Places à > 38 à 35 couraots

Il y a , comme on le voit , un avantage considérable a employer les modifications (pie je viens d'indiquer dans le travail de la carbonisation, et en 184^ on n a plus carbonisé sur le port d'Audincourt que par le procédé des places à chaudière^ mais on a reconnu qu'on pouvait sans incon* vénient porter à 5o ou 60 stères le volume du bois à carboniser dans une opération.

L'avantage des petites meules sur les grandes consiste , toutes choses ^ales d'ailleurs, surtout dans la plus grande facilité qu'a Touvrier de surveiller et de conduire son fourneau. L'emploi des places à chaudière au lieu des places simples permet d'éviter le remplissage qui doit avoir lieu à plusieurs reprises par la cheminée de la meule , pendant la première partie de l'opération. Néanmoins il est donteux que le procéilé des places a chaudière puisse être suivi en

forèt, où le lieu de la carbonisation se déplace continuellement, et où, par conséquent, rétablissement d'une chaudière en briques et des conduits souterrains qui y aboutissent serait un embarras pour le charbonnier. Il parait, en outre , que dans les terres très-humides , comme celles où Targile prédomine , il est difficile d^Humer convenablement la meule au moyen du feu qu'on fait dans la chaudière.

Carbonisation en meules.

Les expériences qui suivent ont toutes été faites sur des meules à chaudière ; mais conune la conduite du feu est la même dans toutes les méthodes , une fois que la carbonisation proprement dite commence, les conclusions que j'en tirerai pourront être généralisées et appliquées à toutes les méthodes de carbonisation en meules.

Les gaz ont été -aspirés dans un flacon rempli d'eau et d^huile et analysés d'après les procédés qui seront décrits plus loin. Nous nous bornerons à dire ici que, dans toutes ces expériences, la détermination des gaz, à l'exception de l'azote , a été faite par des pesées. Après l'absorption de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique par le chlorure de calcium et la potasse , les gaz étaient brûlés par leur passage à travers un tube rempli d'oxyde de cuivre 5 l'eau et l'acide carbonique résultant de cette combustion étaient condensés par le chlorure de calcium et la potasse.

La proportion des produits cohdensables a été déterminée à part dans des expériences spéciales.

J'ai analysé les gaz qui s'échappent des é vents de dégagement lorsque la fumée est abondante et épaisse , ce qui arrive pendant les premières heures à partir de l'ouverture des évents , et vers le moment où ils se ferment naturellement, quand la fumée est claire, bleuâtre et peu abondante.

J'ai obtenu les résultats suivants dans neuf expériences faites sur plusieurs meules différentes.

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(i) Gaz aspiré dans un évenl pratiqué au tiers de la hauteur de la meule, deux jours après la mise en feu. La meule

est de 60 stères. L'évcnt est ouvert d^uis six heures ci donne une fumée blanche, épaisse et assez abondante. Il se dépose beaucoup d'eau et de goudron dans les tubes d^aspiration. Un thermomètre à mercure enfoncé de o™, 10 dans le trou et retiré après 8 minutes marque 260 degrés.

(a) Gaz pris sur la même meule, si4 heures après le précédent. Évent ouvert depuis une heure seulement. Fumée blanche très-épaisse et très^abondante.

( 3 ) Gaz aspi ré 24 heures après le précédent et sur la même meule, dans un évent ouvert à o™,6o du sol depuis une heure seulement. Fumée blanche très-épaisse. Température essayée au thermomètre à mercure : 23o degrés.

(4) Pris à o™,6o du sol sur un fourneau de 35 stères, quatre jours après la mise en feu. Il sort par cet évent une famée blanche très-abondante et très-épaisse.

(5) Gaz aspiré à o™,3o de distance du sol, 18 heures avant la Un de la cuisson et dans la même meule que (4). Fumée blanche et épaisse.

(6) Gaz aspiré dans un évent ne produisant plus qu'une fumée peu abondante, bleuâtre et transparente, à o™,6o du sol, 36 heures avant la fin de la cuisson. Cette expérience a été faite sur une autre meule que les deux précédentes.

Les trois expériences 4 ? 5 , 6 , ont été faites ei^ 1 84 1 .

(7) Gaz aspiré dans la même meule que (i), 18 heures après. Les évents sont percés à o™,3o au-dessous de ceux correspondants au gaz (i). Il sort par le trou une fumée blanche peu épaisse. Il est ouvert depuis quatre heures au moment où l'aspiration a eu lieu.

(8) Gaz aspiré cinq heures après le précédent et dans le même évent. La fumée est claire et très-peu abondante. Un thermomètre plongé à o", 10 de profondeur a marqué après 10 minutes aSo degrés.

(9) Gaz aspiré sur la même mçule que le précédent , 24 heures après, et dans un évent qui ne produisait plus

qu'une fumëe très-peu abondante, bleuâtre et presque transparente.

