ESPÈCE DE BOIS

Pouls en kilog*.

de la corde du

Lois sec.

Va leu r relative des pouvoirs caloriques d'une corde.

Noyer à écorce écailleuse .

IOO

ig56

Châtaignier .

i5çp

Peuplier d’Italie .

Il était intéressant de connaître, non-seulement la quantité totale de chaleur produite par le bois qui brûle , mais encore le rapport du calorique rayonnant au calorique emporté parle courant d’air. M. Péclct s’est livré sur cet objet h une suite de recherches intéressantes; il a trouvé, par une méthode qui semble susceptible d’exactitude, que la quantité de chaleur rayonnée par le bois est à celle que le courant d’air emporte comme 1 est à 3 pour du bois qui brille en petits fragmens; cette proportion est bien plus forte , à l’avantage du calorique rayonnant , lorsque le bois laisse de grandes masses de braise , parce que le pouvoir rayonnant du charbon est bien plus considérable que celui de la flamme.

Le charbon est, comme on sait , le résidu que fournit le bois , en l’embrasant d’abord pour étouffer ensuite la combustion, ou en le distillant dans des vaisseaux clos; cette espèce de combustible a le grand avantage de s’embraser facilement et de brider sans fumée; aussi est-il fort employé aux usages domestiques.

Le bois sec doit contenir 5i pour 100 de charbon ; il n’en fournit néanmoins que 1 5 à 1 S pour 100 par le mode de suffocation employé dans les forêts , et 27 pour 1 00 par la distillation. Il en résulte que le charbon de bois est un combustible dont le prix doit être fort élevé, du moins dans les grandes villes.

La quantité absolue de chaleur dégagée par un kilogramme de charbon de bois peut être estimée au terme moyen de 7000 unités de chaleur. La quantité de calorique rayonnant est à celle que le courant d’air entraîne , comme 5 est h G.

Le charbon de bois qui se consomme dans les grandes villes laisse dans les magasins où on le dépose , ou dans les bateaux qui l’apportent, un résidu très-abondant por-

DES SOURCES

tant le nom de poussier, qui se compose en effet de charbon en poudre mêlé de petits fraguiens de la même substance. Ce résidu est h vil prix et presque sans emploi , attendu la ténuité de ses parties qui l’empêche de se tenir sur des grilles ou de livrer passage à l’air nécessaire pour alimenter la combustion dans les appareils ordinaires. Nous indiquerons plus tard les moyens de tirer parti de ce combustible abandonné.

La houille ou charbon de terre , appelée aussi charbon minéral, estune substance solide, d’un noir plus ou moins brillant, d’un poids spécifique moyen de 1,0. Ce corps est presque entièrement formé de carbone et de matières bitumineuses; il contient parfois diverses proportions de sulfure de fer. Son origine semble organique; il est rempli de débris de végétaux, et présente souvent toutlelissu du bois; son origine est certainement postérieure à l’époque des corps organisés. II a du nécessairement être en grande partie liquide. La cause qui l’a produit a du se répéter plusieurs fois, puisqu’on le trouve en couches plus ou moins profondes et superposées; les circonstances de sa formation ont dû être les mêmes par toute la terre ; et enfin , il a dû se déposer lentement et sans secousse, puisqu’il contient des fragmens délicats de végétaux qui ne sont ni brisés ni froissés.

La houille est très-commune h de petites profondeurs au-dessous du sol ; on a calculé qu’une seule mine anglaise pourrait fournir pendant plusieurs centaines d’années à toute la consommation des trois royaumes. Ces mines sont trèscommunes en France, quoiqu’un très-petit nombre soit jusqu’à présent exploité; ou doit les considérer comme une des principales branches des richesses territoriales.

