f- 15 = 20 calories

Nous conclurons : les températures ne s additionnent pas, les quantités de chaleur peuvent s’ajouter.

Nos sens nous permettent de constater des écarts de température soit entre deux objets, soit entre un objet et notre corps, mais sans aucune précision. Les appréciations ainsi obtenues dépendent d’ailleurs de l'humidité de l’air, du vent, de la nature des corps touchés, de l’état de notre santé (fièvre, dépression).

La mesure courante des températures est basée sur la dilatation des corps par la chaleur; on utilise principalement l’alcool et le mercure et on rend la déformation plus apparente en la faisant s'effectuer dans un tube de très petit diamètre monté ou non sur une planchette.

t Pour graduer un thermomètre, on plonge l’appareil d abord dans de la glace fondante et on marque 0 degré sur la planchette ou sur le tube en face du niveau du liquide ; on plonge ensuite l'appareil dans de la vapeur d’eau bouillante à la pression atmosphérique et on marque 100 degrés en face du niveau du liquide. L'intervalle entre les deux repères est divisé en cent parties égales, la division est prolongée au-dessous de 0 et au-dessus de 100 : on obtient ainsi l’échelle centésimale, seule employée en France. II existe cependant d’autres échelles utilisées à l’étranger.

NOTIONS GENERALES

Les indications données par les thermomètres à alcool s’échelonnent de — 120° à + 70", celles des thermomètres

à mercure vont de — 35° à + 500° (1).^

Les températures des foyers de gazogènes étant considerablement plus élevées, sont mesurées avec des appareils appelés pyromètres, établis sur des principes très différents des

précédents. %

Les pyromètres optiques mettent à profit les phénomènes de rayonnement. Ils donnent une appréciation de la température au moyen de la comparaison photoélectrique de la lumière émise par une lampe étalon avec celle émise par le foyer à examiner.

Le principe des pyromètres thermo-électriques est fondé sur le phénomène suivant : lorsque deux baguettes de métaux différents (platine et platine iridié, ou platine et platine rhodié. ou nickel et chrome, ou fer et constantan, etc.) sont soudées l’une à l'autre en leurs extrémités, elles constituent un .couple thermo-électrique; si l'une des soudures est chauffée. l’autre restant froide, le couple en effet est parcouru par un courant dont l’intensité varie avec l'écart de température des deux soudures. Indiquons qu'un couple platine-platine iridié permet de mesurer des températures voisines de 1.700".

Pratiquement, les fils qui constituent le couple sont montés sur une canne avec poignée en bois et isolant en terre réfrac-

taire.

La soudure chaude située à l'extrémité de la canne est directement introduite dans le four dont on veut mesurer la tem-

Voici quelques repères thermométriques (pour des produits purs pris sous une pression de 760 millimètres de mercure) :

Fusion de la glace . Zéro 0 C.

Ebullition de l'eau . 10 °"

Fusion de l'étain . 232

— du plomb . 327

— du zinc .. 419" 4

— de l'aluminium . 658°

— de l’argent . 960 9

— du cuivre . 1.083°

— du nickel . 1.452°

— du quartz . 1.600“

— du platine . 1.753°

Température du rouge sombre . 520° à 600”

blanc. 1.100° à 1.300°

— moyenne des flammes de gaz 1.600° à 1.800°

— de filaments de lampes élec-

ques . 2.400°

(1) Le zéro absolu, correspondant à — 273° C, semble être la température la plus basse qu’il soit possible d'atteindre. La température la plus basse atteinte effectivement à ce jour est — 272° C (fusion de 1 hélium).

NOTIONS GENERALES

pérature. tandis que le reste du circuit, qui peut sans inconvénient être en cuivre, reste à la température ambiante. Un galvanomètre industriel, placé en ligne et convenablement étalonné donne, par lecture directe, la température centésimale du foyer dans lequel la soudure chaude est plongée.

Si nous approchons un corps chaud d’un corps froid, la chaleur passe du corps chaud vers le corps froid. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les corps froids n’émettent pas de rayonnement froid : si nous approchons la main d’un bloc de glace, c'est notre main qui rayonne ou cède de la chaleur et la sensation de froid que nous éprouvons n’a pas d’autre cause.

Pour élever la température d'un corps, il faut donc l’approcher d’une source de chaleur ayant une température plus élevée ou le mettre en contact avec elle. La quantité de chaleur à fournir par la source chaude pour atteindre une température déterminée est d’autant plus grande que la masse du corps à chauffer est plus importante. (Cette quantité de chaleur dépend d’ailleurs de la nature du corps à chauffer.)

Ainsi, pout faire bouillir (à 100°) 1 litre d’eau pris à 10° (écart 90°), il faut fournir 90 calories, tandis que pour porter de 10° à 50° (écart 40°) les 25 litres d’eau d’un radiateur, il faut fournir 25X40 — 1.000 calories.