J'ai donné, p. 232, la description exacte de Tappareil dont je me suis servi. La figure qui Taccompagne est rendue plus intelligible encore par Texposé des précautions à prendre pour assurer Texactitude des résultats obtenus. Il m'a donc paru complètement inutile de reporter dans ce Mémoire ces précautions que Texpérience m^avait suggérées, j'ai pensé que leur description serait mieux placée dans le travail mentionné.

Les analyses consignées au tableau de la page i lo ont conduit aux résultats suivants.

Acide carbonique. . . .

Oxyde de carbone..

Acide carbonique.. . .

Oxyde de carbone. . .

La proportion des produits liquides contenus dans lesfbmécs a été déterminée d'une manière peu différente de cdUe

qu'où trouvera décrite plus loin. Oh faisait plonger dans l'évent un bout de tube étroit, long de o"*, lo, qui communiquait avec un tube à chlorure de calcium, long de o",a5. Celui-ci était mis en communication par un tuyau en plomb avec un flacon aspirateur à couche d^huile. Le volume de Teau écoulée permet de calculer celui du gaz correspondant à l'augmentation de poids du tiîbe à chlorure de calcium. J'ai obtenu dans trois expériences :

Eau écoulée ... i*",i20 i**',o8o i**',64o

Différence de niveau o",25 o™,42 o",48

Baromètre o"*,732 o*",732 o"*,73o

Thermomètre 12® i3*» i4°

Gaz ramené à l'état sec, à

o degré et à o'",76o .... o"',992 o*'*,936 i "',4^0 Augmentation du poids du

tube à chlorure o*'>979 i*'iOoo o**",743

ce qui conduit aux nombres suivants :

Produits liquides, sur i litre de gaz sec, à o degré et à

( 1 ) . Event à i mètre du sol , ouvert depuis une heure. Fumée blanche épaisse.

( 2 ) . Gaz pris 45 minutes après le précédent dans un évent placé au même niveau. Fumée blanche , très-abondante.

(3). Gaz aspiré dans un évent à i mètre du sol*, ne donnant plus qu'une fumée bleuâtre et presque iransparentCi La cuisson est fort avancée dans celte partie de la meule.

Pour tirer des résultats qui précèdent quelques conclusions relatives à la théorie de Topéralion , je ferai remar-

quer d'abord que la proportion d'acide carbonique est toujours beaucoup plus considérable que celle de l'oxyde de carbone , et que l'oxygène contenu dans le dernier gaz ne représenterait guère en moyenne que les 0,35 de celui correspondant à l'azote. Il est donc évident déjà que la majeure partie de l'oxygène contenu dans l'air introduit dans la meule passe seulement à l'état d!<acide carbonique. Mais il est facile de prouver, par d'autres considérations , que la totalité de l'oxygène de l'air est transformée en acide carbonique sans mélange d'oxyde de carbone.

Si nous reprenons, en effet, les résultats des analyses, et si nous supposons que tout l'oxygène correspondant à Fazotes'y trouve à l'état d'acide carbonique, nous trouverons en retranchant l'azote et l'acide carbonique correspondant dans chaque analyse , les nombres suivants :

Totaux

Ou sur loo parties :

rô,4

ai,i

TOTACX

Carbonisation en vases clos.

J'ai comparé ces résultats à ceux que donne l'analyse des gaz produits par la carbonisation en vases clos. On a placé dans un cylindre en fonte de 0^,22 de diamètre intérieur sur i™,5o de longueur, 10 kilogr. de bois de rondin scié en bouts de o™,i5 de longueur. Une des bases du cylindre était fermée; l'autre était recouverte d'une plaque de fer munie d'un trou pour laisser sortir les produits de la carbonisation. Le cylindre ainsi préparé a été introduit dans un des fo^s de la tôlerie d'Audîncourt où la température peut s'élever au rouge-cerise. Il s'est dégagé d'abord beaueoap de vapeur d'eau, puis une fumée épaisse et piquante^ et le gaz a fini par s'allumer à l'ouverture ménagée dans la base du cylindre en donnant une flamme bleuâtre. Après une beure et demie , on a retiré le cylindre du four. On a

trouvé 'À^'^ , 5 pour le poids du charbon , en sorte que le bois a rendu 25 pour loo de son poids. Ce cbarbon était en petits fragments, friable et d^une facile combustibilité. Essayé par calcination, il a'perdu 9,4 pour 100 de son poids.

La composition des gaz produits a été déterminée de la même manière que dans la carbonisation en meules. Le gaz était aspiré au moyen d'iln tube plongeant de i décimètre dans le cylindre. Deux expériences ont donné :

Gax pour l 'analyse 1 . 44o**^ i . 1 76* *

Baromètre o",756 0^,735

Thermomètre i5**,5 i4®

Gai ramené à o degré et à o" , 760 . . 1.317" ' • 080*"*=

Acide carbonique ' > ^ 7 ï 626

Produits / Eau o^^i'jg o«%386

delà < Acide carbonique. .. . o^,g6o o^,533

combustion. ( Oxygène..*.' o^ySz'j ©«'jSSô

( I o) Le gaz est aspire une demi-heure après Tintroduction du cylindre dans le four. Il sort par. Forificc une fumée Uanche, épaisse, irritante et non inflammable. Une grande quantité d'eau et do goudix>n se condense dans les tubes d^aspiration.