On distingue plusieurs espèces de houille : i° la houille grasse ou collante qui se ramollit au feu , se gonfle, donne beaucoup de flamme , et un bon coke brûlant avec un

faible résidu; elle est préférée pour les travaux de forge, la fabrication du gaz pour l’éclairage , etc. Scs principales mines en France sont Rive-de-Giez , St-Etienne et Givovs, Tcnilte eu Bourbonnais et Litry en Normandie; la mine de Newcastle en Angleterre est de celte espèce; 2° la houille sèche, plus dense, plus grise, est plus sulfureuse que la première; elle ne s’agglutine pas et convient pour le chauffage des fourneaux; les mines de Marseille , d 'Aix, de Toulon, ainsi que les charbons de Fresnes, appartiennent à cette variété; 5° enfin, la houille compacte, en anglais canel-coal ; celle-ci n’a encore été trouvée qu’en Angleterre, dans le Lancashire, et en Irlande; elle est noire et terne, très -légère , solide et compacte , susceptible de poli , et ressemblant beaucoup au jayet; elle bride avec une grande flamme très-lumineuse et laisse très-peu de résidu.

On conçoit que les charbons de terre fournissent parleur combustion plus ou moins de calorique , suivant leur composition; ceux qui contiennent le plus d’hydrogène et laissent le moins de résidu peuvent fournir pour un kilogramme jusqu’à 7i5o unités de chaleur. On peut estimer qu’une houille de moyenne qualité fournit environ Gooo unités de chaleur; on ne connaît pas son pouvoir rayonnant, mais il doit être encore plus considérable que celui du charbon de bois.

La houille se vend en France à la voie , qui se compose de i5 hectolitres ras, pesant chacun 80 kilogrammes ; la voie est conséquemment de 1200 kilogrammes; les grosses masses de houille se vendent au poids.

Le coke n’est autre chose que la houille privée de tous les élémens volatils qu’elle peut contenir; on le nomme souvent charbon de terre épuré; on le prépare, soit en laissant brider du charbon de terre dans un four jusqu’à

DES SOURCES

ce qu’il ne donne plus de flamme, et l’éleighant alors avec de l’eau , soit en distillant le charbon dans des vases fermés pour en extraire l’hydrogène carboné. Le premier procédé peut seul fournir un coke assez dense pour être employé à la fonte du fer.

La préparation du coke par combustion fournit à peu près la moitié de la chaleur qu’aurait produite la combustion complète de la houille.

Le coke pèse environ la moitié du charbon qui l’a produit , et occupe o,4o de plus en volume ; d’où il suit qu’un hectolitre de coke pèse environ 28 kilogrammes. Le coke est une substance poreuse, d’un gris de fer, souvent avec éclat métallique ; il ne produit en bridant que de l’acide carbonique; il laisse ordinairement i5 à 18 pour 100 de cendres.

Le pouvoir calorifique du coke n’a pas été déterminé avec exactitude ; la difficulté vient de ce que cette espèce de combustible ne bride qu’à des températures fort élevées, et par conséquent lorsqu’il est réunion grande masse dans un fourneau bien construit. M. Péclet estime ce pouvoir à 65oo unités de chaleur; nous avons des raisons de penser que cette estimation est bien inférieure à la vérité , car nous avons souventeu l’occasion d’éprouver qu’on évapore presque autant d’eau avec un hectolitre de coke pesant 00 kilogrammes qu’avec un hectolitre de houille qui en pèse 80. Cette grande supériorité tient à ce que le coke ne contenant plus aucune substance volatile, aucune quantité de chaleur n’est rendue latente pendant sa combustion.

Le rayonnement du calorique qui accompagne la combustion du coke est extrêmement considérable ; aussi la chaleur locale qu’il produit est-elle supérieure à celle qu’on peut obtenir au moyen de tout autre combustible.

Il est très-remarquable que le courant d’air qui afflue

DU CALOMQUE.

sur le coke pour alimenter sa combustion ne doit avoir qu’une vitesse limitée , au-delà de laquelle le coke s’éteint par l’abaissement de la température; tout le monde a pu remarquer en effet que dans nos foyers , où l’on commence à faire usage de ce combustible , on l’éteint au lieu de l’allumer, en dirigeant sur lui le vent d’un soufflet de cheminée; ce phénomène cesse d’avoir lieu quand le coke est enfermé dans un fourneau dont la température intérieure est déjà très-élevée.

