CHARBON DE BOIS

drogéne, et de moins en moins riches en oxîgène, et que ces gaz contiennent constamment à peu près la même quantité de carbone , environ la moitié de leur poids.

Résultats analytiques et calorifiques. — Nous donnons , dans les deux tableaux suîvans , le rc^sultat de l'analyse îmmtîdiate et de Fessai par la litharge, de différentes espèces de charbons. Le premier de ces tableaux se rapporte à des charbons de Picardie , transporte's par terre et pris sur le marché de Paris, et au charbon marchand de Choisy. Le second, à divers charbons que l'on a enfermés dans des bouteilles bien bouchées ,- pendant qu'ils étaient encore chauds, et que l'on a, par ce moyen , préservés du contact de l'air avant de les examiner.

F.pioe.

Peo plier.

ÉraUe.

Frc-ae.

Tremble.

Foaio.

De

Cboivy.

Chaii>on

Gendres calcinées. ,

Matières vola, tues* •«••••

],ooo

Plomb produit.

3oj3

Sapin.

Aulne.

Bouleau.

C1j«ne.

(Il)

Noiielicr.

De

Choivy.

Boardenoe .

Charbon

Gendres calcinées

Matières volatiles;

1 Plomb produit.

(i) Cliarbon d'épine en gros morceaux : les 0,096 de matières volatiles équivalent à 0,06 de carbone.

coMPosfnon. 287

(2) Charbon de peuplier en gros morceaux : les 0,1 34 de matières volatSes équivalent à o,o5 de carbone.

(3) Charbon d'érable en gros morceaux : les 0,1 38 de matières volatiles équivalent à o,o5 de charbon.

(4) Charbon de frêne en gros morceaux : les 0,1 5o de matières volatiles équivalent à o,o4 de carbone.

(5) Charbon de tremble en gros morceaux : les 0,150 de matières volatiles équivalent à o,o5 de carbone.

(6) Charbon de fusin en gros morceaiix : les 0,1 56 de matières volatiles équivalent à o,o65 de carbone.

Dans ces divers charbons, la proportion d'eau hygrométrique est de 0,06 à 0,07.

(7) Charbon préparé avec des meniies branches , à Chôîsj, près de Paris, par distillation, dans des cylindres de fer -, ei;^ morceaux assez menus , mais non brisés. Sa poussière est noire -, lorsqu'on le chauffe dans un tube de verre, il s'en dégage de l'eau et une légère fumée, mais il ne donne aucune trace de substances huileuses. H. brûle en produisant une flamme assez longue pendant un certain temps, maik sans fiiméb. Les 0,214 de matières volatOes qu'il contient équivalent à 0,09 de carbone.

(8) Charbon de Pontgibaud, concassé en petits mor-^ ceaux : les 0,075 de matières volatiles équivalent à o,o5 de carbone.

(9) Charbon d'aulne de Pontgibaudj concassé en pe-^ tits morceaux : les 0,080 de matières volatiles équivalent à o,o5 de carbone.

(10) Charbon de bouleau de Pontgibaudj concassé en petits morceaux : les 0,100 de matières volatiles équivalent à 0,045 de Carbone.

(11) Charbon de chêne de Pontgibaudj concassé eh petits morceaux : les 0,10 de matières volatiles équivalent à o,4o de carbone.

Le charbon de chêne de Poulaouen , en giros morceaux : donne o,oa3 de cendres calcinées, et 0,1 io de matières volatiles, qui équivalent à 0,076 àé carbone.

