L'UTILISATION DES COMBUSTIBLES

'30 L A H O U I L L E B L A N C H E lubie et, p a s suite, susceptible d'entrer s a n s i n c o n v é n i e n t

d a n s la c o m p o s i t i o n d ' u n e p e i n t u r e . C e c o r p s d é g a g e d e l ' a m m o n i a c à partir d e r5o°. D a n s les e n d u i t s ordinaires, il d o n n e , d é j à d e b o n s résultats, m a i s o n obtient d e s peintures

e n c o r e p l u s i g n i f u g e s e n p r é p a r a n t u n vernis spécial e n dissolvant u n linoléate (linoléate d e p l o m b ) d a n s l'essence d e térébenfine o u d e b e n z i n e d a n s la p r o p o r t i o n s u i v a n t e :

Linoléate d e p l o m b 100 k g .

E s s e n c e d e t é r é b e n t h i n e i 5 o O n broie ensuite a v e c ce vernis le m é l a n g e s u i v a n t :

P h o s p h a t e a m m o n i a c o - m a g n é s i e n . 70 k g .

A m i a n t e (en p o u d r e ) 70

C é r u s e 100 L a céruse p e u t être r e m p l a c é e p a r u n p i g m e n t q u e l c o n q u e ;

l'amiante n'est p a s indispensable, m a i s fait baisser le prix d e revient d e la p e i n t u r e .

D e n o m b r e u x essais effectués c o m p a r a t i v e m e n t avec cet i g n i f u g e , d e s peintures ordinaires et d e s p e i n t u r e s alcalines à l'amiante o n t m o n t r é n e t t e m e n t la supériorité d u p h o s - p h a t e : si l'on fait s é c h e r p e n d a n t d e u x m i n u t e s p a r la f l a m m e d ' u n b r û l e u r d e s p l a q u e s d e bois recouvertes d e p e i n t u r e i g n i f u g e a u p h o s p h a t e et d e p e i n t u r e ordinaire, celle-ci s ' e n f l a m m e et l'attaque a lieu s u r toute la l o n g u e u r d e la p l a q u e , soit 1/1 c e n t i m è t r e s . Celle a v e c p e i n t u r e igni- f u g e n e s'attaque q u e s u r u n e l o n g u e u r d e 3 à k c m . ; elle c h a r b o n n e m a i s n e s ' e n f l a m m e p a s , o u tout a u p l u s p e n d a n t q u e l q u e s s e c o n d e s et très f a i b l e m e n t ; cela p e u t s'expliquer p a r le fait q u e l'action se localise et q u ' i n é v i t a b l e m e n t le bois finit p a r être a t t a q u é p a r suite d e la d é s a g r é g a t i o n d e l'enduit ; m a i s il n'y a p a s p r o p a g a t i o n et, si la chaleur se p r o l o n g e , la p r o p a g a t i o n se t r o u v e retardée d a n s u n e large m e s u r e . O r , c'est p r é c i s é m e n t là le b u t d ' u n ignifuge.

A j o u t o n s q u e l'essence d e téi'ébenthine p e u t être r e m p l a c é e s a n s a u c u n d a n g e r , p a r d u tétrachlorure d e c a r b o n e .

O n e m p l o i e aussi la f o r m u l e s u i v a n t e :

C h l o r y d r a l e d ' a m m o n i a q u e 1 partie P h o s p h a t e d ' a m m o n i a q u e , 1 — D e ' m ê m e , celle-ci :

" B o r a t e d e s o u d e 1 partie C h l o r h y d r a t e d ' a m m o n i a q u e .. .. 1 — O n p e u t r e n d r e é g a l e m e n t le bois i n c o m b u s t i b l e e n o p é - rant c o m m e suit : o n le t r e m p e d a n s u n e forte solution d'alun et d e sulfate de fer d a n s l'eau, a v e c la p r o p o r t i o n s u i v a n t e :

A l u n 1 k g .

