est de près de 20 0/0. C’est la houille la plus oxygénée. :

La houille sèche est surtout employée pour la fabrication

du gaz (330 litres de gaz par kilogramme de charbon}. O s’en sert pour les verreries, la cuisson des produits réfractaires, les fours à gaz, la navigation, etc. Sa teneur en matières volatiles va de 38 à 50 0/0. On peut rattacher à la variété des houilles à gaz le cannel-coal et le boghead. Mais ces derniers sont plutôt des hydrocarbures, et on les étudiera dans le chapitre des Hydrocarbures solides.

Classification de la houiïlle par grosseurs. — La valeur de la houille ne dépend pas seulement de sa nature grasse ou maigre, mais elle est aussi fonction, surtout pour les houilles maigres et quart-grasses, de la proportion de morceaux de telle ou telle dimension, que l'on peut livrer à l’industrie.

On répartit généralement, au moins en France, les charbons d'après les catégories suivantes :

Gros, houille et gros carrés. — Morceaux retenus au-dessus de barreaux de grilles espacés de 200 millimètres environ.

Gailleterie. — Morceaux retenus sur des grilles de 02,080; après enlèvement du gros.

Gailletin. — De 0,040 ou 02,050 à 02,080.

Tétes-de-moineaux ou petit-gréle lavé. — De 0%,030 à 0®,040 ou 0,050 (catégorie très appréciée principalement pour les charbons maigres).

Braisettes. — De 0®,015 à 02,030.

Criblés. — Charbons obtenus en éliminant du tout-venant, ce qui peut passer à travers certaines dimensions de grilles à écartement inférieur à 2 ou 3 centimètres. Certains charbons de cette catégorie sont classés par lavage dans des lavoirs à feldspath.

Fines, menus grelassons larés ou non larés, grains, grenus, braisettes, noisettes, etc. — Les fines sont la catégorie qui passe à travers les grilles des criblés ; elles contiennent des morceaux de 1 à 3 centimètres et des poussiers. Elles servent principalement à la fabrication des agglomérés et du coke. Quand elles contiennent une assez forte proportion de morceaux, elles sont employées avantageusement dans les chaudières. |

Tout-venant. — On appelle tout-venant le charbon tel qu'il sort de la mine sans classement, mais quelquefois après enlèvement du gros.

Les catégories moyennes qui peuvent être employées à la

plupart des usages sans être ni broyées ni agglomérées sont

les plus appréciées.

Le gros, qui semblerait à première vue plus avantageux, ne peut généralement pas être employé sans un cassage spécial, d'où dépense supplémentaire de main-d'œuvre et production de poussier. On comprend donc aisément qu'il y ait lieu, lorsqu'on étudie les conditions d’exploitabilité d’un gisement houiller, d'examiner avec soin la proportion de chaque catégorie de grosseur que pourra fournir le charbon envisagé. On devra prendre à cet effet des échantillons aussi loin que possible des affleurements, car le combustible y est souvent terreux et effrilé.