La tourbe est un composé de plantes herbacées en décomposition , mélangées de terre et de sable ; on la trouve dans des marais dont elle forme le sol; on l’exploite en l’extrayant par fragmens qu’on fait sécher à l’air; elle est en masse d’un brun noirâtre , légère et spongieuse.

Les tourbières de la France sont situées dans la vallée de la Somme , entre Amiens et Abbeville , dans les environs de Beauvais , près de Corbeil et près de Dieuze. La Hollande , l’Écosse et la Westphalie en font de grandes exploitations.

11 paraît que le pouvoir calorifique de la tourbe de bonne qualité peut être estimé à 3ooo unités de chaleur.

Ce combustible exige de très- vastes foyers à cause de sa légèreté spécifique; il brûle lentement et ne saurait produire des températures très-élevées; il est éminemment propre au chauffage des chaudières. Les produits de sa combustion sont fort complexes, et donnent lieu à une odeur piquante et désagréable.

Le charbon de tourbe, ou tourbe carbonisée, s’obtient en distillant à vase clos le combustible précédent; les bonnes tourbes donnent environ o,4o de charbon. Celui-ci brûle à la manière du charbon de bois.

Le pouvoir calorifique du charbon de tourbe est porté par M. Péclet à 6,4oo unités de chaleur.

DES SOURCES

Nous nous plaisons à consigner ces résultats , qui ne sauraient être trop connus , puisque la tourbe est un produit très-abondant qui sc régénère dans les mêmes lieux après un certain temps d’exploitation , qui est encore à vil prix , et dont on ne fait jusqu’à présent usage que dans les localités mêmes qui le fournissent , tandis qu’à l’état de charbon son emploi pourrait se répandre au loin.

On donne le nom de briquettes à de petites masses régulières et compactes que l’on obtient artificiellement. On les prépare avec de la sciure de bois, de la poussière de charbon , de houille ou de coke , mêlée avec de l’eau et de l’argile jusqu’à consistance convenable; elles brident lentement, en rayonnant beaucoup de calorique et laissant beaucoup de résidu; elles conviennent dans les cheminées ouvertes et dans les poêles; leur pouvoir rayonnant dépend des proportions de charbon et d’argile qu’elles contiennent.

Les mottes à brûler ne sont autre chose que le résidu ligneux de ce qu’on appelle le tan , ou l’écorce de chêne râpée, après que cette matière a cédé ses principes solubles à l’eau. Ce résidu est emmagasiné par les tanneurs; il est ensuite foulé et moulé dans un cercle de fer ; la tranche cylindrique qui résulte de cette opération est séchée à l’air libre et vendue pendant l’hiver comme ressource précieuse pour les classes les plus pauvres des grandes cités.

Ce combustible léger, poreux , s’allume aisément , brûle d’une combustion sourde et lente , en développant peu de chaleur et fournissant beaucoup de fumée.

Les mottes à brûler ne sont d’aucun usage dans lès arts.

Les combustibles liquides sont beaucoup moins généralement employés que les combustibles solides; néanmoins ils ont dans quelques arts des applications tellement im-

T)V calorique. 107

portantes » qu’il est indispensable de prendre une idée do leur produit en chaleur et de leur mode d’emploi.

Les combustibles liquides usités sont: les huiles grasses, animales ou végétales ; les huiles essentielles , l’alcohol et quelquefois l’éther.

