ESPÈCE DE BOIS

Poids en kilogram.

de la corde du bois sec.

Valeur relative j des pouvoirs caloriques

d’une corde.

Noyer à écorce écailleuse. .

Chênë blanc .

Frêne. .' . 1

Hêtre .

Orme . .

Bouleau . .

Châtaignief . . .

Charme .

Pin . . .

Peuplier d’Italie .

DU calorique.

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 par le courant d’air. M. Péclet s’est livré sur cet objet h une suite de recherches intéressantes; il a trouvé, par une méthode qui semble susceptible d’eXaétitude, que la quantité de chaleur rayonnée par le bois est h celle que le courant d’air emporte comme 1 est à 3 pour du bois qûi brûle 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 oharbon est bien plus considéra ble 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 brûler sans fumée ; aussi est-il fort employé aux usages domestiques.

Le bois sec doit contenir 5 1 pour 100 de charbon; il n’én fournit néanmoins que i5 à 18 pour îoo par le mode de suffocation employé dans les forêts, et 27 pour 100 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 7300 unités de chaleur. La quantité de calorique rayonnant est à celle que le courant d’air entraîne , comme 5 est à 6.

Le charbon de bois qui se consomme dans les grandes villes laisse dans le9 magasins où on le dépose , ou dans lés 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 fragmens de la mêtne substance. Ce résidu est à vil prix et presque sans emploi , attendu la ténuité de ses parties qui l’empêche de se tenir sur des grilles ou délivrer passage à l’air nécessaire pour alimenter fa 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, est une substance solide, d’un noir plus ou moins brillant, d’un poids spécifique moyen de i,3. 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 tout le tissu du bois; son origine est certainement postérieure à l’époque des corps organisés. Il a dû nécessairement être en grande partie liquide. La cause qui l’a produit a dû 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 du 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 à de petites profondeurs au dessous du sol; on a calculé qu’une seule mine anglaise pourrait fournirpendantplusieurs Centaines d’années à toute la consommation des trois royaumes. Ces mines sont très communes en France, quoiqu’un très petit nombre soient jusqu’à présent exploitées; on 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

DU CALORIQUE

beaucoup de flamme , et un* bon coke brûlant avec un faible résidu ; ellé est préférée pour les travaux de forge, la fabrication du gaz pour l’éclairage .. etc. Ses principales mines en France sont Rive-de-Gier , Saint-Etienne et Givors , Tenilte en Bourbonnais et Litry en Normandie; la mine de Newcastle en Angleterre est de cette espèce ; 2° la houille sèche , plus dense, plus grise, plus sulfureuse que la première; elle ne s’agglutine pas et convient pour le chauffage des fourneaux; les mines de Marseille , NAix , de Toulon , ainsi que les charbons de Fresnes , appartiennent à cette variété; 3° enfin, la houille compacte, en anglais canel-coai ; 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 brûle avec une grande flamme très lumineuse et laisse très peu de résidu.

On conooitque les charbons de terre fournissent par leur 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 yi5o unités de chaleur. On peut estimer qu’une houille de moyenne qualité fournit environ 6000 unités de chaleur ;on ne connaît pas son pouvoir rayonnant, mais il doit être encore plus considérable que celui du charbf n 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

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laissant brûler du charbon de terre dans un four jusqu’à ce qu’il ne donne plus de flamme, et l’éteignant 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 <>,4° 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 brûlant que de l’acide carbonique; i! 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 ce.lte espèce de. combustible ne brûle qu’à des températures fort élevées, et par conséquent lorsqu’il est réuni en grande masse dans un fourneau bien construit. M. Péclet estime ce pouvoir à 65oo unités de chaleur ; nous avons des raisons dépenser que cette estimation est bien inférieure à la vérité , car nous avons souvent eu l’occasion d’éprouver qu’on évapore presque autant d’eau avec un hectolitre de coke pesant 5o kilogrammes qu’avec un hectolitre de houille qui en pèse 8o- 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.

DU G^LOJilQVg. l6^

I| est très remarquable que le courant d’air qui afflue 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 Fou commence à faire usage de ce çombustiblp , 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 ; plie 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 Gorbeil et près de Dieuze. La Hollande , l’Ecosse et la Westphalie en font de grandes exploitations.

Il 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 dp sa légèreté spécifique ; il brûle lentement et pe 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 0,40 de charbon. Celui-ci brûle à la manière du charbon de boi^.

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

Nous nous plaisons à consigner ces résultats , qui ne sauraient être trop connus , puisque la tourbe est un produit très abondant qui se régénère dans les mêmes lieux après un certain temps d’exploitation, qui est encore à vil prix, et dont on ne lait 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 brûlent 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 parles 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 les arts.