Sulfate d e fer 1 E a u 2 à 3 litres

M e n t i o n n o n s enfin la f o r m u l e à l'alun et a u sulfate d ' a m m o n i a q u e :

A l u n G o g r .

Sulfate d ' a m m o n i a q u e 60

A c i d e b o r i q u e 3 o Gélatine • 20

A m i d o n 6 L e m é l a n g e , effectué s o i g n e u s e m e n t , d o n n e u n produit d e

c o m p o s i t i o n u n i f o r m e constituant u n e n d u i t h o m o g è n e .

J. ESCAIID,

(.1 wirre ) Ingénieur cinilj'Lauréat de l'Institut.

L'UTILISATION DES COMBUSTIBLES

DE L'EMPLOI DES COMBUSTIBLES LIQUIDES ('!

Conférence d u Samedi 20 mars 1920, par M . GOÛTAI,, chef des Travaux à l'Ecole nationale des Mines.

L - G É N É R A L I T É S

Le problème de l'utilisation m a x i m u m des différentes sortes de combustibles dont dispose l'industrie est actuellement des plus importants. L a crise d u change, celle d u fret, la région d u nord dévastée ont augmenté considérablement les prix et diminué en m ê m e temps les quantités disponibles de ces matières indispen- sables à l'industrie. La solution la meilleure est qu'il faut compter le plus possible sur son propre effort et, parmi les remèdes pro- posés, il convient de citer l'utilisation des forces hydrauliques et u n meilleur.emploi de certains combustibles c o m m e le lignite, la tourbe, les huiles de schiste.

Les combustibles liquides peuvent être classés en 3 catégories : naphte, goudron de houille, huile de schiste.

i° N APHTE-PÉTROLES. — Le naphte brut est u n mélange de substances organiques, liquide, d'origine naturelle qui par distil- lation donne des hydrocarbures.

Quelques projections montrèrent l'exploitation des mines de pétrole, le forage des puits au trépan, l'entubage. Souvent après le forage, le naphte jaillit donnant u n jet liquide qui vient former de véritables lacs à la surface d u sol, (il y a alors danger d'in- cendies) lorsque le naphte n e jaillit pas naturellement il faut le pomper. Les principaux centres d'exploitation sont ceux d u Cau- case et ceux de T'ensylvanie. Les premiers sont exploités depuis

1872, les autres depuis ïS5r,. Il faut aussi mentionner ceux de Roumanie, de Galicie, d u Mexique, d u Canada, d u Texas, du Japon, de Chine, de Bornéo, d'Egypte, d'Alsace, d'Algérie.

Le naphte brut est u n liquide foncé à reflets bleuâtres, à odeur caractéristique. Sa densité varie de 0,80 à 0,97. C e sont les naphtes russes qui sont les plus lourds.

Composition

m o y e n n e Limites

C 8/, % ⁸² à ^{87.5 %}

II • ^{i3 % 10} à ^{16 %}

O + A z ^{3 % 0.1} à ^{6- %}

Leur teneur en carbone est triple.de celle d'une houille denii- grasse. Leur pouvoir calorifique déterminé à l'obus Malher est de 10.600 calories en m o y e n n e (io.3oo à n 200). Leur distillation fractionnée donne :

a) Ethcrs de pétrole passant au-dessous de 70⁰, liquide mobile dont le point d'inflammation est de —• 5o° et qui constitue un mélange détonant d'emploi dangereux ;

b) Essence de pétrole ou essence- minérale passant de 70⁰ à ION⁰ et, m ê m e 180⁰. Son point d'inilammabilité est — TO° et quelque- fois — 3o° ; c'est encore u n liqude d'emploi dangereux ;

c) Pétrole lampant passant de 1700 à 2800. Son point d'inilam- mabilité varie de 25° à 35° ;

cl) Huiles solaires de 2800 à 3?o°. L e point d'mflammabililé varie de 8o° à 85".

{') Voir aussi : * Chimie cl. Industrie ». Vol. 3-N» 2 • « Chauflapc à riuule lourde des fours métallurgiques » par A . Couvy.

