Combustibilité

“ Le moyen le plus employé pour produire de la chaleur est la combustion, c'est-à-dire la combinaison chimique d'un corps appelé combustible avec un autre qu'on désigne sous le nom de comburant.
A un point de vue général, tout corps qui, en s'unissant à un autre, dégage de la chaleur, peut être classé dans les combustibles, mais le plus souvent, le combustible est un composé de carbone et d'hydrogène, unis ou mélangés à d'autres éléments ; le comburant est l'oxygène puisé presque toujours dans la masse atmosphérique. ”

“ Quels sont les phénomènes dont la cheminée et le tuyau sont le théâtre?
Vous savez déjà que la combustion n'est autre chose que la combinaison avec le combustible de l'un des gaz dont le mélange constitue l'air, et qu'on appelle l'oxygène. Cette combinaison a lieu avec un grand développement de chaleur, et c'est cette chaleur que nous employons à chauffer nos appartements.
Mais cette combinaison ne détruit, n'anéantit ni le combustible, ni l'oxygène. Anéantir est un mot aussi impossible à comprendre que le mot créer. La matière ne se détruit pas plus qu'elle ne se crée. ”

“ On entend par combustion la combinaison d'un corps avec l'oxygène, quand cette combinaison est accompagnée d'un dégagement de chaleur et de lumière, et par combustibles les corps qui donnent lieu à ces phénomènes. Le carbone et l'hydrogène représentent les éléments essentiels des combustibles; en se combinant avec l'oxygène, ils dégagent du calorique et fournissent de l'acide carbonique et de la vapeur d'eau, en même temps que des produits variés, résultat d'une combustion incomplète. ”

“ La puissance calorifique d'un combustible est égale à la somme des quantités de chaleur dégagées par les éléments qui le composent, en ne tenant pas compte de l'hydrogène qui peut former de l'eau avec l'oxygène du combustible. ”

“ En effet, la matière qui se consume en nous est du carbone, représentant le charbon ou le bois qui brûle dans nos foyers ; et, dans les deux cas, cette combustion a lieu par l'intervention de l'oxygène, gaz qui, comme on l'a vu plus haut, est introduit dans notre organisme par la respiration; de sorte que le but de cette grande fonction est de fournir constamment l'un des éléments essentiels de la combustion intérieure. Dans notre corps, comme dans nos foyers, cette combustion, ou, pour parler comme les chimistes, cette combinaison du carbone avec l'oxygène, produit de la chaleur. ”

“ Qu'est-ce que cela signifie, sinon que leur affection mutuelle — on appelle cela en chimie leur affinité réciproque — développe en eux une ardeur extrême ?. Eh !
bien, le phénomène de la combustion n'est autre : c'est l'ardeur, en termes scientifiques le dégagement de chaleur et de lumière que produit l'union de deux substances, l'une combustible, l'autre comburante, possédées l'une pour l'autre d'une violente passion — j'entends d'une puissante affinité. Le corps comburant par excellence, c'est le gaz oxygène. ”

“ La carbonisation d’un combustible quelconque, — c’est-à-dire le chauffage hors du contact de l’air, contrairement à ce qui se fait dans la combustion — a pour but d’expulser toutes les matières volatiles, gazeuses ou liquides, que la substance contient, et le résidu solide de cette opération, si elle est suffisamment prolongée à une température convenable, est le charbon. ”

“ Dans les arts industriels où il s'agit de brûler un combustible donné, pour produire un maximum de chaleur, on arrive à ce résultat chaque fois qu'on fournit au combustible l'air qui lui est nécessaire pour convertir tout le carbone en acide carbonique. ”

“ En un mot, suivant la manière dont il se comporte au feu, le combustible présente des qualités très variées, et répond à des besoins très divers, tels que le chauffage des foyers domestiques où des générateurs de vapeur, l’emploi dans les fourneaux métallurgiques, la production du gaz d’éclairage, la cuisson de la chaux, etc. ”

“ Quant au carbone, il est l'élément essentiel de presque tous les combustibles. Toutefois cette remarque doit faire supposer que les corps composés employés pour le chauffage sont des corps riches en carbone et en hydrogène. C'est ce qui existe en effet. Le nombre en est considérable et on les a divisés en : Combustibles naturels (tels que le bois, la tourbe, les houilles) et combustibles artificiels. Ces derniers comprennent à la fois : Des produits de calcination (charbon de bois, charbon de tourbe, coke) ; Des produits de distillation (gaz, carbures d'hydrogène, goudron, etc.) ”