Les combustibles liquides sont beaucoup moins généra-

DU CALORIQUE

lement employés que les combustibles solides; néanmoins ils ont dans quelques a,rts des applications tellement importantes, qu’il est indispensable de prendre une idée de 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’alcool 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 coton, de façon qu’en arrivant peu à peu dans le foyer de combustion , elles y soient décomposées en produisant beaucoup d’hydrogène percarboné, qui brûle avec flamme et en laissant un résidu charbonneux qui s’attache à 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 quincjuets . 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’in-

Ï>ES SOURCES

tensjfé dp (pur flamme peut se modifier à volonté et demeurer long-temps stationnaire au même degré. Qn a fait de nombreuses applications de ce moyen de chauffage. En chimie le petit appareil portatif- de Guiton peut servir à exécuter presque toutes les opér ations avec la flamme d’un simple quinquet. Les pharmaciens emploient une étuve à quinquet , et placent au-dessus de leur lampe de petits appareils à macération on 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 7500.

Le prix des huiles est la seule objection à 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 à peine usitées comme combustibles : elles développent beaucouj) 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 brîi(er sans odeur et sans fumée; de quelque façon que s.e produise sa combustion. L’alcool rectifié produit au delà de 6000 unités de chaleur par kilo¬

gramme.

Il est quelques circonstances rares dan$ lesquelles on peut considérer l’éther comme un combustible; par exemple, la petite lampe à spirale de platine, dans laquelle

DU CALQtylQVK. IJl

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 à 23, 000 unités de chaleur pour un kilogramme, et qu’en outre, en le brûlant convenablement , il produit des températures assez élevées pour fpndre 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 à son usage dans la plupart des cas.

La simple flamme de l’hydrogène brûlant librement dans l’qir 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’oxigènn 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 protocarboné ne produit que fiôyô unités de chaleur; mais sa flamme, entraînée daqs 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 extrême-

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ment 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 cette 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 36 heures , temps ordinaire de la 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 pyroligneux qui ont été négligés.

Nous savons que les produits gazeux delà distillation du bois sont employés., dans (es grands ateliers de carbonisation à 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.

Il est important, pour concevoir de semblables faits , de se représenter que l’élévation d’un corps solide à une très haute température n’exige et n’emploieen 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 kilo-

DU calorique.

gramme de fera iooo° que pour élever un kilogramme d’eau à ioo°; d’où il résulte que, dans tous les arts où il est question d’élever des corps solides à une haute température, H faut Lien moins considérer la quantité de combustible à employer , que sa nature plus ou moins propre à produire une chaleur locale considérable.

Ce que nous venons de dire des appareils à 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 percarboné , obtenu aujourd’hui en si grand volume de la distillation du charbon de terre, est sans contredit le meilleur moyen d’éciairage qui existe , et son usage est déjà très répandu dans nos cités; mais ce gaz , considéré comme combustible, présente un intérêt tout à fait neuf et digne de la plus sérieuse attention.

Outre que les llammes 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 c msommant 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 paraît intrinsèquement beaucoup meilleur marché.

Ces avantages de convenance sont bien moins importais encore que ceux qui résulteraient de l’emploi du gaz

DES SOURCES

comme combustible pour les petits travaux dé forge et ceux de bijouterie. Nous avons construit une petite forge dans laquelle les pièces de fer ou d’acier, sur lesquels s’exerce ordinairement la coutellerie, rougissent à blanc avec une grande promptitude , une grande commodité , et avecl’avantage inappréciable de ne point oxider les métaux que l’on chauîfb par cette méthode. La dépense en gaz, au prix où les compagnies le livrent , n’esi 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 tem pérature 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 réduit les minerais de fer.

Déjà on a essayé de tirer quelque parti de ce gaz combustible , qüi se produit toutes les fois que le charbon brûle dans un lieu dont la température est extrêmement élevée. Nul doute que par la suite on h’appreniïé à employer utilemettt ce cônibüStible, dans un pays où lés bois dé-

DU CALORIQUE

viennent 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 d’une nécessité indispensable à l’appréciation d’iin très grand nombre de phénomènes usuels et d’opérations pratiques.'

Èn 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 7408 litres d’air ; mais dans les meilleurs fourneaux il y a toujours plus de la moitié de l’air qui échappe à Faction du combustible ; de sorte qu'en pratique il faut près de 20,000 litres d'air pour brûler un kilogramme de charbon de terre , c’est-à-dire au moins vingt-six fois son poids. Cette circonstance explique comment tous les fourneaux dans lesquels la combustion est languissante , faute d’un courant d'air suffisamment actif, 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 profiter de la chaleur produite ; de sorte que le premier principe de l’art de construire les

DES .SOURCES

appareils de chauffage est de faire en sorte que la combustion s’opère avec la plus grande aciivilé 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 calorique des 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 1 kilogramme de' combustible.

QUANTITÉ