Les huiles grasses sont généralement employées à la production d’une lumière artificielle; à cet effet on détermine leur ascension progressive dans une mèche de colon , de façon qu’en arrivant peu à peu daus le foyer de combustion , elles y soient décomposées en produisant beaucoup d’hydrogène per- carboné , qui brûle avec flamme et en laissant un résidu charbonneux qui s’attache la mèche. Le simple appareil que nous venons de décrire est la lampe ordinaire à mèche ronde ou plate ; elle peut être employée comme moyen de chauffage; elle l’est même assez souvent par les chimistes et les pharmaciens , et elle a l’avantage de produire , pendant long-temps , une température uniforme , et de n’exiger des soins qu’à de longs intervalles. Elle a les deux inconvéniens de ne produire qu’une faible chaleur et de déposer une grande quantité de noir de fumée sur les vases que l’on chauffe. L’huile est brûlée dans cet appareil avec fort peu d’économie , soit pour la production de la chaleur, soit pour celle de la lumière.

Argant nous a appris à employer l’huile beaucoup plus avantageusement , sous le rapport de l’éclairage , dans les lampes à double courant d’air, injustement nommées cjuin- (] nets. Ces appareils que tout le monde connaît, sont en même temps éminemment propres à produire de la chaleur; ils consomment la totalité du combustible ; ils peuvent élever la température jusqu’au rouge blanc; l’intensité deleur fLmmc peut se modifierà volonté et demeurer long-temps stationnaire au même degré. On a fait de nom-

DBS SOURCES

hreuscs applications de ce moyen de chauffage. En chimie le petit appareil portatif de Guiton peut servir à exécuter presque toutes les opérations avec la flamme d’un simple quinquet. Les pharmaciens emploient une étuve à quinquet, et placent au-dessus de leur lampe de petits appareils h macération ou à décoction. Ces usages seraient susceptibles de prendre beaucoup plus d’extension.

L’huile est un excellent combustible sous le rapport de son produit en chaleur, puisqu’elle fournit plus de 10,000 unités de chaleur par kilogramme, tandis que le charbon de bois n’en fournit que y5oo.

Le prix des huiles est la seule objection b leur emploi très-étendu comme combustible. L’huile de poisson est la moins chère en Angleterre. L’huile d’olive et de colza sont les plus communes en France. Le suif et la cire ont des propriétés analogues.

Les huiles essentielles sont h peine usitées comme combustibles,- elles développent beaucoup de calorique; mais elles laissent exhaler une très-grande quantité de fumée en brûlant, même dans un courant d’air rapide.

L’alcool , malgré son prix très-élevé , est un combustible très-usité dans les recherches chimiques et pour des objets de luxe, parce qu’il jouit de l’avantage inappréciable de brûler sans odeur et sans fumée , de quelque façon que se produise sa combustion. L’alcool rectifié produit au-delà de Gooo unités de chaleur par kilogramme.

Il est quelques circonstances rares dans lesquelles on peut considérer l’éthercomme un combustible; parexemple, la petite lampe à spirale de platine , dans laquelle l’incandescence de ce métal est entretenue par la vapeur d’éther qui vient se brûler à sa surface.

Les combustibles gazeux sont en très - petit nombre.

On ne connaît guère que l’hydrogène pur, les deux hydrogènes carbonés et le gaz oxide de carbone.

L’hydrogène pur est le plus précieux des combustibles, parce qu’il produit en brûlant 22 h î5ooo unités de chaleur pour un kilogramme, et qu’en outre , en le brûlant convenablement , il produit des températures assez élevées pour fondre des substances entièrement réfractaires par tout autre moyen. La difficulté de se le procurer, et l’énorme volume qu’occupent les plus petites masses, sont les seules raisons qui s’opposent h son usage dans la plupart des cas.

La simple flamme de l’hydrogène brûlant librement dans l’air produit déjà une température capable d’élever une petite masse de métal au rouge-blanc ; mais si cette flamme est projetée par un courant d’air forcé , elle se raccourcit beaucoup et produit encore une température bien plus élevée. Enfin si l’hydrogène est brûlé avec de l’oxigène pur, comme il arrive dans le chalumeau de Broock , la très-petite flamme qui en résulte devient capable de fondre le platine et tous les corps les plus réfractaires.