(12) Charbon de noisetier de Pontgibaudj concassé en

làSS CHARBOll DE BOIS.

petits morceauic : les o,io3 de matières volatiles éqvdvalent à 0,060 de carbone.

chaibon di>. (i3) Charbon de Choisy, prépare comme le n" 7 , mais examiné avant qu^il ait é\é exposé à Tair : les o^t^o de matières volatiles équivalent à o^iio de carbone. Si ce charbon ne contenait pas plus de cendres que les cbarbons précédens , son pouvoir calorifique serait à peu près le même pour des poids égaux. On serait porté à conclure de ce fait, que dans la carbonisation en meules, la câlcination est poussée un peu trop loin, et que la carbonisation par distillation est plus avantageuse-, mais indépendamment de ce que ce dernier procédé est beau^ coup plus compliqué et plus dispendieux que le premier, il faut remarquer qu'il ne donne pas du charbon de même qualité. Le charbon de Ghoisy est beaucoup plus léger, beaucoup plus aisément inflammable, et donne beaucoup plus de flamme que le charbon qui provient des meules, et il résulte de là qu'il brûle beaucoup plus vite, et qu'à volumes égaux il produit une température moins intense. Or, la carbonisation ayant principalement pour objet de préparer un combustible qui produise dans les fourneaux le plus haut degré de température possible , il ne parait pas qu'il puisse j avoir avantage à employer le charbon obtenu par distillation, pour l'usage des usines*, mais ce charbon est très propre à opérer des évaporations, lorsqu'on ne veut pas se servir, pour cela , des combustibles qui répandent de la fumée.

^^tuiï^^ (i4) Charbon de bois de bourdenne (8), page ^49 > préparé par distillation en vase clos, au Bouchot, près d'Essonne , pour servir à la fabrication de la poudre. Ce charbon est couleur chocolat*, chauffé dans un tube de verre, il laisse dégager des matières buQeuses épaisses-, il brûle avec une longue flamme accompagnée de fîimée, à la manière des charbons mal préparés que l'on appelle fumerons. Lorsque, après l'avoir réduit en poudre impalpable , on le fait bouillir avec une dissolution de potasse caustique, il devient noir et laisse dissoudre une

POUVOIR CilLORIFIQUE. 389

petite quantité de matière qui colore la liqueur eu rougebrun ^ et qui se comporte avec les principaux rëactifs comme de Vulinine. Le charbon prépare en meule et le charbon de Choisy sont absolument inattaquables par la potasse. Les 0,4^^ de matières YolatUes contenus dans le charbon du Bouchet n'équivalent qu'à o,i6o de carbone, d'où Ton voit qu'elles sont beaucoup moins riches en combustible que les matières volatiles qui restent dans le charbon de Choisy et dans le charbon fait en meules. A poids égaux , le pouvoir calorifique de ce charbon est à celui du charbon ordinaire à peu près : : 74 • 9^ ; c'est sa grande combustibilité qui le fait préférer pour la fabrication de la poudre.

Calories* — Nous avons déjà dit que le pouvoir calorifique du carbone pur est exprimé par le nombre 7815, qui indique combien de fois son poids d'eau il peut échauffer d'un degré thermométrique. H suit de là que le carbone pur pourrait amener à l'ébuUition 78,15 fois son poids d'eau hquide à zéro, et vaporiser 11,8 fois son poids de ce liquide. Théoriquement, il produirait 34 parties de plomb avec la litharge, et c'est effectivement ce que donne à très peu près le charbon de sucre fortement calciné. Le charbon ordinaire n'en donnant que 29 à 3o , il s'ensuit que son pouvoir calorifique exprimé en calories nest que de 6700 à 6900 , et qu'il ne peut vaporiser que 10 à 1 1 parties d'eau , ce qui s'accorde avec les expériences directes.

Donnée de la pratique. — La pratique a appris, 1*. qu^à volumes égaux , les charbons de bois durs donnent plus de chaleur que les charbons de bois tendres, mais qu^à poids égaux les effets calorifiques sont peu diffi^^ns, si même les charbons de bois tendres n'ont pas l'avantage-, 2*". que le charbon sorti récemment des meules brûle avec plus de facilité , mais chauffe moins que celui qui est resté pendant un certain temps dans les halles-, S"", que le charbon obtenu par distillation est léger, brûle facilement et rapidement, mais ne produit pas une si haute température que celui qui a été cuit en meule.