(t i) Gaz aspiré i** 20"* après le commencement de la carbonisation. Le gaz sortant du cylindre brûle spontanément à fait avec une flamme bleue ^ mais il est encore opaque et blanc dans le flacon aspirateur, par suite ^ de la présence dTune certaine quantité de vapeurs huileuses.

Les résultats de ces expériences confirment la composition suivaulo .

Acide carbonique 44^9 ^t^j

Oxyde de carbone 36,8

Hyvirogène 16,8 44?^

Atotie et perte i ^5 1 ,7

Dans* rexpérience (lo), il y a un peu plus d'oxygène absorbe par la combustioti qa*il n'en faudrait pour faire de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène. Cela tient probablement à ce qu'un peu de vapeur huileuse a échappé à la ponce sulfurique. Les nombres obtenus dans toutes les analyses faites sur les gaz de la carbonisation en meules portent à conclure cpi'il n'y a dans les gaz permanents de la distillation du bois que de l'hydrogène sans mélange d'hydrogène carboné.

J'ai déterminé la proportion des produits liquides de la distillation dans une seule expérience faite immédiatement après l'aspiration du gaz (ii) et j'ai obtenu :

Gaz aspiré. o*'%75o

Différence de niveau o"* ,20

Baromètre. .... ! .... 0^,736

Thermomètre

Gaz sec à o degré et à b" , 760. . . o*»' , 665 Produits liquides condensés. . . . i^^ ,S']o

Ce qui donne les résultats suivants :

Produits liquides sur i litre de gaz sec,

. ramené à o degré et à o'°,76o.. . • . . . a«',8i2

Cette proportion de produits liquides correspond au commencement de la distillation.

Si l'on compare les nombres qui viennent d'être obtenus avec ceux trouvés plus haut pour la carbonisation en meules, on verra se confirmer le résultat que j'ai annoncé relativement à la manière dont l'oxygène de l'air agit sur le combustible. En retranchant comme nous l'avons fait, dans chaque analyse, l'azote et l'acide carbonique correspondant, le reste représente la composition des gaz produits par distillation et donne des nombres qui se rapprochent beaucoup de ceux de la distillation en vases clos. On voit, dans les deux cas, la proportion de l'hydrogène augmenter beaucoup à la fin de la distillation, en même temps que

r acide carbonique et l'oxyde de carbone diminuent. Je ferai remarquer ici qu^il y a identité entre la composition des gaz produits à la fin de la distillation en vases clos (i i) et les résultats des expériences (8) et (9), faites sur les gaz qui indiquent F achèvement de la carbonisation dans la partie de la meule d'où ils se d^agent. L'analogie est moins complète entre les résultats de l'expérience (10) et ceux qui correspondent aux fumées blanches et épaisses dans la carbonisation en meules des expériences (1)4(7). La différence entre les résultats (1) à (7) et ceux des expériences (8) et (9) estbeaucoup moindre qu'entre ceux des expériences (10) et (i i). Cela tient sans doute à ce que les produits qui se d^agent au moment de l'ouverture des évents ne correspondent pas int%ralement à du bois dont la distillation commence, mais bien à un combustible dont le d^ré d'altération est variable. L'apparition des fiimées claires mdicpe au contraire que l'air ne traverse plus qu^un cotnbnstible de composition uniforme, et les résultats de la distillation doivent alors être bien comparables à ceux obteniis dans la même période de la carbonisation en vases dos.

Les proportions respectives d'acide cailioniqiie, dPoxyde de carbone et d'hydrc^ne dans les gaz de la cailMmisatîon en vases clos, étant à très-peu près les mêmes qne dans les gaz de la carbonisation en meules, après la soustracâon de Tasote et de Tacide carbonique correspondant, nous pouvons tirer de ce fait les deux oondusions suivantes, qui me paraissent fondamentales pour la théorie de Topération.

i*^. L^oxTgène de Fair qui pénètre dans la meule par les évaats d'admission, se change comfJétemoit en acide car* bonique ^ sans mélange d^asjée de carbone.

a^. L'oxygène de Tair se porte en entier sur le charbon Aé^ formé et $<mi action est nulle sur les produits de la distillation du bois^ en sorte que cdle-ci s^c^ère de la même manière qu'en vases dos.