Remarquons d’ailleurs, pour souligner encore une fois la différence entre les notions de température et de quantité de chaleur, qu'avec les 1.000 calories fournies aux 25 litres d’eau, on ne pourrait ni stériliser un appareil de chirurgie, ni faire cuire un œuf à la coque, ce qui serait par contre aisément obtenu avec un quart de litre d’eau à 10°

auquel on fournirait — = 22,5 calories : c’est qu’en effet

les microbes ne sont pas tués dans une eau à 50° et que l’albumine de l’œuf ne coagule pas à cette température.

La chaleur peut se transmettre de trois manières différentes : par convection , par conduction ou par rayonnement ; ces deux derniers modes sont seuls à considérer dans une installation de gazogènes.

La conduction s’opère soit dans les corps eux-mêmes, soit par contact de ceux-ci avec d’autres corps : l’extrémité d’un

NOTIONS GENERALES

ringard plongé dans un foyer s’échauffe au sein des charbons rouges et des gaz chauds, mais la chaleur se transmet dans toute la tige de métal par conduction et la poignée finit par être brûlante.

Le rayonnement consiste dans l’émission d’ondes comparables à celles qui émanent d’un corps lumineux : un foyer chauffe l’air d’une salle à la fois par convection et par rayonnement.

Tous les corps ne conduisent pas la chaleur : on appelle calorifuges les corps qui ne se laissent pas facilement traverser par elle : tels sont le bois, l'amianté, les textiles ; une capacité dans laquelle on a fait le vide constitue un excellent isolant.

On verra que, dans les gazogènes, il est bon de calorifuger certaines parties de l’installation, tandis que, au contraire, on doit intensifier les pertes de chaleur de certains foyers ou d’organes appelés refroidisseurs. On verra aussi l’importance de la conductibilité calorifique dans le comportement des tuyères.

6. Pression atmosphérique. Vide ou dépression. Mesure de la dépression dans un gazogène. — Le

poids de l’air qui entoure le globe terrestre sur une épaisseur

de quelques dizaines de kilomètres exerce une pression sur tous les corps baignant dans l’atmosphère.

Cette pression, que l’on nomme pression atmosphérique, varie avec l’altitude du corps sur lequel elle s’exerce:

elle est moins grande au sommet d’une montagne qu’au niveau de la mer, qui est généralement pris pour niveau de référence. La pression atmosphérique dépend encore ide l’humidité et de la température de l’air, des conditions météorologiques.

Les variations de la pression atmosphérique sont indiquées par le baromètre à mercure ou par le baromètre métallique.

Le baromètre à mercure est constitué, en principe, par un tube recourbé (fig. 1), fermé à un bout et ouvert à l’autre : il a été empli de mercure en quantité suffisante, avant d’être placé dans la position indiquée ; dans cette position le mercure descend dans la branche fermée, se stabilise à un certain

Fig. 1.

NOTIONS GENERALES 17

niveau au-dessus duquel se forme une chambre vide d’air, tandis que la pression atmosphérique s'exerce sur le mercure de la branche ouverte : la colonne de mercure comprise entre les deux niveaux équilibre donc la pression atmosphérique.

Dans un baromètre métallique (ou anéroïde), la pression atmosphérique déforme une boîte de métal dans laquelle on a fait le vide : les déformations de la boîte sont transmises à une aiguille mobile devant un cadran gradué.

On constate, dans le baromètre à mercure, que la hauteur de la colonne est toujours voisine de 760 millimètres : on a convenu que cette hauteur de 760 millimètres de mercure correspondait à la pression atmosphérique « normale ». Le volume occupé par un gaz variant avec la température et la pression, on a été conduit à préciser que les mesures à effectuer sur un gaz (densité, pouvoir calorifique, etc.), devaient être faites à 0° sous la pression atmosphérique normale de 760 millimètres de mercure.

Une colonne de mercure de 760 millimètres de hauteur et de un centimètre carré de section pèse 1 kilo 033 : c’est pourquoi on dit fréquemment, avec une précison suffisante, que la pression atmosphérique est de 1 kilo : cm2; si, au lieu de mercure, on employait de l’eau, la hauteur de la colonne serait de 10 m. 33.

On peut donc exprimer la pression d’un gaz de différentes façons :

a) En millimètres de mercure, principalement s’il s’agit de mesurer des pressions inférieures ou très peu supérieures à la pression atmosphérique ;

b) En kilogrammes par centimètre carré, quand les pressions sont assez élevées ;

c) En millimètres d'eau quand les pressions à mesurer sont faibles : une colonne d’eau de 10 m. 33 ou 10.330 millimètres correspond à 1,033 kg. : cm2; une colonne d’eau de 1 millimètre de hauteur équivaut donc à une pression de 0 gr. 1 par centimètre carré.

Les manomètres, dont le baromètre est une réalisation particulière, sont des appareils destinés à mesurer les pressions : ils pourraient être à colonne d’eau ou de mercure, mais ils seraient trop encombrants; ils sont constitués, en général, par un tube fermé enroulé en spirale, communiquant par l’extrémité ouverte avec le réservoir contenant le fluide sous pression; la pression provoque une déformation de la spirale qui est transmise à une aiguille mobile devant un cadran gradué.

