Carbonisation

“ La carbonisation, c’est-à-dire l’extraction du charbon, du bois qui le renferme, consiste à placer le bois à l’abri de l’oxygène de l’air, afin qu’il ne brûle pas ; puis à le porter à une température telle que les nombreux composés des quatre corps simples cités plus haut, ne pouvant résister à l’élévation de la température, se dissocient, et forment des combinaisons d’un ordre plus simple, en général gazeuses, en laissant comme résidu fixe et infusible, le charbon. ”

“ Dans tous les cas, la carbonisation du bois en vue de l'obtention de charbon de bois est aussi ancienne que l’usage des métaux, et bien que dans d’autres parties de l’ancien monde la civilisation ne parut que plus tard, il est cependant certain que la carbonisation en fosses ou en meules a été partout pratiquée en même temps que l’exploitation des mines. ”

“ Le maintien de températures déterminées ainsi que l’allure de chauffage de l’appareil de carbonisation exercent en outre une influence sur l’opération de carbonisation et sur les rendements, et on a ainsi en main, dans une certaine mesure, la possibilité d’agir sur les rendements dans un sens ou dans un autre. Ainsi, une haute température du foyer, et par conséquent un travail rapide, donne toujours beaucoup de gaz, mais relativement peu d’acide acétique, d’alcool méthylique et de charbon. ”

“ Les produits gazeux incondensables obtenus par la carbonisation du bois sont des mélanges à proportion variable d’acide carbonique, d’oxyde de carbone, d’hydrogène, d’hydrogène carboné et d’azote, provenant des rentrées d’air dans l’appareil lors des changements. ”

“ Enfin, à une température plus élevée encore, voisine de la température du rouge sombre, le résidu de la carbonisation est brûlé : le charbon donne du gaz carbonique, et il reste un résidu blanc grisâtre de nature minérale : ce sont les cendres. On peut donc considérer trois stades de transformation des substances de l'organisme, sous l'influence de la chaleur : une dessiccation, une carbonisation et une incinération. ”

“ Le secours de la science chimique progressant sans relâche était nécessaire pour créer peu à peu l’industrie actuelle de la carbonisation, et à mesure que la chimie parvenait à dévoiler, par une rapide succession de découvertes, les secrets enfermés dans la houille, en même temps s’ouvraient de larges débouchés pour les produits de la distillation du bois. ”

“ La teneur en eau plus ou moins grande joue un rôle important dans la carbonisation, un bois étant d’autant plus convenable pour celle-ci que cette teneur est plus faible. Comme on l’a déjà dit, une richesse en eau élevée non seulement produit une très grande dilution du distillatum, mais encore est nuisible en ce sens que l’évaporation de cette eau augmente la consommation de combustible et prolonge inutilement l’opération de la carbonisation. ”

“ Les gaz qui s'échappent font connaître le degré auquel est arrivée la carbonisation en général, qu'on les enflamme ou non. La baguette témoin qu'on extrait de temps en temps, indique le degré de carbonisation aux divers points de la longueur du cylindre. — Au commencement l'eau s'éloigne sous forme de fumée bleuâtre; lorsque la température croît, il sort de l'acide carbonique avec de la suie en nuages obscurs, qui brûlent avec une flamme rouge quand on les allume. ”

“ Il a été impossible jusqu’ici d’obtenir du carbone pur par la carbonisation. Le charbon renferme toujours des gaz que la chaleur seule ne peut enlever complètement. La quantité de gaz fixée est d’autant moindre que la température a été plus élevée. ”

“ La carbonisation en vases clos est pratiquée dans l’industrie en vue d’utiliser les produits volatils ; le charbon n’est alors qu’un produit accessoire ; il a d’ailleurs une valeur moindre que le charbon de forêts et ne peut servir à tous les mêmes usages.
Les produits de la distillation du bois varient avec la nature du bois, avec la température à laquelle on opère et avec la durée de l'opération. ”

“ La carbonisation lente donne encore le charbon le meilleur, c’est-
à-dire le plus riche en carbone. La teneur en carbone est encore régularisée par la hauteur de la température finale, mais elle dépend aussi de ce que le refroidissement aura été effectué ou non dans l’appareil de carbonisation. Dans le premier cas, il se produit une absorption d’hydrocarbures, signalée par Juon, qui élève d’environ 6 % la teneur en carbone. ”

“ D’année en année, la technique de la construction d’appareils pour la carbonisation des déchets, s’est montrée en progrès, qui contribuent à améliorer les perspectives d’avenir de la carbonisation des déchets de bois. ”