Ces deux pi iucipe$ . une fois posés, nous permettent d'ap-

précîer assez netlement ce qui se passe dans la carbonisa* tion en meules. Nous avons vu qu'on allumait la meule par le centre et que Von conduisait Topération en perçant des évents du sommet à la base du cône. La carbonisation s'o* père donc du haut en bas , et du centre à la circonférence. La surface de séparation entre le charbon déjà formé et le bois me parait être celle d'un tronc de cône renversé dont Taxe serait le même que celui de la meule, et dont l'angle irait constamment en augmentant à mesure que la carbonisation s'approcherait de la base de la meule. Cette manière de concevoir la marche de l'opération me parait s'accorder en tous points avec les résultats des analyses qui précèdent et avec les circonstances que présente la carbonisation. En effet, pour concevoir que l'oxygène de Fair se change seulement en acide carbonique, il faut nécessairement admettre que l'air ne traverse pas une épaisseur un peu considérable de charbon incandescent, et qu'ainsi la * combustion dit charbon s'opère constamment à la surface de séparation entre le charbon produit et le bois incomplètement carbonisé. Le refroidissement dû à l'absorption de chaleur latente produite par la distillation du bois s'oppose à ce que Tacide carbonique, premier produit de la eombiistiony puisse se changer en oxyde de carbone, car on sait que cette transformation a besoin, pour s'effectuer, d'une température élevée.

n est facile de concevoir comment l'air doit constamment circuler entre le charbon déjà formé et le bois incomplètement carbonisé. Cette surface de séparation correspond évidemment au maximum de vide qui existe dans la meule. Le tassement qui s'opère pendant la carbonisation est produit par l'affaissement et la rupture du charbon qui, nne fois formé, n'est plus assez résistant pour supporter le poids de la partie supérieure de la meule. D'un autre côté, le bois en se carbonisant éprouve une forte contraction. On conçoit donc comment il doit y avoir une grande solution

( lao )

de continuité entre le charbon et le bois incomj^tement carbonisé, mais encore assez résistant pour ne pas se briser* Il est donc tout naturel que le tirage s'établisse le long de cette surface de séparation. Je dois aussi faire remarquer que les évents de d^agement cessent de donner des gaz, quand la carbonisation est achevée dans la partie de la meule qui leur correspond, sans que le charbonnier soit obligé de les boucher, et ce fait prouve bien que le charbon une fois formé e( ayant pris son tassement, n'est plus guère perméable 9u coiu*ant de gaz.

On peut comparer ce qui se passe dans la carbonisation eu meules avec le résultat qu'on obtient lorsqu'on transforme complètement Toxygène de Tair en oxyde de carboue et que la chaleur sensible conservée par le courant de gaz sert pour carboniser le bois. Ceci a lieo lorsqu'on injecte de Tair forcé dans un petit fourneau à cuve alimenté par du bois en nature. On verra plus loin, dans un autre Mémoire^ les détails de cette expérience qui m'a permis de tirer cette conclusion : La quaniiié de chaleur absorbée par la iisiillaiioH ia bois sitmplewÊemi dessédié à tair est d irès-pem près égale d celle déreloppée par la trmmsfmmmiiom em oxfde de carbone dm carbone prodmii par cette distittaHom.

Je rappellerai ici que la température des gaz et des Tapeurs« à leur sortie du génératcnr, n était que de 1^5 degrés, et que 1 on avait consommé 17,5 dediaibon passé i l état d'oxyde de carbone pour distiller 100 parties de bois ei expulser 8a«5 de principes Tolatilsy ou de duurbon pour 100 parties de matières volatiles.

IVHir comparer ces résultais avec ceux de la carbonisatioa en meuWs^ je ferai remarquer que la moyenne de la coHipoiùliiMDi des ^az des évents ne cone^pondra pas à la Moyeone de toutes mes expériences^ parce que la fumée hleoàue et presque transpaiente qui correspond aux analysips|0)i« |^7li« |SK i(9)'esi irès-pe« ahnawbute et ne se dé- |:;a(<e q«e pemUnt pem de tCHiprs. Ou $e uovicva beuncoiip

plus prèf de la vérité eu pi'enaut la moyeune des expérieuces (i) à (5) qui correspondent à un dégagement de vapeurs abondant et soutenu régulièrement pendant un long espace de temps. Si Fou prend cette moyenne et celle des expériences (i) et (a) pour la proportion des produits liquides , on trouve :

Acide carbonique. . ... 26,74

Oxyde de carbone 10,02

Hydrogène. 9>9^

Azote 53,32

Produits liquides sur 1 litre de gaz. 1*^,027

En retranchant l'azote et l'acide carbonique correspondant, ou trouvera sur i litre de gaz ;

Azote o"*,5332

Adde carbonique. o"*,i4oo contenant carbone. o«%0756 o»S6732

Produits ( Acide carbonique. . . o***,i274 poids o«',252 delà < Oxyde de carbone . . o^'',ioo2 «> o«'",i24 distillation. ( Hydrogène 0*^,0992 » o^^oog

oiiS3268

Poids des gaz o^^SSS

Produits liquides o*'",o27

Total des matières expulsées par distillation . 1 ,4 1 2

Pour expulser i gramme de matières volatiles, on a donc consommé dans la carbonisation en meules oS',o535 de carbone, c'est-à-dire les 0,^52 seulement de la quantité consommée lorscju'on emploie la chaleur sensible de Toxyde de carbone pour carboniser le bois. En déduisant ce coefficient des expériences de Dulong sur les chaleurs de combustion, on trouverait 0,20, puisque les quantités de chaleur dégagées par la formation de l'oxyde de carbone et de Vacide carbonique, au moyen de la même quantité de car-