« Bulletin de la Société des Inoévievrs civils > Octobre 1918 « Elude des ressources en combustibles liquides » par A. Guiselin.

« Congrès du Génie Civil » M a r s 1918. » L e pétrole est u n combus- tible ».

« Revue Générale des Sciences ,> février 1920.

Conférence donnée, par In Sociélé Encouraqemeïit ci l'Industrie Xa/> ovale « L'intérêt et l'utilisation des | combustibles liquides »

EO V . 2fii.

Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1921011

- L A H O U I L L E B L A N C H E c) Huiles de graissage- de 320° à 36o°. Par refroidissement des

huiles de graissage o n obtient la paraffine.

Le résidu constitue le brai ou asphalte artificiel.

Lorsqu'on cesse la distillation à 280⁰ on obtient u n e matière noire constituant le Mazout et qui a pour composition :

C 87 % H 12 %

O -t- A z 1 %

Il faut 11 m³ d'air pour brûler 1 kg. de mazout. Cette combus- tion dégage 10.600 calories C ) . La vaporisation de la vapeur d'eau correspondant à une perte de 600 à 65o calories, le pouvoir calori- fique réel ou pouvoir calorifique inférieur se trouve ramené à 10.000 calories. Les foyers industriels permettent d'utiliser 80 % de cette chaleur. U n kg. de mazout correspond à i3 o u i3,5oo kilogrammes d'eau à l'état de vapeur ramenée' à 100°. L e kg. de mazout correspond aussi à 1,700 kg. de houille m o y e n n e .

L'essence de pétrole et le pétrole lampant ne peuvent pas être utilisés dans les foyers industriels à cause de leur point d'inflam- inabilité qui les rend dangereux.

2⁰ GOUDRONS DE HOUILLE. — La distillation donne :

a) au-dessus de 170⁰ des huiles légères (hydrocarbures aroma- tiques).

b) de 170⁰ à 260⁰ des huiles moyennes (phénols et naphtalène).

c) de 260⁰ à 36o° des Imites anthracéniques ou huiles lourdes.

Il reste le brai qui peut être demi gras, gras, o u sec ; il est utilisé pour la fabrication dos briquettes. Les huiles légères ser- vent à la fois c o m m e combustible et c o m m e produit chimique naturel. Elles sont surtout employées sous cette dernière forme.

Les huiles moyennes dont le point d'inllammabilité varie do 70⁰ à 70⁰ sont dangereuses à employer. Les huiles lourdes débar- rassées des produits solides ont u n e densité de 1,1 et sont utilisées dans le chauffage.

Pouvoir calorifique supérieur à 9 J 0 0

— — inférieur à 8.900

U n kg. peut vaporiser de 11 à 12 kilogs d'eau, alors que le mazout en vaporise de i3 à i3.5.

3° HUILES DE SCHISTE, HUILES DE LIGNITE. — Leur pouvoir calo- rifique est de Q.5OO. Il est donc u n peu supérieur au précédent et un peu inférieur à celui d u mazout ; elles sont d'un emploi facile à condition de remonter leur point d'inflarnmabilité en les débar- rassant des carbures légers qu'elles contiennent et qui sont à point d'inflarnmabilité faible.

II. - P R O P R I É T É S G É N É R A L E S D E S C O M B U S T I B L E S L I Q U I D E S

i° AVANTAGES. — 1 ) Pouvoir calorifique élevé.

2) Facilité de magasinage, de transport (pipe-Line). Réserves possibles — peu d'altération.

3) Introduction automatique dans les foyers.

h) Pas de cendres.

5) Main-d'œuvre réduite (8 à 10 foyers par ouvrier et m ê m e plus).

6) Régularité d u chauffage.

7) Modification instantanée d u chauffage.

8) Faible volume (trains, navires) : 800-870 kilogs de charbon au m³ ; 1.100 kilogs d'huiles au m ³ (5o % de calories en plus).

9) Pas de fumées (navires de guerre).