L’hydrogène proto-carboné ne produit que G5 7 5 unités de chaleur; mais sa flamme , entraînée dans un courant rapide , est capable de produire les températures les plus élevées. Ce genre de combustible, très-facile à obtenir dans nos climats, a été trop peu usité jusqu’ici, malgré les expériences concluantes que nous avons faites sur une grande échelle, et dont nous allons donner une idée.

Les fours à porcelaine exigent une température extrêmement élevée; on les chauffe à flamme renversée , et de telle façon , que cette flamme seule pénètre dans l’intérieur du four pour en élever la température. Or celte

DliS SOURCES

flamme est exclusivement produite par l’hydrogène carboné qui se dégage du bois.

Sur ce principe, nous avons établi près d’un four à porcelaine un appareil distillatoire capable de carboniser, en 56 heures, temps ordinaire delà cuisson de la porcelaine dans le four, une quantité de bois plus considérable d’un tiers que celle qui était habituellement brûlée pour le chauffage du même four.

La porcelaine a été cuite dans le même temps et avec les mêmes circonstances que de coutume par la seule combustion des gaz produits de la distillation , et le charbon qui a été obtenu pour résidu avait une valeur vénale supérieure à celle du bois qui avait été distillé , en y comprenant celui qui avait servi au chauffage. On avait obtenu en même temps des produits abondans en acide piroligneux qui ont été négligés.

Nous savons que les produits gazeux de la distillation du bois sont employés, dans les grands ateliers de carbonisation h vases clos, à chauffer ces mêmes vases; mais cet usage est bien au-dessous de l’importance des résultats que l’on pourrait obtenir d’après nos expériences , puisqu’il est démontré que tous les travaux de la porcelaine pourraient être exécutés dans Paris , ainsi que la cuisson de la faïence , sans aucune dépense réelle en combustible.

H est important , pour concevoir de semblables faits , de se représenter que l’élévation d’un corps solide h une très-haute température, n’exige et n’emploie en effet qu’une très-petite quantité de calorique , à cause de la faible capacité de ces corps pour ce calorique; en sorte, par exemple, qu’il ne faut pas plus de calorique pour élever un kilogramme de fer h iooo°, que pour élever un kilogramme d’eau h ioo°; d’oü il résulte que , dans tous les arts où il est question d’élever des corps solides à une haute tem-

pérature, il fa i j t bien moins considérer la quantité de combustible à employer, que sa nature plus ou moius propre à produire une chaleur locale considérable.

Ce que nous venons de dire des appareils h cuire la porcelaine ou la faïence, s’applique à plus forte raison aux travaux des forges alimentées par les bois. Toutes les opérations secondaires que subit la fonte pourraient être exécutées par les produits gazeux de la distillation du bois , pendant que le charbon obtenu serait consommé dans les hauts-fourneaux.

Le gaz hydrogène per-carboné , obtenu aujourd'hui en si grand volume de la distillation du charbon de terre , est sans contredit le meilleur moyen d’éclairage qui existe , et son usage est déjà très-répandu dans nos cités; mais ce gaz , considéré comme combustible , présente un intérêt tout-h-fait neuf et digne de la plus sérieuse attention.

Outre que les flammes qui servent à l’éclairage peuvent être employées comme moyen de chauffage, ainsi que le pratiquent déjà quelques pharmaciens, des appareils convenablement disposés pourraient fournir à une pharmacie tout le calorique dont elle a besoin pour ses diverses opérations , en ne consommant d’autre combustible que le gaz; ce moyen réunirait les avantages de la commodité, de la promptitude , de la propreté et même de l’économie, car un combustible plus cher, qui s’allume et s’éteint instantanément, peut, par cela même , devenir moins dispendieux qu’un autre qui parait intrinsèquement beaucoup meilleur marché.