I«fla«iioe èm reawBce.

Influence du temps.

Inflacnce An procédé.

ago GBIRBOM DE BOIS.

coii>^aeocc». L^ àiBérdoce entre ces deux sortes de charbon est si considërable; qu'on ne peut guère employer le charbon préparé en yase clos pour faire des essais de min^ais de fer y et qu'en général bn ne peut s'en servir dans les opérations métallurgiques qu'avec désavantage. Cependant nous avons vu qu'il développe exactement la même quantité de chaleur totale que le charbon de meule. Les défauts qu'oti lui a généralement reconnus paraissent dépendre de sa légèreté , de la iprande proportion de matières volatiles combustibles qu'il renferme, et de sa trop facile combustibilité.

influenM lU u II rësultc dc sa h^èieté , que dans le même ej^ace il en tient un moindre poids que de charbon de meule ; par cette raison il doit produire une température moins élevée que oe dernier. Il paûraitrait au premier aperçu que sa facile combustibilité devrait compenser cet incon«véni^it jRt tendre à élever la température : cela aurait lieu eflfectivement s'il ne se composait que de substances

loflacnee rdea fixes; msîs commc il en contient de volatUes , il arrive

matiem

volatile». quQ celles-ci se dégagent peu à peu , et se répandent, en s'enflammant y dans une certaine étendue au-dessus do foyer;* qu'ainsi le lieu de la combustion , ou. l'espace dans lequel elle s'effectue, est beaucoup plus grand que celui qu'occupe le charbon : d'où il suit que dans ce . dernier espace la température doit être moins élevée que lorsqu'on y brûle du charbon qui ne contient pas de matières volatiles.

?oïîbï5ba?ii.* ^* ^^^^^ combustibilité du charbon pr^aré par distillation, fait qu'il faut en ajouter fréquemment pour entretenir le foyer, afin que l'effet que l'on veut produire se continue sans éprouver une trop ^:ande variation; et il en résulte que les gaz qui sortent par la che^ minée ont une température plus haute que si l'on eut employé un combustible qui brûlât plus lentement; et par suite , que l'on perd une plus grande partie de la chaleur totale développée.

Il est évident qu'en brûlant le charbon distillé d'une manièi-e convenable, ou pourrait utiliser toute sa chaleur

POUVOIR CALORIFIQUE. ^gi

dans une multitude de circonstances où Top n'a pas besoin de produire une température très dlerée, et que son effet utile serait alors égal à celui du charbon de meule. Maïs toutes les fois que Ton a en vue d'obtenir une très haute température, comme dans les essais docimasiques et dans les opérations métalliïrgiques , le char-bon de meule est infiniment préférable et beaucoup plus écoi»>mique j en effet, dans ce cas la con4itio& essentielle est que toute la chaleur qui se développe se concentre dans Tespace oecupé par le charbon y ce qui exige que la combustion ait lieu seulemient daiis cet espace , et qu'il ne se produise pas d'autres matières gazeuses que celles qui sont le résultat indispensable de l'opération : alors le ca* lorique se propage principalement par voie de rayonnement , et est rapidement accumulé par les parois du fourneau.

Bois et cfujLrben comparés, — A poids égaux , le charbon a un pouvoir calorifique plus que double de celui du bois. A volumes égaux la différence est moins grande, mais cependant toujours notable -, elle varie avec la pesanteur spécifique relative du bois, et du charbon qu'il produit. Quoi qu'il en soit , à vohmaes égaux , la cocobustion du charbon, développe toujours une température beaucoup plus élevée que la combustion du bois , par les raisoJtis que nous avons e^i^sées plus haut. C'est à cause de cela que , fovœ les opérations métallurgiques qui exigent une très forte chaleur , on n'emploie que le charbon^ et que pour un grand nombre d'autres opérations, lorsque la flamme n'est pas nécessaire , on préfère le charbon au bo^, quoiqu'en carbonisant ce|lui-ci on perde la moitié de la matière combustible qu'il renferme.