2° INCONVÉNIENTS. •— 1) Mazout. L'emploi de ces huiles corres- pond à la perte d'un certain n o m b r e de corps naturels recherchés par l'industrie : hydrocarbures, huiles pour le graissage, para- ffine, asphalte et brai. Les uns de ces produits sont déjà insuf-

(') Ces chiffres déterminés par M . Goûtai peuvent-varier jusqu'à 2 •'•>

mvant tes corps employés.

lisants pour les besoins industriels : en brûlant le mazout o n les détruit. 11 faut surtout s'attacher à conserver les huiles de grais- sage et la paraffine ; u n e fois ces produits récupérés o n peut réunir les huiles solaires au résidu et reconstituer le mazout.

2) Huiles de goudron de houille. Leur production est trop limitée il faut tâcher de l'augmenter (moteurs Diesel).

3) Huiles de Schiste : présentent l'inconvénient de renfermer d u soufre. Pour diminuer celte teneur o n peut les diluer avec des goudrons de houille épais, à anthracène et à naphtaline non uti- lisables : il y a alors à la fois diminution de la teneur en soufre et augmentation de la fluidité.

3° CRITIQUE GÉNÉRALE. -—• L a grande critique que l'on puisse faire aux combustibles licpiides, en France tout au moins, c'est leur prix trop élevé. Leur pouvoir calorifique utilisable dans les foyers industriels correspond à :

a) houille m o y e n n e 5.000 calories b) goudron (huile de) 5.800 — c) schiste (huile de) 7.200 — d) mazout 8.000 — U n e tonne de mazout équivaut à :

a) houille m o y e n n e 1.600 K g s b) huile de goudron 1.180 — c) huile de schiste 1.100 — Or, le mazout qui valait 180 francs la tonne en 1900 (90 francs de douanes compris) revient maintenant à :

fin 1919 45o francs la tonne

2 mars 1920 280 shillings 60 d'achat + 220 de fret i5 mars 1920 012 shillings

Pour une utilisation réellement avantageuse, il faudrait que nous exploitions nous-mêmes et puissions ainsi nous passer de l'aide étrangère.

Il faut enfin noter que l'emploi sous forme pulvérisée, augmente le pouvoir calorifique d u charbon : 1,000 kgs de mazout équi- valent alors à i./joo kgs charbon pulvérisé.

4° CARACTÉRISTIQUES ESSENTIELLES : Pouvoir calorifique m i n i m u m :

Mazout io.3oo cal. (eau condensée) Schiste 9.000 G o u d r o n 8.600

Teneur en soufre pas trop élevée : inférieure à 1,2 %'.

Point inflammabilité : doit être toujours supérieur à -1- 100⁰. Enfin : pas de cendres, bonne viscosité et teneur en eau infé- rieure à 3 %.

Détermination de ces constantes : L e pouvoir calorifique se détermine à la b o m b e Malhcr : c o m m e les corps étudiés ne sont pas volatils il n'y a aucune précaution à prendre et ces déter- minations sont d'une haute précision.

Teneur en soufre : le dosage d u soufre se fait dans la b o m b e Malher m ê m e , par la méthode ordinaire, qui consiste à brûler u n poids connu de matière, dans la b o m b e , en présence d'oxygène c o m p r i m é . Après la combustion o n ajoute une solution à 10 % de peroxyde de sodium, o n filtre, o n acidulé par II Cl et on pré- cipite l'acide sulfurique à l'état, de S O⁴ Ba. II v a intérêt à intro- duire dans la b o m b e quelques c. c. d'eau d u calorimètre qui diminuent les pertes à l'ouverture. C o m m e cette eau fait partie de l'eau d u calorimètre les constantes de ce dernier ne se trouvent pas changées.

Point d'inflammabililé : sa détermination se fait suivant 2 m é - thodes : soit en vase ouvert, soit en vase fermé. D a n s la première, on chauffe le corps étudié au bain de sable ; la température est indiquée par u n thermomètre et on approche u n e allumette en- flammée de temps en temps à mesure que la température s'élève : quand le corps prend feu la température est- alors le point d'in- flammabilité. Cette méthode est insuffisante car il peut y avoir dégagement de carbures pouvant faire de petits mélanrres déto- nants. O n opère en vase fermé avec des appareils spéciaux.

