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Histoire du
charbon de bois |
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L'histoire du
charbon de bois est intimement liée à la maîtrise du feu...
C'est dire si bien avant son exploitation par le procédé des meules forestières,
ses utilisations ne datent pas d'hier !
Définition :
Le charbon de bois est un
résidu formé de carbone presque pur, résultant de la combustion partielle du
bois dans un milieu où la quantité d'oxygène est contrôlée. C'est un excellent
combustible domestique, léger, qui fournit aussi des gaz combustibles et des
liquides utilisables en industrie. Contrairement aux méthodes anciennes, les
techniques modernes permettent la récupération des sous-produits de la
carbonisation. Florissante à l'origine avec l'industrie de la métallurgie,
l'industrie de charbon de bois recommence à se développer aujourd'hui.
Charbon
de bois, un produit très ancien ...
Sans feu, l'humanité n'aurait sans doute
pas connu le destin qui à été le sien. Sans le charbon de bois, l'homme ne
serait probablement pas sorti de l'âge de pierre. Il a ainsi pu faire « couler »
du métal et produire de multiples objets et outils métalliques qui ont
progressivement modifié son environnement.
Pour réussir cette prouesse, il
fallait pouvoir simultanément réduire le minerai oxydé et porter le tout à une
température suffisamment élevée. Il parvint en mélangeant du minerai broyé avec
du charbon de bois dans des « bas fourneaux » d'un mètre et demi de hauteur.
C'est ainsi que l'on produit le
fer jusqu'au XVéme siècle.
Puis jusqu'à la fin du XVIIIème
siècle, les progrès successifs de la technique augmentent les productions et de
créer de nouveaux matériaux. En effet, le développement des « hauts fourneaux »
de 4 à 5 mètres de haut permettent de couler de la fonte à partir du même
minerai.
Le XIXème siècle est une
période de perte de vitesse pour la production de charbon de bois car
l'utilisation du charbon minéral, moins coûteux remplace petit à petit le
charbon de bois dans la fabrication de la fonte. Ce n'est que vers la fin du
siècle, avec le développement de la chimie, que la production de charbon de bois
connaît un nouvel essor : La chimie du bois (dérivés) qui consiste en un
traitement par distillation de la condensation des fumées de carbonisation (jus
pyroligneux). Les produits obtenus sont très variés mais on peut citer les plus
connus : acide acétique, éthanol, méthanol, acétone.
Le charbon de bois devient
alors un sous produit de la carbonisation, un déchet peu valorisé.
La progression de cette
activité est de courte durée, car à partir de 1924 l'avènement de la pétrochimie
permet le développement à grande échelle et à moindre frais de produits
chimiques de synthèse.
On pense alors à une toute
autre utilisation du charbon de bois, bien pratique durant la seconde Guerre
Mondiale : le gazogène.
C'est un combustible réalisé à partir de charbon de bois et d'eau. Il sert de
carburant pour les voitures. On comprend alors tout l'intérêt de ce produit, vu
la pénurie de pétrole.
Mais son développement fût de
courte durée. Plus cher et bien moins pratique que l'utilisation du pétrole il a
été rapidement oublié. Entièrement biologique, non polluant, renouvelable, le
gazogène est peut être aussi produit d'avenir.
Depuis la fin de la
deuxième guerre mondiale notre société de loisirs a donné un nouveau souffle au
charbon de bois : le barbecue.
On trouve encore dans nos forêts, des "places charbonnières" aménagées pour
obtenir une surface horizontale sur les pentes des bois, sortes de grossières
terrasses arrondies de 7 à 8 m de diamètre, retenues par une murette de pierres
sèches. Ces places étaient reliées les unes aux autres par un réseau de petits
sentiers dont il subsiste de nombreux tronçons qui disparaissent peu à peu sous
les broussailles, derniers vestiges d'une activité séculaire.
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La fabrication du charbon de bois |
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La fabrication en est
décrite dans le Précis illustré de mécanique en 1894 de la manière
suivante :
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« Le charbon de bois
provient de la carbonisation du bois, brûlé sans air pendant un certain
temps.
