Méthodes de production

Le charbon de bois peut être obtenu par divers procédés :

A - Procédé des meules forestières

Le dressage est différent selon le type de meule, la capacité et selon que l'allumage se fait par la partie supérieure ou par la partie inférieure. Il est courant d'utilisé la méthode suivante :

Le bois est coupé en troçon de 66 à 70 cm. (charbonnette). Le charbonnier construit d'abord une sorte de cheminée triangulaire ou carrée, puis, tout autour, il dispose lebois dressé à peu près verticalement sur deux ou trois couches superposées. Quand la meule est suffisamment volumineuse, il couvre le tout de mousse, de feuilles, puis de terre battue et ménage quelques orifices d'entré d'air à la base de l'édifice. La meule est allumée à l'aide de brandons versés dans la cheminée; une dumée abondante, d'abord rendue blanche par la présence de vapeur deau, puis jaunâtre et fuligineuse par la distillation des goudrons sort de la cheminée, quand elle s'éclaircit, devient bleutée, le charbonnier obture la cheminée, ouvre des évents un peu plus bas, pour les reboucher quand, de nouveau, la fumée est claire et en pratiquer d'autres en descendant, et ainsi de suite. La carbonisation dure de vingt-quatre à trente-six heures, quelquefois plusieurs jours, suivant la grosseur de la meule et la nature du bois, après quoi on laisse refroidir pendant un temps suffisant, en bouchant tous les orifices. Enfin, on démolit la meule et on trie le charbon pour éliminer les parties terreuses, les pierres et les fumerons.

Cette fabrication demande beaucoup d'expérience et d'attention du charbonnier, qui doit tenir compte de la nature du bois, du vent, de la température, de l'aspect des fumées, du temps sec ou humide, de l'irrégularité du tassement, etc.

B - Procédé des fours métalliques démontables

Dans ce procédé, on construit la meule comme précédemment, mais la couverture de mousse et de terre est remplacée par une enveloppe métallique en plusieurs parties qui s'assemblent très rapidement. Ce procédé permet d'obtenir un charbon plus dur, plus homogène, car la cuisson est plus régulière, et demande moins de surveillance.

De nombreuses mesures effectuées avant et après carbonisation permettent de dire que l'on peut obtenir de 150 à 250 kg. de charbon par tonne de bois ou 60 à 85 kg. par stère.

 

 

Préparation et stockage du charbon de bois.

Le charbon est trié (on enlève les pierres, les incuits, les mas terreux), puis concassé et dépousssiéré par criblage. Ces deux dernières opérations conduident à un résultat intéressant : le charbon fourni par l'écorce est très friable et est éliminé; comme c'est surtout l'écorce qui contient les matières inertes, il y aura d'autant moins de cendres et de mâchefers, dans le foyer du gazogène, que le concassage et le dépoussiérage auront été mieux conduits. Pour des raisons déjà expliquées pour le bois (éviter les voûtes et le tassement du combustible, il faut suivre les prescriptions des constructeurs.

Les bois durs donnent des charbons durs, les bois tendres et les résineux, donnent des charbons tendres, donc un peu plus friables et plus légers et, par conséquent, un peu plus encombrants.

Comme le charbon de bois peut absorber une proportion notable de son poids d'eau, il importe de stocker les sacs dans des endroits secs. On utilise cependant couramment des charbons contenant 7 à 8 % d'eau; cette eau passant, sous forme de vapeur, sur les charbons rouges, est décomposée et le gaz s'enrichit d'hydrogène et d'oxyde de carbone sans apport d'azote, puisque l'air n'intervient pas.

Un sac de 10 kg. de charbon de bois se rapproche d'un carré de 30 cm; de côté pour une longuer de 70 cm. Pour stocker une tonne de charbon en sacs, on peut donc compter comme nécessaire une surface couverte de 4,80 m. x 0,70 m., les sacs étant empilés sur environ 1,80 m. de haut.

 

 

Normes commerciales du charbon de bois pour gazogène.

Les conditions de bonne utilisation auxquelles doivent satisfaire les charbons de bois pour gazogènes peuvent être ainsi résumées :

A - ASPECT.

Le charbon bien cuit a une cassure nette, d'un beau noir brillant, parfois un peu bleuté, sur laquelle les canaux de bois apparaissent parfaitement; il rend un son clair quand on le heurte sur un corps dur.

B - HUMIDITE.

Le charbon doit être sec : le charbon humide perd sa sonorité, sa cassure est d'un noir mat.