“ On chauffe le fourneau ; bientôt les os s'échauffent, la matière organique entre en décomposition ; il se produit différens gaz carburés qui, portés à une haute température, s'enflamment: la carbonisation s'opère alors d'elle-même et naturellement. ”

“ La carbonisation de la sciure de bois et des déchets de bois analogues offre certaines difficultés, parce que, après le chargement dans les cornues de ces matières généralement très humides, il se produit dans les parties voisines des parois des vases et par suite les plus exposées à la chaleur une sorte de cylindre de charbon isolant, qui rend très difficile la pénétration ultérieure de la chaleur à l’intérieur de la charge. ”

“ Il faut donner aux réfrigérants une surface et un développement tels que, même au moment du plus fort dégagement de gaz et de vapeurs, provenant de la carbonisation, les gaz soient à la température de l’eau froide, à leur sortie, afin d’éviter les pertes qui
pourraient être considérables, résultant d’une condensation insuffisante. ”

“ Périodes de la carbonisation. - La carbonisation présente quatre périodes distinctes dont l'ouvrier doit observer avec soin la succession et la durée. Pendant la première période, que l'on pourrait appeler la période du suage, parce qu'elle est caractérisée par le dégagement de l'eau, les portes sont fermées et lutées et les cheminées sont ouvertes. Il ne s'en échappe que de la fumée sans flamme. ”

“ Le procédé de carbonisation dans les fours prend chaque jour plus d'extension. Il est pratiqué par les établissements métallurgiques et les administrations de chemins de fer. Les fours sont disposés de telle sorte que les gaz provenant de la distillation de la houille sont ramenés sur la sole du four avant de se rendre dans la cheminée de l'usine. Ces gaz y brûlent et la chaleur qu'ils dégagent dans leur combustion produit une économie notable de combustible. ”

“ La carbonisation naturelle s'effectue lentement dans le sol aux dépens des plantes qui y sont enfouies et donne les charbons naturels. La carbonisation artificielle, qui peut s'effectuer par divers pro- ; cédés, fournil les charbons artificiels (Voy. CHARBONS) . : L'idée de carboniser le bois est fort ancienne ; Théophraste en donne une description détaillée. Les Chinois carbonisent le bois dans des fours souterrains. Lebon imagina le premier, vers 1785, de carboniser le bois en vase clos, pour obtenir à la fois du charbon, des gaz combustibles, du goudron et du vinaigre de bois. ”

“ Le classement ne pouvait porter directement que sur la carbonisation de la tourbe, dont le siège peut être choisi ou déplacé et qui dégage une fumée nuisible. On a placé avec raison dans la première classe la carbonisation en meules, et dans la deuxième la carbonisation en four ou en vase clos. Mais il y a lieu de demander ou que les gaz de dégagement soient ramenés dans le foyer, comme cela se pratique dans les environs de Paris, ou que ces produits de distillation soient amenés dans un récipient de condensation. ”

“ Toute usine de carbonisation produit en outre malgré elle de grandes quantités de déchets de bois, consistant en copeaux résultant de la refente et surtout en écorce. Cette dernière se détaché d'elle-même pendant le temps que le bois reste entassé dans le parc, en attendant qu’il soit employé, et elle constitue un combustible très apprécié d’une grande valeur calorifique. ”

“ Bien que les fours en question fournissent un bon travail, ils ne peuvent pas cependant être considérés comme des appareils de carbonisation tout à fait irréprochables, parce que, par suite du long temps pendant lequel on doit les laisser refroidir, pour que l’on puisse, après le tirage du charbon, y pénétrer, afin de les charger à nouveau, on perd un temps très considérable, de sorte que ces dispositifs, malgré les grandes charges qu’ils peuvent recevoir, fournissent un rendement plus faible qu’une cornue avec une capacité de charge de 2 mètres cubes environ. ”

“ Le premier donne environ 15 pour 100 de carbone; on en obtient de 25 à 30 pour 100 par le second. Dans le premier cas,
le charbon est meilleur, mais on perd les gaz et liquides (acide acétique, esprit de bois, matières goudronneuses) qui se dégagent et que l'on recueille dans le second cas.
La science, par les expériences de MM. Fournet, Cagniard de la Tour, Gœppert, Violette, Daubrée et Bazoulier, a fait un pas en avant par la carbonisation, toujours à haute température, des bois et matières organiques renfermés dans des tubes hermétiquement fermés. ”

“ Pour pratiquer la carbonisation, on emploie ordinairement des appareils où le corps sur lequel on opère peut éprouver l'action de la chaleur sans avoir le contact de l'air, et l'on se sert pour combuslible d'une matière de valeur inoindre que la substance à carboniser. En pharmacie, on carbonise différens bois et écorces et quelques substahces animales, telles que les os et les éponges : on opère alors dans des creusets ou dans des cylindres die fer. ”