bone, sont dans le rapport de i à 5. Mais il faut noter que la chaleur sensible des gaz et des vapeurs qui se dégagent des évents des meules s'est toujours trouvée comprise entre 280 et 260 degrés, tandis que, dans le fourneau à cuve, la température des gaz n'était que de 126 degrés à leur sortie de l'appareil. On doit remarquer aussi que la composition chimique des produits de la distillation n'est pas tout à fait la même dans les deux cas , puisque le résidu de charbon qu'elle fournit est bien moindre dans le fourneau à tuyère que dans la carbonisation en meules. Mais l'accord est bien satisfaisant et l'on peut en conclure que, par la comparaison des résultats de la carbonisation en meules avec ceux obtenus par la combustion du bois dans un fourneau à cuve, on serait arrivé directement à la démonstration de ce fait, que l'acide carbonique absorbe une grande quantité de chaleur latente en se transformant en oxyde de carbone.

En comparant la composition des produits de la distillation dans les deux cas , lorsqu'on opère en meules ou dans le fourneau à cuve , on trouve , ainsi qu'on le verra plus loin :

Produits de la

Produits de la distilla-

distillation

tion dans io four-

en meules.

neau h cuve.

Acide carbonique. . . .

Oxyde de carbone. . .

Poids du litre

Produits liquides sur

I litre de gaz sec. . .

La différence qu'on observe entre la composition des deux gaz tient à deux causes principales : i** à ce que, dans le petit fourneau à cuve, l'analyse représente la composition des produits volatils qu'abandonne le bois pour se trans-

former en charbon pur, tandis que dans les meules on laisse dans le charbon lo à 1 2 pour 100 de matières volatiles à peu près entièrement gazeuses et dans lesquelles F hydrogène est très-dominant ; i ce que la distillation s* opérant plus rapidement dans le petit fourneau à cuve que dans les meules ou en vases clos, il y a moins de charbon produit et moins de matières volatiles liquides dans les produits de la distillation.

Pious venons de voir que dans la carbonisation en meules la proportion de charbon consommée était de os%0756pour i*%4i^d^ Produits volatils (i). Si Ton admet que la quantité de charbon formée par distillation soit les a5 pour 100 du poids du bois , comme on l'a trouvé par la carbonisation en vases clos , il est facile d'en déduire que , sur a5 de charbon produit, il s'en brûle postérieurement à la distillation 4 parties, en sorte que Topération devrait donner 21 parties de charbon pour 100 parties de bois.

Nous pouvons déterminer la caloricité moyenne des produits de la distillation. En effet, pour o^'^^oySG de carbone passé à l'état d'acide carbonique, il y a 55o unités de chaleur dégagées, et comme le poids total des produits de la distillation est de i8'',4i2, il en résulte que pour i gramme de matières volatiles , il y a eu 889 unités de chaleur absorbées. Cette quantité de chaleur est notablement plus forte que celle trouvée pour les produits de la distillation dans le fourneau à cuve, et cette différence tient sans doute aux mêmes causes que les différences observées dans la composition des gaz.

Il est facile de concevoir comment, dans la carbonisation

^ (1) J'aî aufiposé, dans tout ce qui précède, que l'oxygène de l'aîr ne fournit que de Facide carbonique; comme son action s'exerce sur du charbon formé qui retient encore une proportion notable d'hydrogène et d'oxygène , il est probable que la réaction n'est pas tout à fait aussi simple qoejeTai considérée; mais cela ne change en rien les conséquences que j'ai <lédaites de mes expériences.

en meules, Toxygène de l'air doit se porter sur le charbon déjà formé plutôt que sur les produits de.la distillation. Les gaz sont accompagnés d^uiie proportion trop cônsidérable de vapeurs peu ou point combustibles et dont le calorique spécifique est trop fort pour que leur inflammation soit facile. Nous avons vu, dans la carbonisation en vases clos, que les gaz ne devenaient combustibles que pendant la dernière période de la distillation. On sait aussi que le charbon de bois devient plus combustible par une calcination ménagée. Tous ces faits sont bien d^acord avec les résultats que j'ai tirés de mes expériences.

