CHAPITRE II
Situation générale de la production. — Houilles distillées. — Produits de la distillation. — Cornues. — Fours ordinaires et à récupération. — Chauffage des cornues. — Colonne montante et barillet. — Collecteur et condensation à chaud. — Jeu d*orgue et condensation à froid. — Extracteurs. — Condensateur Pelouze et Audoin. — Epuration chimique. — Compteurs d*usine. — Gazomètres. — Régulateur d'émission. — Sousproduits de la fabrication. — Prix de revient de la fabrication. — La nouvelle usine du Landy : (a) Dispositions générales. — [b) Voies ferrées. — (c) Ateliers.
Situation générale de la production. — Le gaz distribué par la Compagnie Parisienne provient uniquement de la distillation de la houille.
Etant donné que la fabrication annuelle dépasse 300 millions de mètres cubes de gaz et qu'une tonne de houille produit environ 300 mètres cubes de gaz, on voit que la Compagnie doit acheter, chaque année, et transporter dans ses usines plus d'un million de tonnes de houille. Il lui faut également pourvoir à l'utilisation ou à l'évacuation de 19 millions d'hectolitres de coke et des divers sous-produits. Aussi, en matière de production, la question des transports et des manutentions intérieures joue-t-elle un rôle considérable.
Il en résulte que les dispositions générales de toute usine bien organisée doivent comprendre un réseau intérieur de voies ferrées combiné de manière à la relier aux grandes lignes de chemins de fer ou aux voies de navigation du territoire.
De vastes emplacements sont également nécessaires. Alors que deux ou trois cents mètres carrés suffisent à une station centrale électrique, Tusine à gaz exige pour le développement de ses longues lignes de fours, de ses vastes salles d'épuration, de ses volumineux gazomètres, des surfaces énormes. C'est par hectares que se chiffre la superficie des grandes usines de la Compagnie Parisienne. L'usine du Landy, à elle seule, occupe une surface de 45 hectares.
Les usines actuellement exploitées se répartissent comme il suit :
PROPUCTION DU GAZ 21
Dans Paris : La Villette, Passy, Vaugirard, Ivry et Saint-Mandé. Hors Paris : Boulogne, Maisons- Alfort, Clichy et le Landy*.
Parmi ces usines quelques-unes, déjà fort anciennes et que la Compagnie a dû conserver, faute d'un emplacement plus favorable, ne présentent pas des dispositions générales toujours très satisfaisantes. Mais, au point de vue de la fabrication du gaz proprement dite, toutes ont subi les perfectionnements que, peu à peu, Texpérience a enseignés et qu'une direction unique a permis d'appliquer, de suite, à l'ensemble de l'industrie.
Décrire toutes ces usines nous entraînerait à des répétitions sans intérêt. Il est préférable d'exposer les procédés généraux de fabrication du gaz adoptés par la Compagnie Parisienne, sauf à revenir ensuite, d'une façon spéciale, sur l'usine la plus récente de la Compagnie : celle du Landy. Cette usine est d'ailleurs destinée à être le centre de production le plus puissant de la Compagnie.
Les usines les plus importantes sont, actuellement, celles de la Villette et de Clichy. Chacune produit environ 70 millions de mètres cubes de gaz par an. Passy, Vaugirard, Ivry, S*-Mandé, le Landy fabriquent entre 30 et 40 millions de mètres cubes. Les usines de Boulogne et Maisons- Alfort sont bien moins puissantes ; elles n'interviennent que pour un peu plus de 3 millions de mètres cubes.
Houilles distillées. — Suivant son origine et sa nature, la houille produit des quantités bien différentes de gaz d'éclairage. Le pouvoir éclairant du gaz est très variable également.
Quelques charbons spéciaux comme le cannel-coal donnent un gaz abondant et lumineux. Mais ils coûtent cher et ne sont employés que comme coupages^ quand on est amené à distiller des houilles de qualité un peu inférieure.
Les houilles les plus recherchées sont celles dites grasses et sèches à longue flamme ou houilles demî-grasses analogues à celles que produisent le Pas-de- Calais, la Belgique, la région de Newcastle (Angleterre) et le bassin de la Sarre (Allemagne).
Actuellement la Compagnie achète principalement ses houilles dans le bassin du Pas-de-Calais. Le cannel vient du Nord de l'Angleterre ou de l'Ecosse.
Les houilles du Pas-de-Calais, qui donnent parfois un gaz un peu faible, au point de vue du pouvoir éclairant, et qui, sous ce rapport, sont assuré-
* On peut se demander pourquoi la Compagnie a conservé cinq usines dans Paris, alors qu'elle eût trouvé de bien plus grandes commodités extérieurement aux fortifjcations. La principale raison est qu'elle n'est pas libre d'installer toutes ses usines dans la banlieue. Le cahier des charges, article 9, paragraphe 3 contient en effet la clause suivante :
« La Compagnie devra toujours conserver dans Paris des usines ayant une production « suffisante pour alimenter V éclairage public de la Ville et le tiers de l'éclairage parti- « culier, »
ment inférieures à d'autres houilles françaises, comme celles de Commentry et de la Loire ont, en revanche, le grand avantage de provenir de mines peu éloignées de Paris. Elles arrivent, soit par chemin de fer, soit par bateau.
