C«H^O*" = 2 C*H^ + 5 CO» + 3 CH* + 2 H
L'examen microscopique des bogheads et des cannel-coals a fourni à B. Renault [4, 8] et à C. Eg. Bertrand [5, 6, 9, 10] des résultats d'une importance capitale, qui permettent de différencier ces deux catégories de combustibles minéraux par la nature de leurs éléments organiques et qui jettent un jour tout nouveau sur leur origine. Plusieurs des résultats auxquels sont arrivés ces deux auteurs avaient d'ailleurs été déjà entrevus dix ans auparavant par C. W. v. Gumbel [1].
Les bogheads de toute provenance, d'âge carbonifère ou permien, sont constitués en grande partie par des thalles d'Algues, noyés dans une masse brune de nature humique, qui a moulé tous les éléments d'origine végétale. Les cannels renferment beaucoup moins d'Algues et sont constitués en majeure partie, voire en totalité, par des sporan^^-es et des spores de Cryptogames vasculaires et par des grains de pollen de Gymnospermes, noyés également dans une masse fondamentale humique.
Le boghead d'Autun est caractérisé par la prédominance presque exclusive d'une Algue à laquelle on a donné le nom de Pila bibractensis. Le boghead d'Ecosse ou « torbanite » est constitué par une autre espèce du même genre. Pila scotica. Le « Kérosène shale » d'Australie est un boghead qui renferme une autre Algue, Reinschia australis. Le boghead d'Ermels, au Transvaal, est formé par des thalles de Reinschia capmsis.
Les thalles de ces différentes espèces sont constitués par de la
gélose ; aussi Eg. Bertrand déslgne-t-il les bogheads par les dénominations de charbons géhsiques ou charbons d'Algues. Pour cet auteur les Algues du boghead, analogues aux « fleurs d*eau » des lacs actuels, auraient pullulé à certains moments et auraient donné naissance, aux basses eaux, à la matière gélosique, qui est la matière essentielle des charbons d'Algues. Du bitume aurait pénétré ultérieurement dans la masse et aurait permis la conservation des thalles. Il constituerait ainsi un moyen de fossilisation.
B. Renault arrive, par des études parallèles à celles de C. Eg. Bertrand, à une interprétation qui paraît bien plus vraisemblable, car on ne conçoit pas bien quelle serait Torigine de ce bitume qui serait venu imprégner ultérieurement la masse gélosique.
Pour B. Renault la masse fondamentale moulant tous les restes organisés des bogheads et des cannels est le résultat d'une macération microbienne, qui a transformé la gélose et la cellulose en une substance amorphe moulant et pénétrant ce qui n*a pas été complètement dissous. Et, en effet, les Microcoques se rencontrent en abondance aussi bien dans ces débris que dans la matière fondamentale des bogheads. B. Renault leur a donné le nom de Micrococcus petrolei. Les cannels renfermeraient en outre des Champignons microscopiques, qui auraient collaboré avec les Bactériacées à la destruction des éléments organiques.
Quoi qu'il en soit de ces interprétations, il semble dès à présent acquis que les bogheads et les cannels résultent de la décomposition sur place d'organismes végétaux, qui ont vécu dans des lacs à la manière des fleurs d'eau, ou qui y ont été entraînés par le vent, comme aujourd'hui les pluies de pollen, souvent prises pour des pluies de soufre.
Les charbons humiques de C. Eg. Bertrand ne sont autre chose que les schistes bitumineux dont il a été question plus haut. Le même auteur appelle charbons de purins des schistes dans lesquels abondent les excréments fossiles ou coprolilhes, transformés en matière charbonneuse. Il y aurait là encore, d'après Bertrand, une imprégnation ultérieure de substances bitumineuses [6, 9].
Houilles. — Les houilles sont des combustibles minéraux qui renferment de 75 à 90 "/„ de carbone pur. Leur teneur en oxygène et en hydrogène est sujette aux plus grandes variations, de même que le résidu de cendres à la combustion, qui tient surtout à la présence de quantités variables de pyrite de fer.
Par distillation, les houilles donnent naissance à un mélange de
carbures d'hydrogène, d'hydrogène et de divers autres gaz. C'est par l'épuration de ces produits que Ton obtient le gaz d'éclairage. Le résidu solide de la distillation constitue le coke.