La distillation lente dubois produit , comme on sait , et toutes choses égales d*ailleurs , une proportion de charbon bien plus grande que la distillation rapide. Celle-ci fournit une proportion de charbon d'autant plus grande, jusqu'à une certaine limite, que la quantité de bois soumise à l'expérience est plus considérable; enfin, on sait que la dessiccation préalable du bois permet d'obtenir une proportion de charbon plus forte que celle qu'on pourrait retirer du bois vert. Ces résultats me paraissent faciles à expliquer. Chacun des principes organiques immédiats qui entrent dans la composition du bois éprouve, à un certain degré de température , une altération d'où résulte un produit pyrogéné fixe, un produit pyrogéné volatil et un dégagement de gaz provenant de la combustion d'une partie du carbone et de Thydrogène par l'oxygène contenu dans le bois. Pour chaque température il s'établit un certain équilibre; à une température plus élevée, l'équilibre est détruit de nouveau , et il y a formation de nouveaux produits pyrogénés , les uns fixes , les autres volatils , jusqu'à ce qu'enfin il ne reste plus que du charbon pur. Si nous opérons à une température bien graduée et maintenue constante pendant un temps suffisant, chacune de ces modifications dans l'état des composés organiques pourra avoir lieu jusqu'au centre du morceau de bois , de façon à produire un nouvel agrégat

homogène, et sans qu il y ait réaction entre les produits de la distillation qui viennent du centre du morceau sur les produits fixes qui se trouvent à la surface. Si, au contraire, le combustible est placé dans un milieu entretenu à une température très-élevée, comme cela a lieu dans la carbonisation rapide, il arrivera que les couches extérieures du bois seront à un état d'altération très-avancé lorsque le centre sera encore à l'état naturel. II pourra donc y avoir réaction entre les produits de la distillation venant du centre sur le charbon déjà formé à la surface et qui se trouve maintenu par le rayonnement des parois du vase à une température élevée. Cette réaction donnera lieu à des gaz hydrogène , acide carbonique et oxyde de carbone , et à une perte correspondante sur le charbon. Les différences qu'on observe dans le rendement que donne la distillation du bois , dans différentes circonstances , me paraissent devoir être attribuées à ce que les produits primitifs de cette distillation , qui sont les mêmes dans tous les cas , réagissent plus ou moins, en raison de la température du milieu ambiant, sur le charbon déjà formé. Cette circonstance ne permet pas , quant à présent , de tirer de la composition des gaz de la carbonisation en vases clos quelques conséquences théoriques sur leur mode de production. Le seul résultat qui puisse en être déduit parait être que la proportion d'bydrogène libre dans les gaz est beaucoup plus considérable à la fin de la distillation que dans le commencement, tandis que les proportions respectives d'acide carbonique et d'oxyde de carbone n'éprouvent pas de changements notables. Le même fait peut se constater sur les gaz de la distillation en meides, saiif quelques anomalies.

L'explication de la conduite de l'opération dans les diverses méthodes de carbonisation en tas où Ton sacrifie une partie du combustible pour distiller l'autre, me paraît pouvoir se déduire sans difficulté des deux conséquences principales que j* ai tirées de mes expériences. Ainsi il faut que

Tair destiné à la combustion entre constamment dans le tas à la séparation entre le charbon formé et le bois incomplètement distillé, pour éviter que son oxygène ne passe en partie à l'état d'oxyde de carbone. De là la nécessité d'empêcher qu'il ne reste des vides au centre de la meule.

On peut s'assurer que toutes les circonstances de la carbonisation en meules couchées suivie en Autriche (i) s'expliquent, d'après les considérations qui précèdent, avec plus de facilité encore que celles de la carbonisation en meules suivant la méthode ordinaire. Dans ce procédé , on fait marcher la carbonisation de l'avant à l'arrière de la meule, qui se trouve disposée sur une base rectangulaire allongée et de façon à ce que sa section par un plan vertical parallèle aux longs côtés du rectangle présente presque un triangle rectangle. On allume le feu à la partie extérieure de la meule qui est la plus basse , et l'on ouvre les évents en s' avançant vers l'autre extrémité. Une fiimée d'un bleu clair annonce la fin de la carbonisation dans cetle partie de la meule. On retire déjà du charbon à la partie antérieure, lorsque le lieu de la distillation se trouve à 2 ou 3 mètres de distance. Je n'entrerai pas ici dans de plus grands détails sur cette opération. Je ferai seulement remarquer que là le charbon se trouve formé d'abord à la partie antérieure et au sommet de la meule , c'est-à-dire dans les parties extérieures, tandis que, dans les meules françaises, le charbon formé se trouve enveloppé par du bois non carbonisé. Il est facile de concevoir que cetle dernière disposition est bien plus favorable que celle des meules couchées pour éviter la perte de chaleur due au rayonnement de l'enceinte , et surtout pour dépouiller le mieux possible de la chaleur développée les produits de la combustion du charbon par Fair.

Je dois , en terminant , appliquer les résultats obtenus

(i) Voyez le Mémoire de MM. Foy, Harlc et Gruner, Annales des Mines, t. VII , p. 3; 3* série; et le Mémoire àe M, Gruner, t. XIll, p. SgS.

dans ce Mémoire à rexamen d^un problème quW se pro« pose depuis quelques années , la fabrication en forêt du bois torréfié ou charbon roux. Il me parait bien difficile d'arriver, sous ce rapport, à un procédé prati([ue, en opérant à peu près de la même manière que dans la carbonisation en meules. Pour qu'il en fût ainsi , il faudrait qu'il n'y eût pas de charbon formé dans l'intérieur de la meule et que Toxygène de l'air pût brûler les produits de la distillation du bois. Or l'expérience nous prouve que l'oxygène se porte au contraire en entier sur un combustible ne contenant plus que peu de parties volatiles. La température développée par cette combustion va constamment en s'abaissant à mesure que le courant de gaz brûlé se rapproche de la surface de la meule en se chargeant des produits de la distillation du bois. La température est donc nécessairement très- variable, et de là la difficulté d'obtenir un combustible homogène. Pour avoir du charbon roux dans la plus grande partie de la meule , il faudrait que la température des gaz en contact avec le bois ne dépassât pas une certaine limite, et ce résultat me parait bien difficile à réaliser dans tous les procédés, quels qu'ils soient, ou la distillation s'opérera par la chaleur de' combustion d'une partie du charbon brûlé.