NOTIONS GENERALES

Considérons un gaz enfermé dans un réservoir ne communiquant pas avec l’atmosphère ; un manomètre à mercure enfermé dans le réservoir donnerait la pression « absolue » du gaz, ou pression propre du gaz. Par exemple, au moment de l’explosion, dans un moteur, la pression absolue peut s’élever à 40 kilos : cm2 (et même plus). Mais cette pression n’est pas entièrement motrice car, sur l’autre face du piston, s’exerce la pression atmosphérique : on appelle pression effective la poussée réellement motrice, égale ici à 40—1 = 39 kilos : cm2.

Canalisation | , à étudier

Lorsque, dans le réservoir, la pression absolue est inférieure à la pression atmosphérique, on appelle vide ou dépression la différence entre la pression atmosphérique et la pression à l’intérieur du réservoir. Ainsi, pendant la course d’aspiration du moteur, le vide dans le cylindre, variable avec la vitesse de rotation, peut atteindre 600 millimètres d'eau (ou 60 gr. : cm2 ou 44 millimètres de mercure).

C’est cette dépression qui appelle au moteur, suivant le cas, un mélange d’air et d’essence ou d’air et de gaz; c'est elle aussi qui fait pénétrer dans un générateur de gaz l'air nécessaire à la combustion.

Dans une installation à gazogène, la dépression n’est pas la même partout. Pour la mesurer en un point déterminé, on peut réunir ce point avec l’extrémité A d’un tube en verre AB recourbé en forme de U (fig. 2) et rempli de mercure : lorsque le moteur est arrêté, le niveau est le même dans les deux branches; quand le moteur tourne, le niveau s'élève dans A et s’abaisse dans B : la différence de niveau donne la

NOTIONS GENERALES

dépression au point étudié. Si, par exemple, on note une dénivellation de 1 5 millimètres de mercure, la dépression est : 10.330 X 15

-= 205 millimètres d’eau ou 20 gr. 5 par

centimètre carré (puisque des colonnes de 760 millimètres de mercure ou de 10.330 millimètres d’eau équilibrent la pression atmosphérique).

. La différence entre les dépressions en deux points s’appelle perte de charge entre ces points.

On peut citer, comme provoquant des pertes de charge, les coudes, les changements de section et surtout les filtres.

La couche de combustible, la grille provoquent également une perte de charge.

FIG- 3. Schéma de montage pour la mesure d'une perte de charge.

Le schéma de la figure 3 montre comment on peut mesurer la perte de charge entre deux points, par exemple l’un en amont du filtre, 1 autre en aval. Une perte de charge de 50 gr. : cm2 est chose courante au passage du filtre. Un vide de 20 à

30 gr. : cm2 dans la tuyère d’un gazogène assure une bonne marche du foyer (Gohin).

Après étalonnage (c est-à-dire après comparaison avec un appareil similaire déjà en service) de l’appareil dont nous donnons le schéma, on peut facilement déceler le point précis où se produit une résistance anormale : corriger alors l’installation, remplacer une tuyère, modifier le filtre, etc.

On peut encore mesurer la dépression en un point de la canalisation de la manière suivante : prendre un tube de

NOTIONS GENERALES

verre de 10 m/m de diamètre environ et d’un mètre de longueur et le mettre en communication avec le point considéré à l’aide d’un tuyau de caoutchouc et d’un petit robinet fixé à celui-ci.

Le moteur étant en marche, plonger le tube de verre dans un récipient contenant de l’eau et ouvrir le robinet : on voit aussitôt l’eau monter dans le tube et, en accélérant le moteur pour le mettre à son régime régulier, on peut mesurer la hauteur maximum de l’eau dans le tube ; on obtient ainsi une valeur assez exacte de la dépression.

Pour qu’un gazogène fonctionne normalement il faut qu’il présente le moins de pertes de charge possible.

7. POUVOIR CALORIFIQUE. — On appelle pouvoir calorifique d’un combustible, la quantité de chaleur dégagée par la combustion de 1 kilo, de 1 litre ou de 1 mètre cube de ce combustible; on l’exprime en calories kilogramme par kilogramme (ce qu’on écrit en abrégé : cal. kg. : kg.) pour les combustibles solides ou liquides, parfois en cal. kg. : litre pour les liquides et en cal. kg. : m3 pour les combustibles gazeux. Pour ces derniers, on suppose toujours que le mètre cube de gaz est pris à 0° et sous la pression atmosphérique .. .

Voici les pouvoirs calorifiques de quelques combustibles :

Carbone amorphe. 8.080 cal. kg. : kg.

Charbon cle terre . 7.000 à 8.500 cal. kg. : kg. sui¬

vant qualité.

Essence . 10.500 cal. kg. : kg. ou