Les hydrocarbures ne préexistent pas dans les houilles, car on n'arrive pas à les en extraire au moyen de leurs dissolvants habituels, la benzine ou l'éther.
Les quantités d'hydrocarbures produits par la distillation varient suivant la catégorie du combustible. On distingue des houilles sèches, qui donnent de grandes quantités de gaz, brûlent avec beaucoup de flamme et de fumée et contiennent de 75 à 80 ^/^ de carbone; des houilles grasses, encore riches en produits volatils et renfermant de 80 à 90 ^/^ de carbone; des houilles demi-grasses y brûlant avec une flamme courte et possédant un pouvoir calorifique très élevé; des houilles maigres, donnant à la combustion un coke pulvérulent, brûlant sans fumée et renfermant de 90 à 93 7o ^^ carbone. Les anthracites sont encore plus riches en carbone et ne donnent pour ainsi dire pas de gaz à la distillation; il en sera question plus tard.
Ces variétés, basées sur les caractères de la combustion et sur la teneur en carbone, correspondent à des aspects physiques particuliers : variations dans l'éclat, division en feuillets ou en prismes de dimensions variées, homogénéité ou hétérogénéité, etc.
Formation de la houille. — La présence d'empreintes végétales nombreuses dans les couches schisteuses ou gréseuses qui accompagnent la houille; l'existence, dans la houille même, de parties montrant une structure organisée ; la composition chimique sinon identique, du moins analogue à celle de la cellulose, avaient fait supposer depuis longtemps que la houille est constituée par une accumulation de débris végétaux ayant vécu à une époque géologique déterminée, que l'on avait appelée carbonifère, ou houillère, ou encore anthracolithique. Depuis l'emploi du microscope à l'étude des plaques minces de roches, on possède des données plus précises. Certaines houilles peuvent être examinées par transparence et l'on peut y reconnaître facilement la nature des tissus. D'autres se présentent sous un aspect absolument opaque, mais, en employant une méthode imaginée par Schulze et perfectionnée par Gûmbel [1], on arrive à les débarrasser des substances qui en masquent la structure. On traite la houille par un mélange de chlorate de potasse et d'acide azotique, qui dissout les matières humiques et ulmiques dont les tissus sont imprégnés.
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Au point de vue chimique, l'étude des houilles présente encore bien des points obscurs; mais, grâce aux travaux de Grand'Eury, de B. Renault, de Zeiller, de Potonié, leur étude botanique est plus avancée aujourd'hui, et l'on sait quels sont les Végétaux qui prennent part à leur formation. Il est bien établi que les feuilles, troncs, racines, fructifications qui la constituent appartiennent aux espèces mêmes dont les empreintes se rencontrent dans les couches voisines.
La perfection avec laquelle les tissus végétaux ont été souvent conservés exclut entièrement l'ancienne hypothèse d'après laquelle les débris de plantes auraient été injectés de bitume originaire des profondeurs de la terre. La « houillification » est le résultat de transformations faites sur place, sans l'apport de matières étrangères. Elle s'est opérée avec une certaine rapidité, car on a trouvé, à divers niveaux du terrain Houiller, des galets de houille^ c'est-à-dire des fragments de houille roulés, empruntés à des dépôts carbonifères un peu plus anciens. Elle est accompagnée d'une diminution de volume, due à la compression que les couches supérieures ont exercée sur celles qui renferment les débris végétaux et démontrée par la comparaison de l'épaisseur de troncs houillifiés avec celle de troncs sîlicifiés appartenant aux mêmes espèces.
La transformation des Végétaux en houille est certainement due à des actions comparables à celles qui donnent naissance à la tourbe, aux lignites, aux bogheads, etc. Elle est le résultat d'une macération dans l'eau et ce phénomène semble dû à des actions microbiennes. En effet, B. Renault a signalé dans certaines houilles [7, 8] des microorganismes qu'il a décrits comme Bacilhis, comme Micrococcus, comme filaments de Champignons saprophytes.
En se transformant en houille, la cellulose abandonne de l'hydrogène et de l'oxygène sous la forme de méthane, d'acide carbonique et d'eau et le produit solide représente le 1/5 du poids primitif. Voici comment B. Renault formule la réaction, C^H^O exprimant la composition de la houille :