L'humidité constatée dans certains charbons du commerce atteint parfois 10 %. Ce taux est un peu élevé; en pratique courante, il ne doit pas dépasser 8 %. Pour avoir une indication très sommaire sur la teneur en eau d'un charbon, on peut procéder de la manière suivante : peser 1.000 grammes de l'échantillon à examiner et les placer dans le four bien chauffé d'une cuisinière. Au bout d'une heure, par exemple, peser à nouveau. La différence de poids constatée représente, d'une manière approximative, la quantité d'eau disparue par évaporation et permet d'en déterminer le pourcentage.

C - CENDRES.

La proportion de cendres peut être limitée à 5 % (cela ne veut pas dire qu'un charbon contenant un pourcentage plus élevé de matières cendreuses soit inutilisable, mais seulement qu'il entraînera un nettoyage plus fréquent des appareils et qu'il fera baisser le rendement de l'installation après un certain temps de marche).

On peut déterminer approximativement la proportion de cendres contenues dans un charbon en chauffant dans un plat de fer, 1.000 grammes de ce charbon sec, de manière à en provoquer l'allumage et la combustion complète. On pèse ensuite les cendres résultant de cette combustion, et le poids obtenu rapporté au poids initial fournit l'indication cherchée.

Pour obtenir une indication plus exacte, il faut avoir recours à des méthodes de laboratoire et définir les conditions de l'incinération. Les cendres peuvent, en effet, contenir des carbonates qui se dissocient lorsque la température est assez élevée.

La composition centésimale des cendres de charbon de bois est très variable. Il résulte des expériences effectuées par le Comité Central de Culture Mécanique que certaines de ces cendres contiennent, en effet, jusqu'à 80 % de silice, alors que d'autres en contiennent moins de 2 %. En revanche, celles qui sont pauvres en silice sont, en général, très calcaires, leur teneur en chaux dépassant 60 %. C'est dans cette dernière catégorie que l'on rencontre surtout des cendres infusibles au-dessous de 1.500 à 1.600 °, se présentant comme de véritables pouddières. On conçoit que ces divergences de composition soient de nature à influer sur la tenue des combustibles dans les foyers des gazogènes. Les éléments qui entrent dans la composition des cendres sont : la silice, l'oxyde de fer, l'alumine, la chaux et la magnésie.

D - RESISTANCE MECANIQUE. POUSSIER.

La résistance du charbon doit être aussi grande que possible pour éviter la formation du poussier. (On a envisagé de l'évaluer en mesurant la charge d'écrasement suivant la direction des rayons médullaires.) Le poussier ayant les chocs et les frottemenents pour origine, on évitera de faire subir aux sacs toute manipulation inutile.

E - CORPS ETRANGERS.

Les corps étrangers doivent être éliminés lors du concassage et du criblage. Les résidus de terre, pierre, sable, doivent être également écartés avec soin.

F - FUMERONS.

Le charbon ne doit pas en contenir : dans un gazogène à charbon de bois les fumerons distilleraient et les toiles des filtres seraient rapidement colmatées.

G - DENSITE DE CHARGEMENT.

Pour les gazogènes destinés à être adaptés à des véhicules, il est intéressant d'obtenir un rayon d'action aussi grand que possible. La quantité de combustible brûlé au CV-H étant déterminée et le volume de la trémie ne pouvant être augmenté sans inconvénient, il y a intérêt à utiliser des combustibles dant le poids soit élevé par unité de volume apparent. Le Comité Central de Culture Mécanique avait proposé de fixer à 200 kg. au mètre cube de trémie, le minimum de densité des charbons marchands destinés à être utilisés loin des lieux de production. En outre, il recommandait la vente du charbon au poids et non au volume, sous réserve que la teneur en eau ne dépasse pas 8 %.

La densité de chargement sera d'autant plus élevée que la densité propre des grains sera, elle-même, plus grande.

Valeur moyenne de la densité de chargement de quelques combustible courants :

Pour une quantité de charbon donnée, le concassage permet de faire varier la densité de chargement, cependant un fractionnement trop poussé conduit à une perte assez élevée au concassage.

H - CALIBRAGE.

Pour les gazogènes transportables, deux calibres peuvent suffire : l'un pour les gazogènes à tuyère, l'autre pour les gazogènes à entrée d'air périphérique (Panhard). Le premier de ces mélanges (Gohin) contiendra des grains mesurant de 8 à 30 mm, le second (Pangard), des grains mesurant de 25 à 70 mm.

On peur remarquer que la valeur réelle d'un carburant pour gazogènes est déterminée par des mesures complémentaires qui ont été à dessein séparées des précédentes, parce qu'elles ne sont pas immédiatement indispensables et parce qu'elles exigents, pour être tout à fait exactes, l'intervention du laboratoire et de spécialistes exercés.

