Le charbon est une roche sédimentaire combustible, riche en carbone, de couleur noire formée à partir de la détérioration partielle de la matière organique des végétaux. Il est exploité dans des mines appelées charbonnages en tant que combustible.
SON UTILISATION
L'utilisation du charbon de bois sera d'autant plus avantageuse qu'il sera brûlé plus efficacement, et que sa qualité sera optimale pour l'usage auquel on le destine. Cette qualité du charbon de bois peut être définie et mesurée de diverses manières, qui résultent en général des exigences de telle ou telle utilisation. L'efficacité de l'utilisation signifie normalement le transfert d'une proportion maximale du pouvoir calorifique du charbon de bois à la matière à chauffer, qu'il s'agisse d'eau pour la cuisson des aliments, de l'air d'une pièce d'habitation, ou de la charge d'un haut-fourneau. Elle est déterminée par l'emploi d'appareils de combustion appropriés.
Le marché le moins pointilleux à l'égard de la qualité du charbon de bois est celui des combustibles ménagers. Les raisons en sont que la productivité de la combustion est difficile à mesurer, que le pouvoir des consommateurs individuels de définir et obtenir une bonne qualité de charbon de bois est très restreint, et enfin qu'il y a une certaine possibilité de compromis entre qualité et prix, dont le consommateur use pour satisfaire au mieux ses besoins. Cela ne veut pas dire, toutefois, qu'il ne vaille pas la peine d'effectuer un contrôle de qualité. A la condition qu'il ne perde pas son efficacité dans les sinuosités de la bureaucratie, un système de contrôle de qualité du charbon de bois peut permettre de tirer un rendement maximum des ressources ligneuses, tout en garantissant au consommateur ménager des résultats satisfaisants.
Les gros utilisateurs savent par expérience et par les résultats de leurs recherches quelles sont les caractéristiques qu'ils doivent rechercher dans le charbon de bois, et ont les moyens, par leurs possibilités d'achats concentrés et par leur maîtrise d'une partie au moins de leur propre production de charbon, de s'assurer que le charbon de bois qu'ils utilisent est bien conforme à leurs spécifications, et leur permet de produire de la fonte à un prix de revient minimum.
La plupart des spécifications qui intercèdent dans le contrôle de qualité du charbon de bois proviennent de l'industrie sidérurgique ou de l'industrie chimique. Lorsque le charbon de bois est exporté, les acheteurs ont tendance à faire usage de ces normes de qualité industrielles, quand bien même le principal débouché de ce charbon serait le combustible à usage domestique ou le charbon pour barbecue. Ce fait ne doit pas être perdu de vue, en effet les exigences ne sont pas toujours identiques pour un usage industriel ou un usage domestique, et une appréciation judicieuse des exigences de qualité du marché réel peut permettre de fournir un charbon adéquat à plus bas prix ou en plus grandes quantités, au bénéfice tant de l'acheteur que du vendeur.
La qualité du charbon de bois se définit par diverses caractéristiques, qui, bien que lices entre elles dans une certaine mesure, sont mesurées et évaluées isolément. Ces divers facteurs de qualité sont détaillés ci-dessous.
SA TENEUR EN HUMIDITÉ
Le charbon de bois fraîchement défourné enferme très peu d'humidité, en général moins de 1%. L'absorption d'humidité provenant de l'atmosphère est rapide, et il se produit un gain qui même en la carence de pluie peut au bout d'un certain temps porter la teneur en humidité à 5 ou 10%, même avec un charbon bien carbonisé. Lorsque la carbonisation est moins poussé, ou que des acides pyroligneux et des goudrons solubles lessivés par la pluie ont mouillé le charbon, comme cela peut se produire dans les charbonnières en meule ou en fosse, son hygroscopie se trouve accrue, et la teneur en humidité d'équilibre peut s'élever jusqu'à 15% ou même davantage. L'humidité altère la qualité du charbon de bois, faisant baisser son pouvoir calorifique. Lorsque le charbon est vendu au poids, les commerçants malhonnêtes le mouillent souvent, ce qui augmente son poids sans ne guère affecter son volume et son aspect. C'est pourquoi les acheteurs en gros aiment acheter le charbon de bois soit au volume brut, soit au poids en déterminant la teneur en humidité par des essais de laboratoire et en ajustant le prix en conséquence. Dans le petit marché de détail, la vente se fait souvent par morceaux.
Il est pratiquement irréalisable d'éviter que le charbon ne soit mouillé accidentellement par la pluie au cours du transport, mais il est bon de le conserver sous abri même si on l'a acheté au poids, parce que l'eau qu'il contient doit être évaporée lors de la combustion, et représente une perte directe de pouvoir calorifique. En effet la vapeur d'eau produite s'échappe par le conduit de tirage, et il est rare qu'elle se condense en restituant sa chaleur de manière utile.
Les précisions de qualité pour le charbon de bois fixent généralement une limite de teneur en humidité, de l'ordre de 5 à 15% du poids brut. On détermine la composition en humidité en séchant à l'étuve un échantillon de poids connu; on l'exprime en pourcentage du poids humide initial.
Un charbon de bois à forte teneur en humidité détermine une tendance à se fragmenter et à former du poussier lorsqu'on le chauffe dans un haut-fourneau, et ne convient pas pour la production de fonte.
SA TENEUR EN CARBONE
La teneur du charbon de bois en carbone parfait varie entre un minimum de l'ordre de 50% et un maximum de l'ordre de 95%. Le charbon de bois est composé principalement de carbone. Par conséquent la teneur en carbone est généralement estimée par différence, autrement dit on supprime de 100 les pourcentages de tous les autres constituants, et on admet que le reste est le pourcentage de carbone pur. La teneur en carbone pur est l'élément le plus important en métallurgie, étant donné que c'est lui qui est responsable de la réduction des oxydes de fer du minéral. Mais l'industriel doit faire un compromis entre la friabilité du charbon à haute teneur en carbone pur et la plus grande résistance du charbon à teneur plus faible en carbone pur, plus élevée en matières volatiles, de façon à obtenir la meilleure marche du haut-fourneau.
SA TENEUR EN CENDRES
On amène la teneur en cendres en réchauffant au rouge un échantillon de poids connu, avec accès d'air de façon à brûler toutes les matières combustibles. Le résidu représente les cendres, qui se composent de matières minérales telles qu'argile, silice, oxydes de calcium et de magnésium, etc. présentes à l'origine dans le bois ou constitutif des impuretés apportées par la terre au cours de la carbonisation.
La teneur en cendres du charbon de bois varie entre 0,5% environ et plus de 5%, selon l'essence, la proportion d'écorce introduite avec le bois dans le four ou la charbonnière, et l'importance des impuretés, terre et sable. Un charbon de bois en morceaux de bonne qualité aura normalement une teneur en cendres de l'ordre de 3%. Un charbon à l'état de poussier peut avoir une teneur en cendres très élevée, mais si on sépare par criblage les morceaux de plus de 4 mm on pourra trouver une teneur en cendres de 5-10%. Les acheteurs se méfient naturellement du charbon trop fin, qui est difficile à vendre - et aussi à utiliser, malheureusement.
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