Il y a intérêt à n'employer que des houilles sèches et de fraîche extraction. On a remarqué, en effet, que Tair et Teau exerçaient une action sensible sur la houille, au détriment du rendement en gaz et du pouvoir éclairant.
Il n'est pas toujours loisible à la Compagnie de distiller des houilles absolument fraîches et sèches, attendu que l'article 14 de son cahier des charges l'oblige à avoir constamment en magasin un approvisionnement de 15 jours.
On sait aussi que la houille abandonnée en tas peut prendre feu intérieurement. La Compagnie a parfois à lutter contre des combustions de cette nature. Elles ont le double inconvénient d'entraîner une perte sèche de matière et de diminuer notablement le rendement des parties simplement échauffées.
Grâce au choix judicieux de ses matières premières, et indépendamment, d'ailleurs, d'une bonne conduite des fours, qui est de règle, la Compagnie Parisienne arrive à obtenir, par tonne de houille distillée, un rendement en gaz sensiblement constant. Il est, en moyenne, de 300 mètres cubes comme l'indique le tableau suivant :
Années
GAZ produit par tonne de bouille
Années
GAZ produit par tonne de houille
Produits de la distillation. — En distillant de la houille on obtient un mélange de gaz et de vapeurs condensables, d'aspect brunâtre et qui contient, pour 100 kilogr. de houille :
Gaz divers de29à3P"».
Eaux ammoniacales . . . de 6 à 8 litres.
Goudron de 5 à 5 kilogr. 23.
Il reste, en outre, dans les appareils de distillation 190 litres de coke.
Les gaz produits se composent surtout d'hydrogène (i3 à 50 °/o)î de gaz des marais, C^H*, et d'oxyde de carbone. Ces gaz, en brûlant, donnent peu de lumière. Le gaz d'éclairage doit son pouvoir éclairant à de petites quantités de carbures très riches, tels que la benzine, le toluène, le gaz oléfiant, l'amylène, etc Parmi ces carbures il en est un, l'acétylène, qui, d'après M. Ber-
thelot, contribue on grande partie à donner au gaz d'éclairage sa fétidité.
En dehors des gaz que nous venons d'énumérer nous trouvons aussi de l'acide carbonique, gaz inerte, qui diminue le pouvoir éclairant et du gaz acide sulfhydrique, dont les inconvénients sont multiples : d'abord il sent horriblement mauvais, ensuite il noircit les pointures et les dorures ; enfin il produit en brûlant de l'acide sulfureux qui est dangereux à respirer et qui attaque les tissus.
Aussi le gaz ne peut-il être livré aux consommateurs dans l'état où il sort des cornues de distillation. 11 doit être épuré, après que, d'ailleurs, il a été débarrassé des goudrons et des eaux ammoniacales par la condensation. Nous verrons plus loin la série des transformations qu'on lui fait subir.
Cornues. — La houille est distillée dans des cornues cylindriques et
aplaties en terre réfractaire placées horizontalement dans des fours en brique.
Chaque cornue a généralement 3"00 de longueur, 0"6i de largeur et O^SS de hauteur, toutes ces dimensions étant mesurées intérieurement. Ces cornues sont pleines à une de leurs extrémités.
A l'autre, elles font saillie en dehors des fours et se terminent par des tètes en fonte contre lesquelles viennent s'appliquer des tampons mus par des vis de pression. Autrefois on assurait exclusivement l'étanchéité du joint avec de la terre glaise. L'expérience a démontré qu'avec des tètes et des tampons bien dressés, on n'avait pas besoin de liiter les cornues. Aussi la Compagnie Parisienne n'emploie-t-elle dans les cornues neuves que des tampons sans lut. Ces tampons se font en t(Mc emboutie. Le chargement des cornues s'effectuait autrefois à la pelle. Cette opération était longue, pénible et nécessitait une certaine adresse delà part des ouvriers chargeurs. La Compagnie a remplacé dans toutes ses usines le chargement à la pelle par le chargement à la cuiller. Cet appareil a la forme d'une longue pelle demi-cylindrique en tôle. L'opération se fait de la manière suivante. La cuiller est posée sur le sol et remplie de charbon. Elle est ensuite soulevée par deux ouvriers à l'aide d'une barre en fer passée par dessous, tandis
Figure 1.
Tête de cornue.
qu'un troisième ouvrier la dirige en agissant sur le manche. Ces trois hommes l'amènent devant la cornue préalablement détamponnée et la poussent rapidement dans Tintérieur. En la tournant de 180 degrés ils font tomber tout le chargement.