“ Ces gaz s'y condensent; et lorsque la carbonisation est achevée et que tout est froid, on trouve dans le trou un charbon de bonne qualité, dur, sonore, exempt de fumerons, et en plus grande quantité, dans la proportion d'un cinquième au moins, que par les procédés ordinaires des forêts. ”

“ Sur les 20,400,672 mètres cubes de bois de feu produits par les forêts de la France, le tiers au moins est transformé en charbon pour l’industrie métallurgique ou pour la consommation courante. La carbonisation a pour objet d’enlever au bois les substances qui ne servent pas à la combustion, de façon à obtenir sous le plus petit volume la plus grande puissance calorifique. ”

“ Quand la suée est terminée, on prolonge la couverte jusqu'au sol : pour généraliser la carbonisation on perce circulairement de distance en distance des évents, et au fur et à mesure on rebouche ceux qui ont servi à brûler le charbon supérieur, et on agit ainsi jusqu'à ce que toute la masse soit carbonisée. ”

“ Bien que, comme on le sait, malgré le faible prix des déchets, leur carbonisation ne puisse que très rarement donner des résultats financiers analogues à ceux des usines qui traitent le bois en morceaux, d’un autre côté, cette carbonisation peut, dans des conditions déterminées, être viable sans toutefois être capable de produire les montagnes d’or promises par maint inventeur. ”

“ Les combustibles qu'on carbonise ordinairement, sont le bois, la tourbe, le lignite et la houille. L'antliracite est trop près du carbone pour être soumise à la carbonisation.
On carbonise généralement en meule ou en four. La construction et l'entretien des derniers coûtent assez pour qu'on n'emploie la méthode des fours que lorsqu'on veut distiller et recueillir tous les produits du carbonide. Le procédé des meules est au contraire simple, facile et peu dispendieux. ”

“ La carbonisation en cylindres, par distillation, donne comme rendement 27 pour 100 d’un charbon léger, homogène, recherché pour la fabrication des poudres explosives, pour le filtrage, la réduction des métaux, comme désinfectant et absorbant des gaz en médecine, mais il brûle trop vite dans les fourneaux. ”

“ Le but de la carbonisation est d'obtenir le plus de char bon possible, et l'effet du charbon est en raison de sa densité , de son poids. Il est, eu conséquence du tableau qui précède , très avantageux de ne pousser d'abord la cuisson des meules qu'avec un feu modéré, et de chercher à le tempérer par tous les moyens possibles. Cette carbonisation lente augmente , comme on le voit, les produits d'une manière très-remarquable , puisque le résultat obtenu par M. Karsten est, par ce procédé, presque le double de celui donné pa,r la combustion rapide. ”

“ On devra donc, a cause de cela, toujours construire les usines de carbonisation dans des contrées où l’on puisse se procurer le combustible necessaire, et non être obligé de le faire venir de très loin, ce qui en augmenterait anormalement le prix. Mais il ne suffit pas que le combustible soit à proximité, il faut aussi que la fabrique soit munie de tous les dispositifs qui rendent possible un transport peu coûteux jusque dans sa cour. ”

“ Il est d'abord nécessaire de disposer le tirage pendant la carbonisation, pour que l'air d'accès passe du bois frais au bois carbonisé, car les produits volatils étant brûlés par l'air d'accès, celui-ci se trouve entièrement dépouillé de son oxygène quand il arrive au contact du bois déjà carbonisé et il ne peut ainsi brûler le :arbone solide en le transformant en acide carbonique. ”

“ La France, qui dès le commencement du XIXe siècle carbonisait le bois en vue de l’obtention d’acide acétique, etc., et d où cette industrie passa en Allemagne, produit aussi plus qu elle ne consomme, de sorte qu’une partie des produits doit également être exportée.
En France, la carbonisation est effectuée dans des cornues en tôle de fer ou d’acier d’une capacité de 2 à 10 mètres cubes, suivant les usines, et disposées soit horizontalement, soit verticalement ”

“ On observe constamment, dans la distillation du bois, un dégagement de gaz inflammables, de vapeur d’eau mélangée d’acide acétique, d’alcool méthylique, d’acétate de méthyle, d’acétone, de créosote, de phénols, de substances goudronneuses complexes et de quantités, très-faibles relativement, d’acides de la série grasse, ainsi que nous l’examinerons plus loin.
§ V. — CHARBON.
La quantité de charbon produite dans la carbonisation du bois varie avec la température, la durée de l’opération et la nature du bois. ”