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Cette opération se fait à
l’emplacement même où on le coupe, c’est-à-dire dans la forêt, et voici
comment :
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Les morceaux étant de
longueur de 0 m à 1 mètre environ, on les met
debout et inclinés, entassés les uns sur les autres en formant une
circonférence dans le plan horizontal de 3 à 6 mètres environ de diamètre,
et une demie dans le sens vertical de 2,50
à 3 mètres environ de haut, en laissant un trou de toute la hauteur
dans le centre pour y mettre le feu, qui consiste en charbon de bois
allumé, puis on le referme totalement et on met une couche de terre ou de
gazon sur toute la surface pour éviter les courants d’air. Il brûle dans
cette position pendant quinze jours ou trois semaines suivant la qualité
du bois, et lorsqu’il est suffisamment brûlé on remet une nouvelle couche
de terre sur toute la surface pour l’étouffer complétement et on le laisse
refroidir, puis on démonte le tout. Le bois étant assemblé et le feu y
étant, il prend le nom de fourneau et demande à être surveillé nuit et
jour. »
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Illustration
accompagnant l'article sur le charbon de bois dans le précis illustré
de mécanique de 1894, représentant une meule en coupe. |
Fours à
charbon de bois, à Saint-Raymond de Portneuf.
Cette ancienne technique pour la production du charbon de bois était
fort répandue dans la région de Portneuf. |
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Différents types de fours :
- Depuis l'age du fer, début de
l'utilisation du charbon de bois, une majeure partie des civilisations a
produit du charbon de bois. Ceci explique la grande diversité de matériaux
et de technologies utilisées pour l'élaboration des fours.
- Nous pouvons cependant les séparer en 3
grandes catégories :
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Les fours à combustion partielle
- Les cornues,
- Les fours à contact direct de gaz chauds.
Les fours à combustion partielle :
- Ces fours remontent à l'origine de la
production du charbon de bois. Leur principe est de brûler une partie du
bois contenu dans le four pour lancer et maintenir la carbonisation.
- La toute première génération de ces fours
est la meule. elles ont quasiment disparu de nos régions entre les deux
guerres mondiale mais son encore très utilisés dans les pays en voie de
développement. Les meules ne sont construite qu'avec le bois à carboniser et
de la terre.
- Il en existe 2 types : La meule
verticale et la meule horizontale
Meules :
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Meule française verticale |
Meule horizontale |
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Coupe
de meule horizontale |
Côté
d'une meule horizontale |
Une première évolution technologique à
transformé le quotidien des charbonniers en remplaçant la terre par une
structure métallique légère appelée cloche. Ce premier pas a permis
principalement de réduire considérablement le temps de surveillance.
Avec l'avènement des transports, et l'augmentation
des capacités de production, les lieux de production se sont figés et la taille
des fours a grossi. Ils sont alors devenus le reflet cultuel et technique de la
région dans laquelle ils sont issus.
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Four utilisé aux USA |
Fosse chinoise |
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Les fours en vase clos ou « cornue »
- Dans le principe on enferme le bois dans
un réservoir, en ne laissant sortir que la fumée. La chaleur nécessaire à la
carbonisation est fournie par un chauffage à l'extérieur du réservoir. Cette
chaleur est obtenue essentiellement en brûlant une partie des fumées de
dégagement.
- Les premiers écrits sur ce principe datent
de 1798, la première utilisation industrielle date de 1804.
- A cette époque la chimie se développe, et
on a décelé de nombreuses applications provenant des jus obtenus après
condensation des fumées de carbonisation « jus pyroligneux ».
- Ces fours répondent à cette demande
en permettant une plus grande production de jus pyroligneux. De plus ils ont
un meilleur rendement matière car on ne brûle plus de bois pour entretenir
la carbonisation.
Fours en vase clos vertical
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Four en vase clos vertical
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Fours en vase
clos horizontal
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Fours en vase clos horizontal
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Fours en vase clos horizontal
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Le gros inconvénient des cornues est
que l'échange de chaleur se fait par la paroi du four, le bois cuit
difficilement au milieu de la charge, ce qui impose d'avoir de petites
tailles de four. Ainsi augmente les manutentions, c'est pourquoi, après
l'avènement des ventillateurs haute température, une nouvelle race de four
est apparue : Les fours à contact direct de gaz chauds.
les fours à gaz chauds
Le premier brevet remonte à
1838. Leur principe est de récupérer des gaz chauds provenant soit d'une
autre installation (haut fourneaux), d'un foyer ou l'on brûle des déchets de
bois. Ce procédé, difficile à mettre en application et nécessitant un
combustible complémentaire ne sera que très peu mis en application.
Cependant il sera à l'origine des fours à
gaz chauds en continu ayant de loin les plus grosses capacités de
production, toujours en activité aujourd'hui.
Leur principe :
le bois arrive en haut du four dans les fumées
de carbonisation et commence son séchage il descend doucement vers la zone
de carbonisation. Là il est carbonisé par un gaz chaud injecté dans le four.
Le charbon continu à descendre et est alors refroidi, soit par injection
d'un gaz froid, soit par la présence à la surface du four d'eau ou d'air
froid. Puis il est vidangé. Toutes ces opérations s'effectuent simultanément.
