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*Courant d'air arrêté pendant 12 heures après la dernière expérience.

érience II, avec 2.7 livres de charbon pulvérisé (même échantillon que l'expérience précédente) sorti de la mine depuis 3 mois et pulvérisé quelques

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Un échantillon de charbon provenant d'un autre puits et qui était resté en morceaux dans le laboratoire pendant environ deux ans, absorba encore de l'oxygène quand on le pulvérisa.

Haldane et Meachem ont tiré de ces expériences des conclusions importantes.

(1) La vite ;se d'absorption de l'oxygène par le charbon est proportionnelle à la pression résiduelle de l'oxygène dans le milieu ambiant.

(2) Cette viresse double à peu près pour chaque élévation de température de 30° F.

(3) À une température donnée, cette vitesse décroit avec le temps; à 59°F. elle diminue de moitié en 20 heures.

(4) L'absorption de l'oxygène se fait à la surface, de sorte qu'un morceau de charbon qui a été exposé à l'air pendant 2 ans absorbe de nouvelles quantités d'oxygène quand on expose de nouvelles surfaces à l'air par un broyage.

Les expériences d'où on a tiré ces chiffres sont sujettes à critique, mais il est certain que ces chiffres varierai2nt avec chaque échantillon de charbon. Cependant les conclusions générales sont probl. blement exactes, et nous

pouvons nous en souvenir pour commencer l'étude des conditions dans les- À quelles se trouve le charbon en tas.

Un tas de charbon est en lui-même un très mauvais conducteur de la

chleur. C'est ainsi, par exemple, que la neige peut rester toute l'année sous

tas de charbon. On m'a signalé le cas d'un charbon mis en tas pendant l'hiver dans l'île du Cape Breton, amené à Montréal ‘e printemps ou l'été suivant, remis en tas, et contenant encore de la neige du Cap Breton lorsqu'on a attaqué le tas pour la consommation. De même, on a l'habitude de se rendre compte de la température d’un tas de charbon par des barres de fer plantées dans les tas; or il n'est pas rare de trouver des feux dans un tas, à 3 ou 4 pieds d'une barre froide. Nous pouvons donc négliger la conductibilité du charbon lui-même et admettre que le seul moyen, par lequel la chaleur engendrée dans un tas puisse s'échapper, est les courants d'air. De même, à cause de cette mauvaise conductibilité, quand un tas est fait, la température atmosphérique a une très faible action au-dessous de la surface, sauf par les courants d'air.

Nous considérerons maintenant un tas de charbon au travers duquel il existe une légère circulation d'air.

Alors:—(1) À moins que les surfaces exposées soient déjà oxydées, le charbon absorbera l'oxygène de l'air et il se dégagera de la chaleur.

(2) À moins que cette chaleur d'oxydation en soit enlevée au fur et à mesure par le courant d'air, la température du charbon s'élèvera.

(3) Si la température s'élève, la vitesse d'oxydation s'accroît: il se dégage plus de chale, x. si bien que plus le charbon est chaud, pius il a

tendance à s'échauffer encore à moins qu'un phénomène secondaire n'in-

tervienne pour refroidir le charbon. L'accroissement de vitesse de l'oxydation avec la température variera d'un charbon à l'autre et bien que la vitesse d'oxydation puisse ne pas doubler pour chaque élévation de 30o F., comme ce serait le cas avec le charbon d'Hamstead, l'accroissement de vitesse est certainement rapide. Dans le cas de réactions chimiques entre substances en contact intime, comme par exemple dans les solutions, la vitesse de réaction double approximativement pour chaque 18° F., d'élévation de température,

(4) À mesure que la température du charbon s'élève, le nombre de ses éléments qui peuvent brûler avec une vitesse notable s'accroît.

(5) À une température donnée la vitesse d'oxydation du Charbon, c'est-à-dire la vitesse de dégagement de chaleur, décroit avec le temps, ce qui provient, naturellement, de l'achèvement graduel de l'oxydation des éléments facilement oxydables du charbon.