“ En effet, l'acte de la respiration, chez un adulte, rejette dix-huit litres d'acide carbonique par heure, et si vous ajoutez à ce chiffre l'appoint fourni par l'éclairage des lampes à pétrole, à l'huile et au gaz, lesquelles déversent, par
la combustion, du gaz irrespirable et surchauffé, il existe, accumulée au plafond, une somme considérable de gaz méphitiques que nous ferons évacuer par un orifice en communication avec l'air extérieur, et muni d'une fermeture à soupape, pour permettre d'en régler le fonctionnement. ”

“ Tous nos combustibles ordinaires, tels que la bouille, le bois, l'huile, le suif et la cire, contiennent une large proportion de carbone et par conséquent ce gaz se produit en volume considérable pendant leur combustion. De même aussi la respiration des animaux dépend de la présence de l'oxygène dans le milieu, air ou eau, qui les entoure. La respiration est en effet une sorte de combustion lente dans laquelle l'oxygene introduit dans le système par les poumons ou
les bronches est consumé en formant des produits oxydés tels que le gaz acide carbonique. ”

“ Dans le bois, la houille, l'huile, le suif, l'esprit-de-vin, dans tout ce que nous appelons des combustibles, parce qu'on a donné le nom de combustion à ce mariage de l'oxygène avec les autres corps, l'hydrogène et le charbon se tiennent renfermés, bien sages et bien tranquilles, comme deux enfants qui jouent à la cachette. ”

“ Désignons par s la surface de la grille cherchée, par p, comme nous venons de le dire, le poids de combustible brûlé par mètre carré et par heure, et par N la puissance calorifique de ce combustible.
Le poids de combustible brûlé par heure est ps, et si la combustion était complète, la chaleur dégagée serait psN. La chaleur utilisée dans l'appareil de chauffage est toujours beaucoup moindre, tant par suite de la combustion incomplète que des pertes de toute nature, refroidissement des parois, dégagement des gaz de la combustion encore chauds, etc. ”

“ La chaleur transmise, à travers la masse, par les gaz de la combustion qui se dégagent du bas, produit la distillation des couches supérieures; le mélange de gaz, oxyde de carbone, hydrogènes carbonés, etc., s'échappe par un orifice placé près du sommet et il est conduit par des tuyaux aux foyers spéciaux où la combustion doit s'effectuer.
Les gaz qui sortent du gazogène ont une température qui dépend de la nature du combustible; avec la tourbe et le bois, elle ne dépasse pas quelquefois 300°, tandis qu'elle s'élève à 7 et 800° et au-dessus avec la houille et le coke. ”

“ Il est rare que le comburant air et le combustible soient en proportions telles que la combustion s'effectue 4'une façon complète, et le plus souvent on trouve, outre les gaz susmentionnés, de l'oxyde de carbone, des carbures d'hydrogène, des produits pyrogénés empyreumatiques, des particules de charbon qui ont échappé à la combustion. ”

“ Combustion des gaz. — Lorsqu'un gaz combustible, tel que le gaz de l'éclairage, s'échappe, dans l'air par un orifice et qu'on approche du jet un corps enflammé, on détermine immédiatement la combustion. ”

“ Les combustibles artificiels sont ceux qu'on obtient en faisant subir aux combustibles naturels une opération préliminaire. C'est ainsi qu'on obtient, par la carbonisation, le charbon de bois et de tourbe, le coke; par la distillation, le gaz de l'éclairage, les goudrons, les huiles et leurs dérivés; par l'agglomération, les mottes de tannée, les briquettes de houille, les charbons moulés. ”

“ L'emploi des gaz, comme combustibles, présente de tels avantages, à cause de la facilité du mélange avec l'air et du règlement de la combustion, qu'on a construit, pour transformer en gaz les combustibles solides, des fourneaux spéciaux qu'on appelle des gazogènes. ”

“ UN comprend sous le nom de combustibles toutes les substances susceptibles de se combiner plus ou moins rapidement avec le gaz oxigène, ou d'en dégager le calorique sous la forme de chaleur et de lumière Les principes les plus abondans, dans les combinaisons matérielles qu'on désigne sous ce nom, sont le charbon ou carbone, l'hydrogène, et l'oxigène , qui existent dans toutes à diverses proportions; et c'est à la différence relative de ces proportions qu'il faut attribuer le degré plus ou moins grand d'aptitude de chaque combustible à l'emploi qu'on veut en faire. ”