— 3 2 - L A H O U I L L E B L A N C H E

Viscosité. Le viscomètre le plus employé se compose d'un tube en U dans lequel circule le liquide ; dans la branche ascendante se trouve u n e tige bien calibrée qui force le liquide à passer dans u n espace annulaire et contrarie ainsi sa marche. La vitesse d'écoulement d u liquide donne alors avec l'étalonnage la visco- sité. U n thermomètre indique la température dans l'intérieur du tube.

III. - U T I L I S A T I O N D E S C O M B U S T I B L E S L I Q U I D E S D A N S L E S F O Y E R S

T" FOYERS. — i. Foyers à .volatilisation basés sur la facile distil- lation des hydrocarbures, comprennent l'entraînement et l'in- flammation d u carburant à l'étal de vapeur.

IL Foyers à pulvérisation dans lesquels le combustible est e m - ployé dans u n état intermédiaire entre l'état liquide et celui de vapeur. Les différents modes de pulvérisation sont les suivants : pulvérisation à vapeur, pulvérisation à l'air, pulvérisation à gaz de récupération. L'avantage de ces foyers est de maintenir cons- tant le rapport entre le combustible et le comburant. La combus- tion est régulière, sans explosions.

Le io r procédé par volatilisation exige des combustibles assez volatils tels que les goudrons à haute tempéralure, riches en carbone ; il ne faut pas employer de pétroles riches en asphalte qui formeraient des dépôts de carbone. Dans le a" procédé an contraire tous les combustibles conviennent également.

2° PROCÉDÉ PAR VOLATILISATION. — Précautions :

i" Bien régler le débit de l'hydrocarbure par rapport à l'air.

2° Maintenir à haute température la chambre de combustion.

3° Emploi c o m m e comburant d'air chauffé par récupération.

3° PROCÉDÉ PAR PULVÉRISATION : i° Dosage parfait d u combu- rant et d u combustible.

2° Le dard constitue u n e véritable c h a m b r e de combustion à 1.700⁰ : le chauffage préalable n'est donc par nécessaire.

3° O n fait varier l'orifice d'écoulement suivant la fluidité. Tou- tefois la limite est de i œ/m 2. O n règle la vitesse pour une meil- leure pulvérisation possible. Lorsque la vitesse est m a l réglée on risque de voir des parcelles n o n comburées ou de voir la flamme diminuer et s'éteindre. Le rendement calorifique diminue alors.

4° Réglage d u pulvérisateur : lorsqu'il y a des fumées noires, c'est signe d'un excès de combustible ; dans le cas contraire c'est l'air qui est en excès. Pour avoir une bonne marche, les fumées doivent avoir u n e teinte à peine visible. Température de la llammc i-oo°. Emploi de la vapeur c o m m e agent de pulvérisa- tion : il faut 80 à 100 kgs de vapeur par tonne.

5° Qualités d'un bon pulvérisateur : doit être d'un nettoyage facile, d'un réglage parfait et enfin élastique, c'est-à-dire pou- vant marcher suivant des régimes très variés.

Des vues des principaux types d'appareils furent projetées.

4°. TKANSKOIIMvrio.v »'CN FOYKR ORDINUUE EN FOYER A COMBUS- TIBLES LIQUIDES. — Diviser le foyer par u n e sole en briques. Dis- poser une couche de briques réfractaires pour protéger les tôles.

Garnir le devant par u n m u r en briques avec des regards et des trous pour l'injecteur.

E n ce qui concerne les combustibles liquides, il convient de ci 1er encore les recherches faites en Angleterre principalement sur les locomotives en vue d'un chauffage mixte au charbon et au mazout (chaudières télécospiques), et aussi les tentatives faites pour donner à ces combustibles la consistance, solide (*) (bri- quettes). Le combustible ainsi employé présente les inconvénients des combustibles solides, mais en revanche, il n'exige pas la transformation des foyers.