Rajonnenient. — M. Péclet a trouvé par expérience , que dans la conoibustion du charbon la quaiijtité de chaleur dispersée par le rayonnement est à celle qui est entraînée par le gaz : : 2:5*, mais il admet , comme donnée minimum, que le pouvoir rayonnant disperse le tiers de la chaleur totale.

4nîi TOUHBÊ.

SECTION IV

De la tourbe.

ARTICLE PREMIER. — Propriétés physiques.

p.adnrtion. GisemeTït. — La tourbe est le produit de Talttiratioil spontanée des plantes herbac(?es et aquatiques et des bois, qui a lieu lorsque ceS plantes se trouvent accumu- Gitfment. l^s dans des endroits marëcageuit ou très humides. On en trouve partout où il y a des eaux stagnantes , et principalement sur les bords des rivières dont le cours eSt très lent. Il y en a dans les vallées de tous les niveaux , et il en existe même des dépôts considérables sur des plateaux très élevés, dans les Vosges, dans les Alpes, etc. *, mais elle abonde surtout vers Temboucbure des fleuves qui parcourent un sol très bas , comme le Rhin , la Meuse , la Somme, la Loire, etc. Elle est partout en bancs horizontaux, quelquefois fort épais, divisés par des lits d'argile et de gravier dont elle est elle-même très mélangée : elle se présente à la surface du sol , ou recouverte d'allovions de trcs peu d'épaisseur. On y trouve des restes d'animaux analogues à ceux qui vivent , et on y a observé des débris de bateaux, des médailles et des ustensiles divers*, ce qui prouve qu'en général elle n'est pas antérieure à l'existence de l'homme. Il s'en forme encore journellement.

DcQK eipire*. Ou distiugue la tourbe en tourbe ligneuse et en tourbe herbacée , selon qu'elle se compose principalement de fragmens de bois ou de débris de plantes. La dernière est la plus commune.

État des végétaux. — Les végétaux qui ont donné naissance à la tourbe s'y trouvent dans un état de déconi-position plus ou moins avancée *, mais cette décomposition est rarement complète : on y distingue toujours des débris de plantes dont l'espèce est reconnaissable , et souvent ces plantes sont entières et presque intactes. Aspect Quand la tourbe est très altérée , elle est compacte ,

noire, et elle ressemble à du terreau -, mais le plus souvent

phopiiiAtés. 2^3

elle est spongieuse » d'unr bran plus ou moins, foncfi^ et elle a l'aspect d'un fiimier comprimé.

Pesanteur spécifique. — La pesanteur spëciflque de la tourbe est tellement variable, en raison de son état de des> siccation et de la proportion de matières terreuses qu elle renferme , qu il n'y a rien de général à dire à cet égard, fin se desséchant à l'air elle éprouve un retrait considérable, et qui varie des | aux | -, mais la dessiccation n'a lieu que lentement , et n'arrive à son terme qu'au bout d'un an au moins. ■— Dans le nord- ouest de la France, les looo briquettes de tourbe séchées à l'air pèsent 3oo à SyS kilogrammes. — Le mètre cube de tourbe sèche et peu terreuse, de Rothau (Haut -Rhin), pèse 36o kilogrammes. — La tourbe du Fichtelgebirge , en Bavière , pèse de a85 à Sgo kylogrammes le mètre cube sans vide. — A Crouysur-Ourcq, près deMeaux, leS looo briquettes de tourbe mousseuse sèche pèsent 3oo kilogrammes, et le mètre cube 25o kOogrammes. — Les looo briquettes de tourbe noire pèsent 3i5 kilogrammes, et le mètre cube 3io. ki-. logrammes.