“ Quand nous nous occuperons du carbone et de ses combinaisons avec l'hydrogène, nous dirons un mot de l'éclairage au gaz et nous nous étendrons davantage sur l'utilité qu'on peut retirer de la flamme dans un chauffage bien entendu. ”

“ Le gaz, ce produit volatil dont il est ici question, extrait d'un combustible quelconque brûlant avec flamme, dont il est la quintescence, n'est pas seulement resté un agent éclairant, il est devenu un combustible tout préparé, indispensable à nos besoins journaliers ”

“ La combustion, — durant laquelle se produit la chaleur dont l’homme tire parti, et qui est très variable suivant la nature du combustible, — a lieu à une température également variable ; elle produit de la flamme ou n’en produit pas, suivant que ses élémens sont combinés de telle ou telle manière. Sous ce rapport, la classification géologique ne perd pas entièrement son empire, attendu que les combustibles des différens âges ne peuvent généralement pas se suppléer dans les arts métallurgiques ou dans la production de la chaleur. ”

“ Toutes ces variétés de combustion prouvent que le gaz a cela de particulier qu'il se prête facilement aux applications qui lui sont propres et qui seront de notre part l'objet d'une étude spéciale dans le cours de cet ouvrage.
La combustion d'un corps quelconque à l'état solide ou gazeux développe une quantité de chaleur correspondante à la puissance calorifique des éléments qui le constituent et qui sont soumis à l'action comburante de l'oxygène. ”

“ Ce qui coûte cher en chauffage, c'est tout le calorique, et tout le combustible perdu; c'est toute cette chaleur qui se perd à rougir le mur et le tuyau de la cheminée ; c'est le bois et tout le charbon qui se consume, une ou deux heures avant Je temps et autant après. Avec le gaz, au contraire, on n'use exactement que la quantité utile. ”

“ Mais le combustible, comme réservoir d’énergie, est encore infiniment supérieur à l’explosif. Ce fait tient à ce que le combustible ne comporte qu’un élément de la réaction chimique et que l’autre élément, le comburant, est puisé gratuitement dans l’atmosphère au fur et à mesure des besoins. ”

“ Avant de terminer ce qui est relatif à la combustion du gaz il nous reste à formuler notre opinion sur la production de chaleur qui dérive de sa combustion, en même temps que sur son utilisation par rapport aux moyens employés et aux appareils existant dans l'industrie. ”

“ Volumes de gaz produits par la combustion d'un kilogramme de combustible. — Si le combustible était formé de carbone pur, le volume de gaz qui sortirait par la cheminée serait égal au volume d'air qui a pénétré dans le foyer, dilaté à la température de la cheminée. ”

“ Ainsi que nous le verrons plus loin lorsque nous traiterons des différents phénomènes de la combustion nous remarquerons que les gaz qui développent plus de lumière sont ceux qui sont pourvus d'une plus grande quantité de carbone, en considérant toutefois que la flamme varie aussi en raison de la proportion et de la température de l'air destiné à entretenir la combustion. ”

“ Disons, en passant, que voilà un savant de premier mérite qui adopte notre manière de voir sur la combustion ; les gaz regardés comme comburants peuvent devenir des combustibles, ou mieux, la distinction des comburants et des combustibles ne doit plus exister. ”

“ Parmi les analyses publiées par Angus Smith (2) , nous citerons les résultats suivants : l'air d'une étude, au niveau de la table, contenait 0,0011 d'acide carbonique, en volume; au niveau du plafond, et à la même heure, l'air contenait 0,0015 du même gaz.
Nous devons au professeur Coulier, du Val-de-Grâce, les observations suivantes (3) : L'air vicié par la respiration et la combustion est plus léger que l'air ordinaire, en raison de sa température et de la vapeur d'eau qu'il contient. ”

“ Pour chauffer l'air d'une pièce quelconque d'un appartement, on emploie généralement le feu. Ce feu résulte de la combinaison rapide des matières combustibles, telles que le bois ou le charbon, avec l'oxygène de l'air. Le combustible, en s'oxydant ou, pour parler un langage moins chimique, en brûlant, se transforme en produits gazeux qui constituent la fumée et en produits terreux qui sont les cendres. ”