Ces avantages de convenance sont bien moins importons encore que ceux qui résulteraient de l’emploi du gaz comme combustible pour les petits travaux de forge et ceux de bijouterie. Nous avons construit une petite forge dans laquelle les pièces de fer ou d’acier , sur lesquels

DE* SOURCES

s’exerce ordinairement la coutellerie, rougissent à Liane avec une grande promptitude , une grande commodité , et avec l’avantage inappréciable de ne point oxider les métaux que l’on chauffe par cette méthode. La dépense en gaz , au prix où les compagnies le livrent , n’est point assez considérable pour s’opposer à son emploi , et nous formons des vœux pour que toute la coutellerie de Paris se hâte de substituer à la forge ordinaire l’appareil simple que nous avons employé.

Une foule d’autres arts pourraient tirer un grand parti comme combustible , du gaz qui arrive déjà dans presque toutes les rues de la capitale; nous citerons plus particulièrement la chaudronnerie, qui pourrait, à l’aide d’une flamme portative, élever à volonté , à la plus haute température, le point précis de la pièce la plus volumineuse qu’il s’agirait de braser ou de souder.

L’oxide de carbone n’est jamais qu’un produit accidentel de certaines opérations, ce qui n’empêche pas qu’il ne puisse devenir un combustible important, qui jusqu’ici a été complètement perdu. Ainsi la flamme bleue trèsétendue qu’on voit se produire au-dessus des fourneaux dans lesquels on fond le fer , est due à la combustion de ce gaz; il se dégage en quantité immense du sommet des hauts-fourneaux dans lesquels on réduitles minerais de fer.

Déjà on a essayé de tirer quelque parti de ce gaz combustible , qui se produit toutes les lois que le charbon brûle dans un lieu dont la température est extrêmement élevée. Nul doute que par la suite on apprenne à employer utilement ce combustible, dans un payrs où les bois deviennent chaque jour plus rares, et sont pourtant le principal moyen de produire la chaleur dont on fait usage.

Les différens combustibles dont nous venons de parler exigent pour leur combustion des quantités diverses

d’air atmosphérique. Une idée du moins approximative de ces quantités est une nécessité indispensable h l’appréciation d’un très-grand nombre de phénomènes usuels et d’opéra lions pratiques.

En thèse générale , on peut adopter le principe posé pour la première fois par M. Welter, que les combustibles produisent de la chaleur en proportion de l’oxigène qu’ils absorbent; mais on est loin de se faire communément une idée juste des grands volumes d’air qui sont nécessaires à l’entretien d’une bonne combustion.

Par exemple, la combustion d’un kilogramme de charbon de terre exige théoriquement 74^8 litres d’air; mais dans les meilleurs fourneaux il y a toujours plus de la moitié de l’air qui échappe à l’action du combustible ; de sorte qu’en pratique il faut près de 20000 litres d’air pour brûler un kilogramme de charbon de terre, c’est-à-dire au moins vingt-six fois son poids. Celte circonstance explique comment tous les fourneaux dans lesquels la combustion est languissante, faute d’un courant d’air suffisamment aelif, donne lieu à une consommation de combustible tout-à-fait disproportionnée avec les effets produits. Cette influence est tellement importante , qu’elle prime toutes les autres considérations, et que la plupart des appareils économiques pour un chauffage quelconque donnent un résultat contraire à leur but , parce que le courant d’air est ralenti par les circonstances mêmes qui ont été mises en usage pour mieux profiler de la chaleur produite, de sorte que le premier principe de l’art de construire les appareils de chauffage , est de faire en sorte que la combustion s’opère avec la plus grande activité possible.

La table suivante , que nous tirons de l’ouvrage de M. Péclet sur la chaleur, présente un résumé de la plupart des données obtenues jusqu’ici sur la production de

DUS SOURCES

calorique tics divers combustibles et des quantités d’oxigène et d’air atmosphérique qu’ils consomment.

Tableau de la quantité de chaleur développée par la combustion de i kilogramme de combustible.