ARTICLE II. — Composition, propriétés chimiques,

Ulnùne. — Lorsque les végétaux, par l'effet de leur long séjour dans des lieux marécageux, se sont altérés au point de perdre leur organisation et de ne plus former qu'une masse terreuse, ils se sont cliangés en une substance particulière que Ton nomme ulmine, ou ax^ide ul^ mique, ou géine. Cette substance étant l'élément priiibcipal de la tourbe , il importe d'en connaître les propriétés. L'ulmine pure , lorsqu'elle est desséchée , est noire et très fragile-, sa cassure est vitreuse et a l'éclat du jayet. Elle est peu sapide et inodore -, elle ne se dissout ni dans l'eau ni dans l'éther-, mais elle est très soluble au contraire dans l'alcool 9 dans l'acide sulfurique concentré, et dans l'acide acétique à chaud*, l'eau la précipite de ces dissolutions. Elle sature complètement les propriétés al^ câlines de la potasse, de la soude et de l'ammoniaque, avec lesquelles elle forme des sels solubles de couleur

SI94 tOtJRBC.

brune ; elle ^e dissout aussi datis les carbonates al<^Iins. Les acides précipitent des dissolutions de ces sels de Tulmine en combinaison avec Facide précipitant, sous forme de flocons d^un brun rougeâtre , insolubles dans Feau stciâe , mais sensiblement solublesdans l'eau pure : les sels tert^ux y forment des précipités à^ulmates sensiblement solubles dans Teau , surtout celui de chau:K *, et les sels métalliques, des précipités qui sont tout- à -fait insolubles. L'ulmine donne à la distillation les prodiiits ordinaires des matières végétales , et enTiron là moitié de Tson poids de charbon; elle brûle avec flamme et en se boursouflant. En se combinant avec les bases T^dmine n'abandonne pas d'eau. Selon M. Polydore BouUay , elle est composée de

Carbone...... 0,667 .— 2 atomes.

Eau.. 0,433 — I

elle renferme donc plus de carbone que le ligneux, {f^oj, page a4i.)

Dibrisvigeuux. Outre l'ulminc , les tourbes contiennent des débris de végétaux divers non altérés ou incomplètement décom-

M«tièr»ierrcu- posés , dcs détritus de matières animales , et des substances terreuses qui restent à l'état de cendres après la combustion. On verra plus loin que toutes ces matières se trouvent nîélangées entre elles en proportions extrêmement variées.

La tourbe a beaucoup de rapport avec le terreau-, mais celui-ci contient, outre Fulmine, une matière extractive soluble dans l'eau, et une matière insoluble dans les alcalis, que l'on distingue sous le nom de terreau chnrbonneux.

Usage. — On emploie la tom'be comme combustible, tantôt dans son état naturel , tantôt après l'avoir carbonisée.

Proattîu. Distillation. — Les tourbes donnent à la distillation

les mêmes produits que le bois, c'est-à-dire des gaz combustibles , de l'eau acide et des huiles , et presque toujours en outre de Fammoniaque. Ces gaz renferment quelquefois de l'azote libre. Le charbon qui reste après

CARBOniSATIOIl.

En meales.

GlUurboDk

k distilklion a la même çontextore que ' la tourbe ; mais il occupe un volume beatteoop moindre; le retrait est le plus ordinairement des deux tiers.

Carbonisation, — * La carbonisation s^opère soit par la méthode de la cuite en meules , soit par distillation , soit par calcination dans des fours en maçonnerie. La méthode de la cuite en meules est la plus simple et la plua éco* nomique de toutes *, mais elle présente des • difficultés d'exécution qui tiennent à la grande combustibilité du charbon de tourbe : il serait très in^ortant pour les arts que Ton parrtnt à la perfectionner. La distillation £av>M8ci<M se fait comme celle du bois , mais elle ne donne pas des produits aussi utiles. La calcination dans des fours en maçonnerie est, dan» Fétat des choses , le meilleur mode que Ton puisse employer. On peut en voir la description dans les Annales des Mines ( tom. V, a* aérie, pages d 1 1 j).