C'est ainsi qu'il sera intéressant d'avoir des indications sur les propriétés suivantes :

L'inflammabilité, qui est déterminée par la temérature à laquelle un combustible chauffé progressivement s'enflamme. Elle est susceptible de caractériser la plus ou moins grande vivacité des reprises et la rapidité des départs.

La combustibilité, qui correspond à la faculté du charbon de brûler plus ou moins rapidement.

La réactivité, qui est l'aptitude du combustible à assurer correctement la transformatio du gaz carbonique en oxyde de carbone et la dissociation de la vapeur d'eau.

On peut, par exemple, l'apprécier en faisant passer du gaz carbonique dans un tube réfractaire contenant du charbon granulé et en mesurant le volume de l'oxyde de carbone formé à 1.000° durant quinze minutes, dans les produits recueillis à la sortie du tube.

A ces caractéristiques des combustibles forestiers, on peut encore ajouter :

La porosité exprimée par le poids de vapeur d'eau fixée sur une quantité connue de combustible dans des conditions bien déterminées.

La composition chimique, enfin, qui est de nature à compléter utilement les précédentes déterminations.

 

 

Propriétés du charbon de bois.

1 m3 de charbon de bois pèse de 175 à 280 kg. Cette densité de chargement dépend de la grosseur des morceaux, du mode de fabrication, de l'humidité, de la nature du bois.

Pouvoir calorifique du charbon de bois : 7.500 à 8.000 cal.kg./kg.

Pouvoir calorifique du gaz de charbon de bois : environ 1.100 à 1.200 cal.kg./m3.

Pouvoir calorifique du mélange air-gaz : 550 à 590 cal.kg./m3.

Consommation : 500 gr. en moyenne par CV-H.

Exemples de consommation :

Un camion de 10 t., 23 CV consomme ne moyenne 45 kg. de charbon aux 100 km.

Une voiture de tourisme de 13 CV, 4 places consomme environ 18 à 20 kg. aux 100 km. Son rayon d'action peut atteindre 250 km.

Un autobus de 23 places assises consomme de 45 à 50 kg. aux 100 km.

De multiples essais ont permis d'établir que :

1 kg. 200 à 1 kg. 500 de charbon de bois, soit 6 dm3 ou 6 litres, peuvent remplacer 1 litre d'essence.

 

 

Comparaison du bois et du charbon de bois.

  1. Le bois n'est pas fragile et sa manutention est propre; le charbon est friable, sale, mais la présentation en sacs de papier, une manutention faite avec soin, atténuent ces inconvénients.

  2. Le charbon de bois ne distille pas dans le gazogène, tandis que, pour le bois, tout se passe comme dans une cornue (appareil à distiller le bois) et des précautiosn doivent être prises pour éliminer les acides et les goudrons.

  3. L'emploi du bois permet d'éviter les frais de carbonisation et la perte de calories entraînée par cette opération ainsi que le concassage, générateur de poussière; par contre, il nécessite une opération de débitage dont il faut tenir compte dans les calculs de prix de revient.

  4. Le bois contient beaucoup d'eau et toute la vapeur d'eau n'est pas décomposée; il en résulte :

  1. Que le bois doit être séché;
  2. Que les rechargements doivent être fréquents pour que la qualité du gaz ne varie pas;
  3. Que pendant les arrêts et les ralentis prolongés (longues descentes), l'eau continue à s'évaporer et que la vapeur doit traverser un foyer moins actif, de sorte qu'au moment de la reprise, le moteur reçoit du gaz humide.
  4. Pour produire le même travail, il sera nécessaire d'utiliser un poids deux fois plus grand de bois que de charbon, d'où découle un accroissement sensible de la charge de carburant transportée.
  5. Pour la même raison, les frais de transport du lieu d'abattage au point d'utilisation seront plus élevés pour le bois que pour le charbon.
  6. Le nettoyage d'appareils à charbon est plus simple, plus rapide, plus propre, moins fréquent que celui des appareils à bois.
    La durée de ces appareils est plus longue.
  7. Le charbon est très hygroscopique et sa conversation est difficile.
    De nombreux véhicules marchaient au bois, à la grande satisfaction des usagers, il semblait cependant préférable de réserver ce combustible à des installations fixes ou à des véhicules s'éloignant peu du garage, dans les fermes ou dans les entreprises, telle que des scieries ou menuiseries, qui disposaient gratuitement de dechets de fabrication.
    Le gazogène à bois trouvait un large débouché dans les applications rurales, notamment pour l'équipement des camions s'éloignant peu de l'exploitation et des tracteurs agricoles. Le gazogène à bois était donc plus spécifiquement le gazogène agricole.