(6) Plus la température s'élève et plus l'oxydation est rapide, plus le courant d'air doit être fort pour amener l'oxygène nécessaire. En même temps, plus la température d'un point donné dans un tas de charbon est audessus de la température du reste du tas et de l'air extérieur, plus les courants de convection s'établiront avec vigueur. Un point chaud d'un tas peut donc se guérir lui-même en faisant naître des courants de convection suffisants non seulement Pour a.1ener l'oxygène 1 ‘-essaire, mais encore Pour emmener la chaleur plus vite qu'elle ne se déguge, et de cette façon pour refroidir le point chaud.

Généralement, après que le tas de charbon est fait, la température monte légèrement partout à l'intéricur du tas, l'oxydation du charbon frais étant relativement rapide; peu de temps après, grâce à l'achèvement graduel de l'oxydation des surfaces exposées et à l'effet refroidissant des Courants de convection, la température cesse de monter et le charbon commence à se refroidir pour revenir peu à peu à la température atmosphérique. De temps en temps, cependant, il arrive que le premier échauffement amène le charbon au-dessus de ce qu'on peut appeler la température critique; l'oxydation est alors si rapide que les influences retardataires et refroidissantes sont insuffisantes et le charbon devient de plus en plus chaud et entre finalement en combustion ouverte.

Un tas de charbon aura tendance à prendre feu si :—

(a) Le harbon est de nature facilement oxydable,

(b) Les surfaces exposées du charbon sont grandes.

(d) La chaleur engendrée ne peut pas s'échapper facilement.

(e) La température initiale est élevée.

Reprenons ‘es diverses conditions. (a) est confirmée par le professeur Fischer de Gôttingen, qui déclare que les charbons qui absorbent facile-

ment le brome sont ceux qui ont le plus de tendance à s'oxyder rapidement et à prendre feu spontanément, Il recommande, comme essai pratique, de secouer pendant cinq minutes un gramme de charbon finement pulvérisé avec 20 c.c. d'une solution demi-normale de brome. Si l'odeur de brome a disparu. le charbon a tendance à s'oxyder rapidement et est dangereux à mettre en tas. Le prof, Lewes déclare qu'un charbon qui gagne plus de 2% de son poids quand on le chauffe à 250° F. pendant trois heures, est dangereux.

(b) Ainsi que nous l'avons montré précédemment, l'oxydation du charbon est un phénomène de surface, et plus la surface exposée est grande, plus le phénomène est rapide. Les tas de charbon en morceaux prennent rarement, sinon jamais feu; le danger vient des charbons menus ou des tout venants de la mine pour lesquels les surfaces exposées sont beaucoup plus grandes pour un poids donné. Dans les soutes de navires les feux prennent généralement dans les tas de charbon brisé qui se forment sous les coutilles pendant le chargement, On sait que les déchets de coton imprégnés d'huile peuvent s'enflammer d'eux-mêmes. I] y a là également une substance oxydable ayant une grande surface à l'air pour un faible poids.

(c) et (d). C'est surtout dans les gros tas que ces conditions peuvent se rencontrer. La chaleur, en effet, ne s'en échappe pas facilement, et si la circulation de l'air peut être trop rapide en un point, et trop lente en un autre, il y a une probabilité d'autant plus grande pour qu’en un point déterminé l'air arrive juste avec la vitesse critique. L'augmentation de danger provenant de la hauteur et de la grandeur des tas a été démontrée à plusieurs reprises. La preuve la plus frappante nous en a été donnée par H. Fayol.!

On trouvera un exposé des beaux travaux de H. Fayol à Commentry. en France, dans le mémoire du prof, Threlfall que nous avons déjà cité, ou encore dans le rapport pour 1897 de la Commission Royale de la Nouvelle Galles du Sud.