La proportion de charbon que produisent les tourbes est extrêmement variable, à raison du mélange des matières terreuses ; elle est toujours beaucoup plus grande que celle que donne le bois : communément elle est de 0,35 à 0^4^ en volume, et elle varie du quart au tiers en poids. Il est très essentiel de remarquer qu'abstraction faite des cendres, le produit en carbone réel est beaucoup plus grand pour les tourbes que pour les bois.

Incinération, '— Les cendres que laisse la tourbe par Oripnede* sa combustion , proviennent des sels que renferme la matière végétale, et principalement des matières tcEreuses mélangées mécaniquement. Les sels sont de même nature que ceux qui se trouvent dans le bois. Ausà ^and on ana^ lyse les cendres de tourbe avec soin, y- trouve -t-bn des carbonates i|lcalins : on ne les emploie cependant pas comme matières alcalines, parce qu'elles sont mélangées d'une trop grande quantité de substances étrangères. Ces -substances sont très variées-, elles proviennent évidemment du limon que les eaux tiennent en suspension dans les temps de pluie *, ce qui le prouve ^ c'est qu'elles^ sont toujours de- même nature que le sol environnant, cfdcaires et argileuses dans les pays ou. les pierres calcaires dominent.

drw.

cen*

Compoutioii'

!àg/6 TOVBBE.

sableuaes au milieu des roches prinûtives , etc. Les tourbes qui se trouvent sur les plateaux «élèves sont les plus pures et celles qui donnent le moins de cendres, parce qu'elles ne sont jamais inondées par des eaux troubles. Outre le carbonate de chaux, Targile et le sable, ces tourbes ren«ferment très souvent du sulfate de chaux, et quelquefois même en assez grande proportion j alors le charbon qu'on en extrait et les cendres exhalent une odeur sulfureuse plus ou moins prononcée, parce que le sulfate de chaux se change en sulfure de calcium par la réaction des matières combustibles. C'est probablement là ce qui fait dire que les tourbes contiennent souvent des pyrites de fer, et que ces p3rrites se forment journellement dans leur sein. Mais cette assertion nous parait tout -à -fait erronée*, nous n avons jamais aperçu la plus petite trace de pyrite dans les tourbes, quoique nous en ayons examiné un grand um|b. nombre. Les cendres de tourbe sont employées avec avantage pour amender les terres. A Beauvais on les vend ofyjS rhectolitre, qui pèse 67 kilogrammes.

Analyse immédiate* — On fait l'analyse immédiate des tourbes de la même manière que l'analyse des bois. On peut, de plus, y rechercher la proportion relative d'ulmine et de matières végétales non altérées : pour cela on broie la tourbe , on la dessèche complètement à une température voisine de l'ébulIitÂon*, on en prend un ou deux grammes que Ton fait digérer à chaud dans une dissolution de potasse caustique -, on décante la liqueur , qui est brune , et on la renouvelle jusqu'à ce qu'elle cesse de se colorer \ on lave à l'eau distillée *, on dessèche le résidu à la même température que la tourbe , et la perte de poids donne la proportion de l'ulmine , qui se dissout en totalité dans l'alcali.

Combustion, —La tourbe brûle, comme le bois, avec flamme et fumée, mais lentement, parce que sa combustion est retardée par le mélange des matières terreuses \ elle exhale presque toujours une odeur piquante et fort désagréable qui parait tenir à la présence de substances animales.

coHFOsmoN. 297

Résultats analytiques. — * Le tableau «uivant présente le résultat de l'analyse immédiate de quelques tourbes.

Mmermry.

Charbon. . . • Cendres • . • • Matières volatiles liquides Gaz

Charbon. . . .

Cendres

Matières volatiles

Clifileav- LandoB.

Qcr-

mont.

o,3oi 0,174

Rci