Le procédé de M. Echement , qui a été décrit par M. Sauvage (i), est fondé sur un tout autre principe. H consiste à projeter au milieu de la masse du bois les produits de la combustion du bois menu, de branchages, opérée dans un foyer en dehors de la meule au moyen d'un courant d'air forcé. M. Sauvage a calculé que la quantité d'air projeté par le ventilateur employé était cinq fois plus considérable que celle nécessaire pour la combustion du bois. L^rs produits de cette combustion, renfermant beaucoup d'air en excès , suivent un long canal sur lequel le Ixiis est empilé

(i) ÀmfUihrtdcs Uimes, t. XVII!, p. lî;:

eu forme de voûte , et s'échappent ensuite de toute la" surface de la meule , recouverte comme à l'ordinaire par une couche de terre et de fraisil. On cherche ici à éviter l'inflammation du bois contenu dans la meule. Il fallait pour cela que le courant de gaz et d'air non brûlé qui la traverse n'eût pas une température trop ^evée. C'est le résultat auquel on arrive en augmentant beaucoup la masse d'air par rapport aux produits de la combustion. U est évident que plus leur température sera basse , plus leur masse sera considérable, et plus il y aura d'homogénéité dans la nature du combustible obtenu. Mais on conçoit qu'on ne pourra : pas atteindre ce résultat d'une manière absolue, et que le bois placé près du conduit sera toujours à un état plus avancé d'altération que dans la partie supérieure et surtout à la base de la meule.

^ Quant aux modifications à introduire dans le procédé

actuel de la carbonisation en meules , il est clair que si l'on parvenait à produire la chaleur et l'acide carbonique au moyen de combustibles ayant peu de valeur, conmie du menu bois ou du menu charbon, on réaliserait ainsi une amélioration importante. Le procédé de Marcus Bull qui remplissait les vides laissés dans le dressage des meules par du menu charbon, du fraisil, et qui obtenait ainsi un plus fort rendement, parait fondé sur le principe théorique que je viens d'énoncer.

Résumé.

Les principales* conclusions qu'il est permis de tirer de ce travail sont les suivantes.

1^. En comparant la composition des gaz qui s'échappent des évents pratiqués à la surface des meules de carbonisation avec celles des gaz produits dans la carbonisation du bois envases clos, on arrive à reconnaître : i^que l'oxygène de l'air introduit dans la meule par les évents d'admission se clrange complètement en acide carbonique sans mélange

d'oxyde de carbone; 2^ que cette combustion a lieu sur du charbon déjà formé et non sur les produits de la distillation du bois.

Q?, La comparaison des résultats de la carbonisation du bois en meules avec ceux qu'on obtient en transformant le charbon en oxyde de carbone au lieu d'acide carbonique , fournit une vérification directe de ce fait, que Tacide carbonique absorbe une grande quantité de chaleur, en se changeant en oxyde de carbone.

3^. La carbonisation s'opère dans la meule du haut en bas et du centre à la circonférence. La surface de séparation entre le charbon formé et le bois incomplètement carbonisé , paraît être celle d'un tronc de cône renversé , ayant le même axe et la même hauteur que la meule , mais dont l'angle irait constamment en augmentant à mesure que la carbonisation s'approche de la base.

4®. On ne peut guère admettre qu'on puisse arriver à fabriquer du bois torréfié ou charbon roux par un procédé analogue à celui de la carbonisation en meules , en raison de la manière dont la combustion a nécessairement lieu dans l'intérieur des tas.

5^. L'emploi de combustibles sans valeur, conmie le menu bois ou le menu charbon , parait être le meilleur moyen d'augmenter le produit des meules de carbonisation.

Notice sur une expérience relative à la carbonisation du bois en meules.

Les expériences dont j'ai donné les résultats, dans le Mémoire précédent (p. 109), sur la composition des gaz qui se produisent dans la carbonisation du bois en meules

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et en vases clos, avaient condoît à quelques conclusions relatives à la manière dont se propage la carbonisation dans Tîntérieur des meules. Dans le but de vérifier si ces conclusions étaient exactes, M. Boulart, directeur des usines à la compagnie d' Audincourt , a bien voulu , sur ma demande , faire exécuter une expérience directe. Après avoir monté et mis en feu une meule de carbonisation, suivant la méthode ordinaire, on l'a découverte vers le milieu de l'opération, afin de juger de quelle manière la carbonisation ^'était propagée dans son intérieur. Je vais indiquer avec quelques détails les circonstances de rexpérience et les résultats obtenus.