Fayol construisit un tas de charbon menu fraîchement sorti de la mine de Commentry; ce tas avait 40 mètres de long, sa hauteur allait de 40 mètres à O., et sa largeur au sommet était d'un mètre. Tous les jours on prenait la pression atmosphérique ainsi que les températures en 11 points différents du tas. La figure 3 reproduit une coupe vert':ale du tas avec les points d'observation: les courbes de températures journalières prises pendant 90 jours, (nous n'avons reproduit que six de ces courbes sur zone, de façon à éviter la confusion); la courbe des pressions atmosphériques pendant la même période: et enfin les coupes longitudinales et transversales du tas montrant les courbes isothermes à la fin des expériences.

tes sur l'aitération et la combustion de la houille exposée à l'air”, Bull. Soc. Industrie Minérale, seconde

e, vol. 8, troisième partie, 1879,

On voit par ces courbes que la tem

pérature croît avec la hauteur du tas, et que les températures les plus éles

es se trouvent sous la plus grande

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Fig. 3. Courbes indiquant les températures du tas de charbon.

hauteur de charbon et près du sol. Dans la partie la moins haute du tas,

le charbon se refroidit rapidement et sa température s'abaisse pour rejoindre plus tard à peu près la température atmosphérique. Jusqu'à une hauteur de 3 à 4 mètres la température s'élève pendant un certain t nps puis tombe à nouveau sans jamais atteindre 60° ou 70° C. Au delà de 4 mètres la température continue à s'élever et finalement le tas prend feu.

Fayol dit : “Quelle que soit la provenance du charbon dans la mine, quelle que soit sa teneur en cendres, ou la nature de ses cendres, le charbon mis en tas à l'air s'échauffe toujours à peu près de la même façon, et semble suivre dans son échauffement des lois à peu près constantes. Les influences atmosphériques, chaleur ou froid, sécheresse ou humidité, n'ont pas été assez marquées pour être sensibles.”

POURCENTAGE DES PERTES em re

1 mon M ot ses Fe

Moins de Plus de Plus de Plus de Plus de Plus de Plus de Plus de

500 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Moins de Moins de Moins de Moinsde Moinsde Moins de tonnes 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Fig. 4 Courbe montrant la relation entre la grandeur du cargo charbonnier et le

danger d'incendie.

Avec le charbon menu de Commentry, il n'y a pas de combustion spontanée dans les tas de moins de 6 pieds # de haut: mais quand la hauteur dépasse 13 pieds, la combustion spontanée se produit presque toujours. Ce fait qu'il y a une hauteur limite au delà de laquelle il est dangereux d'entasser le charbon, a été confirmé à plusieurs reprises.

La Commission de la Nouvelle Galles du Sud a mis en lumière ce même fait, l'accroissement du danger avec la hauteur des tas, d’une toute autre façon. Elle a collationné les statistiques de 2149 expéditions de charbon, sur lesquelles 13 donnèrent naissance à des feux ou à des échauffements. La fig. 4 donne une courbe montrant la proportion d'accidents pour chaque dimension de cargo. Cette courbe indique clairement que. dans les con-

inauuis res

ne, on ble ces été

ditions où ces bateaux ont été chargés le danger d'échauffement ou de feu augmente très vite quand le tonnage du cargo dépasse 3000 tonnes,

(e) C'est la Commission de la Nouvelle Galles du Sud qui annonça la première le danger d'une haute température initiale, Son attention ayant été attirée par l'épidémie d'accidents qui marqua l'été particulièrement chaud de 1895-6, elle put démontrer par ses statistiques que les incendies spontanés des Cargos Correspondaient aux températures maximum.

Le professeur Threlfail a utilisé les renseignements présentés à la Commission Foyale britannique, en 1876, par E. Cooper Rundeil, pour préparer les courbes de la figure 5. La courbe en trait plein montre les accidents d'incendie ou d'échauffement qui se sont produits dans les navires avant de quitter les ports britanniques; les abscisses indiquent les mois de l'année, et les ordonnées la proportion d'accidents dans les voyages de 500 tonnes de charbon et au delà qui ont traversé l'équateur et le canal de Suez. Les chiffres qui ont servi à tracer cette courbe couvrent une période de 3 ans ct portent sur 4898 voyages avec 102 accidents. La courbe pointillée donne la température moyenne dans l'année.