Le chargement à la cuiller présente le grand avantage de pouvoir être confié à des ouvriers quelconques. La Compagnie ne serait donc pas embarrassée pour assurer le service des fours, même en cas de grève.
Quelques industriels ont cherché à simplifier encore le chargement des cornues, soit en inclinant celles-ci de manière à pouvoir y laisser tomber la
qagBM
Figure 2.
Cuiller pour le chargement des cornues.
houille suivant son talus naturel (système Coze), soit en employant des chargeurs mécaniques. La Compagnie estime que les avantages du système Coze ne sont pas assez marqués pour qu'elle transforme à grands frais tout son matériel. On peut en dire autant des chargeurs mécaniques, appareils bien compliqués et dont un essai a été fait il y a quelques années à Tancienne usine de Belleville,
Il faut charger le plus possible les cornues en réservant, toutefois, un espace suffisant pour le foisonnement du coke. On emploie généralement de 130 à liO kilogr. de houille. par cornue.
Fours ordinaires et à récupération. — Les fours dans lesquels le chauffage des cornues s'effectue sont de deux sortes : Les uns sont chauffés au coke et contiennent 7 cornues ; on brûle alors le combustible dans Tintérieur du four même.
Les autres sont munis, en sous-sol, d'un générateur ou gazogène permettant d'obtenir des gaz combustibles qui viennent s'enflammer sous les cornues*. Indépendamment de Téconomie que Ton réalise sur le chauffage proprement dit on a ainsi la possibilité d'installer une ou deux cornues de plus*.
Les réactions utilisées dans les fours à gazogène sont les suivantes : De l'air passant sur du coke au rouge vif donne indépendamment de la proportion normale d'Azote qu'il contient de Tacide carbonique CO^ Si, au-dessus, se trouve une couche de coke au rouge sombre, l'acide carbonique est décomposé et se transforme en oxyde de carbone CO. La formule de la réac-
^ Les premiers fours avec générateurs onlété installés,en 1863, àl'usinede Vaugirard. ^ Les fours à récupération de Tusine de Clichy sont à 8 cornues ; ceux de Tusine du Landy à 9 cornues.
tionest C0*-f-C = 2C0. '
Cet oxyde de carbone est un gaz combustible. On Tamène sous les cornues, où il produit en brûlant une chaleur plus que suffisante pour effectuer la distillation. Toutefois il ne peut brûler que mélangé avec de Tair et Ton a soin, pour augmenter la température de combustion, de ne faire arriver que de Tair préalablement chauffé par Tune des deux méthodes suivantes. Ou bien on lui fait traverser une chambre précédemment intercalée sur le trajet des pro-
Figure 3.
Coupes longitudinale et transversale d'un four ordinaire.
duits de la combustion, ceux-ci traversant alors une seconde chambre, qui sera plus tard échangée avec la premiî?re ; ou bien on le fait passer à travers une série de petits conduits en brique léchés extérieurement par les fumées.
Dans le premier cas, les fours sont dits à récupération alternative ou fours Siemens, du nom de leur inventeur ; le second système est dit à récupération continue,
La Compagnie Parisienne emploie les deux méthodes. Elle donne cependant la préférence aux fours Siemens qui, d'après elle, sont plus robustes et plus réguliers que les fours à récupération continue ^
L'installation d'un four Siemens est notablement plus onéreuse que celle d'un four à combustion directe. On estime que la cornue revient dans ce sys-
* Il se forme aussi de l'hydrogène dû à ce que, sous la grille, on maintient toujours une petite couche d'eau. Par rayonnement Teau se vaporise et passant sur le coke donne de l'hydrogène et de Toxygène. Ce dernier gaz se combine au charbon. La composition des gaz, à la sortie des générateurs, est ordinairement la suivante : Oxyde de carbone 26 0/0; hydrogène 9 0/0, Azote 39 0/0, Acide carbonique 6 0/0.
* Les quelques fours à récupération continue employés par la Compagnie Parisienne sont du système Lencauchez.
h'^mo à 2.300fau licMi de 1.200f, prix obtenu dans les fours ordinaires. Mais, avec les fours Siemens, on économise, pour le chauffage des cornues, oO kilogr.
PRODUCTION Dt GAZ
de coke par tonne de houille distillée ce qui fait que, finalement, la Compagnie les préière dans toutes ses nouvelles installations aux fours ordinaires *.
Il est à remarquer, en outre, qu'avec les fours Siemens la conduite du feu est bien facilitée et que le décrassage des grilles n'est nécessaire que toutes les vingt-quatre heures. Les autres fours exigent, au contraire, des décrassages fréquents au cours desquels de Tair peut s'introduire entre les barreaux du foyer et provoquer un abaissement de température.
La substitution du chauffage par un courant de gaz chauds au chauffage h feu vif présente enfin cet avantage, que les cornues se détériorent moins rapidement.
Le tableau ci-aprés indique le nombre de fours et de cornues en service dans les différentes usines de la Compagnie :