On a construit sur une aire tout à fait plane une meule renfermant 3o stères de bois , qui a été montée d'après le procédé ordinaire des forêts. Le bois à carboniser était d'cFsences mêlées, chêne, hêtre et sapin principalement, et avait été scié en bûches de 0^,70 de longueur. On avait réservé au centre de la meule, et sur toute sa hauteur, une cheminée de o"*,25 de diamètre, autour de laquelle le bois a été rangé circulairement sur trois étages , les grosses bûches au centre , et le menu bois à Textérieur. La meule avait 7 mètres de diamètre et 2 mètres environ de hauteur. On l'a recouverte, comme à l'ordinaire, de terre et de fraisil sur toute sa surface , et mise en feu le 17 octobre i844 9 matin , en projetant du charbon allumé par la cheminée. On a laissé celle-ci découverte pendant quelques heures. Des évents pratiqués à la base sur tout le pourtour de la meule, et qui sont restés ouverts pendant toute la éxitée de l'opération, servaient à Tintroduction de l'air qui alimentait la combustion. Quand la meule a été suffisamment allumée, on a fermé la cheminée, après l'avoir remplie de menu bois, et on a laissé le tout en repos jusqu'au soir, époque à laquelle on a découvert le haut de la meule pour remplir, avec de la braise, le vide qui s'était formé dans la cheminée. La même opération a été répétée le 18 au matin.

Dans le courant de cette journée , on a commencé a percer des évents de dégagement dans la couverture de la meule et tout près du sommet. La fumée qui en sortait aussitôt après leur ouverture était blanche, épaisse et fort abondante. Âprès quelques heures , la fumée devenait bleuâtre , presque transparente et fort peu coiisid érable, et le charbonnier perçait alors de nouveaux évents à 20 ou 25 centimètres au-dessous du plan des précédents.

Le 19 octobre au soir, le plan des évents de dégagement étant à i™,20 au-dessus du sol , on a enlevé une moitié de la meule. Cette opération a été assez pénible, en raison de Tabondance de la fumée-, le bois et le charbon embrasés ont été éteints avec de Teau.

Fig. I.

La fig. i montre la répartition du bois et du charbon dans l'intérieur de la meule. Le charbon était contenu tout entier dans le volume qui serait engendré par la surfaœ ARSP, tournant autour de l'axe RS. C'est à peu près un tronc de cône renversé, dont la petite base, qui se trouvait sur le 3ol , avait seulement o™,4o de rayon. Toute la partie de la meule qui serait engendrée par la révolution du triangle APH autour de l'axe RS, était formée par du bois non altéré. L'extérieur des bûches était seulement noirci par du goudron, et toutes avaient une forte odeur empyreumatique 5 mais en entamant le bois avec une scie , il était facile de reconnaître , à son aspect seul , qu'il n'avait pas même éprouvé de commencement de dessiccation . Toute

la partie centrale de la meule ARSP était du charbon , et la majeure partie de celui-ci était en morceaux placés irrégulièrement les uns sur les autres, comme dans un tas de charbon, sans aucune liaison avec le bois qui formait la partie extérieure de la meule. Il n'y avait que la partie de la meule correspondante au triangle ABC et à Fespace compris entre la génératrice du cône AP et la ligne parallèle DE, où le charbon, déjà formé sur chaque bûche, restait attaché à celle-ci. La distance entre DE et AP était de lo à 1 5 centimètres. Sur chacune des bûches qui se trouvaient atteintes par la génératrice du cône AP, on peut observer le passage du charbon parfait au bois non altéré ; 7 à 8 centimètres de bois bruni séparent le charbon noir du bois à Tétat normal. La partie de la bûcbe qui est charbonnée a subi un retrait fort notable , en sorte que chaque bûche parait avoir été amincie vers son extrémité.

Voici les résultats de quelques essais faits par calcination rapide , au creuset de platine , sur les produits obtenus dans Texpérience que je viens de décrire.

i^. Charbon de hêtre pris dans l'intérieur de la masse formée de fragments irréguliers de charbon.

Charbon 78,8

Matières volatiles combustibles i3,2

Eau hygrométrique 6,0

Cendres calcinées 2,0

2°. Bûche de chêne de o", 10 de diamètre et de o^^yo de longueur. Cette bûche était encore entière. L'extrémité supérieure était charbonnée sur o™, 10 environ de longueur; il y avait à peu près 8 centimètres dct bois bruni, et le reste de la bûche avait conservé sa couleur primitive. L'écorce était parfaitement intacte. On reconnaissait facilement que la bûche n'avait pas été brisée à son extrémité supérieure, qui se trouvait limitée dans Fespace compris entre AP et DE. Tai essayé séparément, la

partie charbonnée; 2^ le bois bruni ;-3^1è bois avec sa couleur primitive. J*ai obtenu :