; n | IN ar ANSE SERRE RENE

Janvier

Février

Mars Avril

Mai

Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier

Fig. 5. Courbe montrant la relation entre l'époque du chargement du cargo charbonnier et le danger d'incendie.

Ces courbes montrent, sans qu'il y ait de doute possible, la relation intime qui relie la Proportion d'accidents à la température.

Il n'est pas aussi facile de démontrer la même chose pour les tas de Charbon à terre, Un tas de charbon se contruit peu à peu sans qu'on tienne compte des dates ou des températures, Mon attention a été appelée autrefois sur un tas de charbon qui avait chauffé assez rapidement et qui, ayant été construit (au C anada) vers la fin de septembre ou le début d'octobre, aurait pu être envisagé comme formé de charbon froid au début. Mon enquête m'a appris que ce charbon était en réalité déjà assez chaud

(on a estimé sa température à 00° F) quand on l'a déchargé du steam r, mais que personne n'avait signalé ce fait à l'époque.

À cet égard on peut citer une expérience de Fayol. 11 montra qu'en chauffant du charbon à une haute température initiale, inférieure cependant au point d'ignition, il devenait extrêmement facile de lui faire prendre feu spontanément, même dans de petits tas. C'est peut-être l'expérience la plus concluante qu'on ait fait sur l'influence de l'air sur la combustion spontanée.

Fayol fit un tas conique contenant de 70 À 100 pieds cubes de charbon; le tas reposait sur le sol et était entouré d'un fossé qu'on pouvait remplir d'eau. On recouvrit le charbon d'un couvercle assez large pour entourer tout le tas et plonger dans le fossé, si bien que le tas était hermétiquement séparé de l'air environnant. Dans un essai on chauffa le charbon à environ 100°C. Le couvercle étant en position, on y fit quelques trous par lesquels on fit passer de l'air à volonté et par lesquels on observa les températures. Quand les trous étaient ouverts, la température montait:; quand ils étaient fermés, la température descendait, Quand les trous restaient ouverts pendant deux jours, il se produisait une combustion spontanée, Le feu s'éteignait si on fermait les trous et si on laissant la température descendre à 60°C.

On connaît très mal les composés chimiques réels qui constituent le

e-bon, bien qu'on ait fait de nombreux travaux sur les produits de décomposition du charbon par la chaleur. On à traité le charbon par les acides, les alcalis, l'éther, l'al:col la pyridine ct autres dissolvants: les extraits en ont été examinés, mais les résultats obtenus ne sont pas encore très importants. Il est certain cependant que plusieurs charbons contiennent des hydrocarbures non saturés et des aldéhydes, c'est-à-dire des tances facilement oxydables, l'oxygène s'ajoutant simplement à la mo ' sans qu'il y ait dégagement de gaz carbonique ou d'eau, Ces composés non saturés sont décelés par leur pouvoir d'absorption du brome, ainsi que le montrent les expériences de Fischer que nous avons décrites, L'oxydation des aldékydes donne des acides, et on a montré que les charbons altérés à l'air donnent des acides organiques.

Bien que les travaux sur l’altération des charbons à l'air soient très nombreux, les résultats en sont difficiles À résumer, à classer ou à discuter. Ces travaux ont porté sur des charbons de tous les âges et de toute nature et les conditions des essais ont {té si variables et si incertains qu'on peut tirer très peu de conclusions d'ensemble.

Les variations chimiques qui se produisent dans le charbon quand il ya absorption d'oxygène, sont plus faciles à observer quand les phénomènes sont rapides, c'est-à-dire à des températures plus élevées. Le Dr Richters de Waldenburg! chauffa 2 grammes de charbon à coke à 110°C. pendant 10

! Poly, Journal de Dingler, vol. 190, p. 398, déc. 1868. Le rapport de la Commission de la Nouvelle Galles du Sud donne la traduction des divers mémoires de "Richters.

heures dans un courant d'air sec et débarrassé de tout gaz carbonique, Il recueillit tout le gaz carbonique et toute la vapeur d'eau produite, Il trouva que le charbon avait gagné 4:21 pour cent de son poids. Le tableau XXIV donne les analyses du charbon avant et après le chauffage.