P) En particulii r : « Société des combustibles industriels ».

S O C I É T É S S A V A N T E S

G É O G R A P H I E E T N A V I G A T I O N

Les voies navigables d'Alsace et de Lorraine : leur rôle et leur avenir. — Note ('), de M . "En. IMBEAUX

J'ai l'honneur — et la joie patriotique — de présenter à l'Académie une Note, malheureusement trop résumée, sur la situation actuelle d u réseau des voies navigables de l'Alsace et de la Lorraine, le rôle qu'il joue et devrait jouer, ainsi que sur les transformations importantes qu'il aura à subir dans l'avenir pour bien desservir les besoins industriels des deux provinces.

DENRÉES A TRANSPORTER. — L'importance économique d u sujet résulte de la richesse m ê m e de leur industrie, laquelle comprend :

i° Combustibles : Bassin houiller de la Sarre, produisant annuellement 17 millions de tonnes de charbon, et son prolonge- m e n t éventuel vers Pont-à-Mousson ;

Bassin pétrolifère de Pechelbronn (3o.ooo* de pétrole par an).

20 Minerai de fer : Bassin métallurgique lorrain (y compris une faible partie belge et luxembourgeoise), ayant produit en igi3, le chiffre é n o r m e de 48.171.000* de minerai, dont environ 18 mil- lions de tonnes ont été exportées (principalement en Westphalie) ; le reste, traité sur place, a exigé l'apport d'environ 10 millions de tonnes de coke o u fines à coke (provenant presque entièrement de la Westphalie) et a donné IO.III.OOO* de fonte brute (5.978.000' d'acier).

3° Potasse et sels de potasse : Bassin potassique des environs de Mulhouse, contenant 323 millions de tonnes de potasse pure. E n 1913, o n a extrait 40.170 * de potasse pure, mais o n prévoit u n accroissement très rapide.

4° Soude et sels de soude : Nombreuses soudières et salines de Lorraine, produisant annuellement environ 36o.ooo* de sel brut et raffiné, et 52o.ooo* de sel transformé en soude et carbonate de soude.

5° Chaux et ciments, grés, calcaires, etc. : Nombreuses usines de chaux et ciments ; nombreuses carrières do pierres ; tuileries, bri- queteries, faïenceries, etc.

6° Autres industries : Tissages et filatures d'Alsace et des Vosges (exigeant l'apport des cotons d'Amérique) ; blés venant par le Rhin ; vins du Midi ; bois des Vosges et de la Forêt Noire, etc

SITUATION nu RÉSEAU DES VOIES NAVIGABLES. — Le réseau des voies navigables d'Alsace et de Lorraine qui vient d'être, pour la partie autrefois annexée, rattachée au réseau français, comporte :

i° Des fleuves et rivières, canalisées ou à l'état naturel, savoir : Le Rhin, la Moselle, la Sarre, la Bruche et 1*111 ;

Malheureusement, ces cours d'eau ne sont pas partout en état de navigabilité. Ainsi, le Rhin n'est navigable qu'à l'aval de Strasbourg, et m ê m e , de Strasbourg à Spire, le tirant d'eau des- cend encore souvent, en basses eaux, c'est-à-dire en hiver, à 1 m . 4o : ce n'est qu'à l'aval de Spire qu'on est assuré d'avoir toujours am, et à l'aval de Cologne 3m. A J'amont de Strasbourg, on n'a, u n e partie de l'année, que ora,70 de hauteur d'eau, et les efforts pour faire de Bâle u n port important ont échoué jusqu'ici.

Le régime d u Rhin alsacien est essentiellement glaciaire, c'est-à- dire que les basses eaux ont lieu de novembre à avril, et les hau- tes eaux, de m a i à août, correspondant à la fonte des neiges ; ce n'est qu'à l'aval de Bingcn que, grâce aux apports des grands

(') Séance d u ?8'a\ril I9lf>.