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Appareil Moreau
L'appareil Moreau se compose d'un vase en tôle ayant la forme d'un
prisme droit octogonal ; sa hauteur est de 2,50 m et chacun des huit côtés a 1
mètre de largeur. Des cheminées et des buses disposées sur le pourtour et au
sommet de ce récipient servent au dégagement des gaz et des liquides produits
par la carbonisation. Des prises d'air, ouvertes dans le bas, permettent
d'allumer facilement le bois qu'on dispose dans l'intérieur. Au moyen d'une
disposition fort ingénieuse, toutes ces ouvertures se ferment d'elles-mêmes,
automatiquement, quand la combustion devient trop active.
L'appareil est construit de façon à pouvoir se démonter et se transporter
facilement et il permet de carboniser, en trente heures, environ 10 stères de
bois. Au dire de l'inventeur, le charbon produit serait excellent et le
rendement en poids, s'élèverait à 23 et 24 %.
L'appareil Dromart
Il se compose d'une cage en forme de dôme, composé de plaques de fortes
tôle montées sur un bâti en fonte. La partie supérieure se termine par une
cheminée munie d'un couvercle mobile ; la partie inférieure est ouverte et la
cage se pose simplement sur une aire préparée comme pour une meule ordinaire.
Dans cette aire, on établit d'ailleurs préalablement, en maçonnerie de brique
et d'argile, un foyer qui, sans communiquer avec l'intérieur de la cage, y
fait pénètrer la chaleur par une série de conduits convenablement disposés à
la surface du sol et dont quelques uns sont recouverts de plaques de fonte.
La cage s'emplit de bois au moyen d'une porte ménagée sur le côté ; on allume
le foyer et la carbonisation ne tarde pas à se produire.
Lorsque des vapeurs de couleurs rouge commencent à se dégager, on éteint le
feu, on ferme la cheminée et on laisse refroidir le tout.
Le four de M. Dromart, tel que cet ingénieur le construit aujourd'hui,
contient 20 stères et à 4 m de diamètre à la base.
Le poids et les dimensions des diverses pièces entrant dans la construction,
ont été calculés de façon que le transport en soit facile.
Il a été employé pendant plusieurs années dans les Landes et il résulte de
diverses expériences, notamment de celle faite en 1870 par M. Roux, garde
général des forêts, que le rendement en charbon est au moins de 25 % du poids
du bois employé.
(en 1925 l'usage des fourneaux était fort répandu), car ils entrainent une
mise de fonds et des frais qui compensent en grande partie la plus value
réalisée sur la production du charbon. Ils pourraient toutefois trouver un
emploi fort utile dans certaines circonstance, notamment pour la carbonisation
des brindilles et des menus arbrisseaux que les marchands de bois et les
propriétaires des forêts ne savent trop souvent comment utiliser.
La Braisette
Fabriquée à partir de "bourrées" (un petit charbon qui sert à alimenter les
chaufferettes dont se servent les fumeurs), la braisette se fait, tantôt en
enflammant simplement les ramilles empilées et en recouvrant la braise de
gazon et de feuilles humides dès que la combustion est terminée, tantôt en
disposant les "bourrées" en tas réguliers et en les recouvrant de terre avant
d'y mettre le feu, ce qui permet d'obtenir un rendement bien meilleur.
Intérêt économique
Le charbon de bois et le charbonnage ont longtemps constitué une ressource
importante pour les populations voisines des forêts et des établissements
métallurgiques. De même pour les muletiers chargés du transport du minerai et
du charbon de bois, tout comme les bateliers des différents fleuves pour le
transport du minerai et du métal produit.
Les fours de pays
En Basses-Pyrénées
On y fait parfois usage de petits fourneaux ayant la forme des meules
ordinaires, mais qui, au lieu d'être construits à la surface du sol, le sont
dans une fosse circulaire creusée à une profondeur de 50 à 60 cm. Ces
fourneaux contiennent 3 à 4 stères.
Fours pour la carbonisation du pin d'Alep
Dans le département de Vaucluse, on emploie, pour le pin d'Alep, un procédé
particulier. La carbonisation se fait sous terre, dans des fours de forme
cylindrique de 50 cm de diamètre sur 2 mètres de haut. On creuse simplement
ces fours dans le sol, en laissant sur la partie supérieure une épaisse couche
de terre destinée à le boucher et dans laquelle on réserve une petite
ouverture de 8 cm de diamètre. Les bois sont disposés dans la fosse par
assises verticales et le charbonnier y met le feu par en haut. Il dirige
ensuite la carbonisation en bouchant plus ou moins cette ouverture, pour
diminuer ou activer la combustion.
Le 
