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La production du gaz d'éclairage
Rappel historique
A une époque ou les citadins européens vivent en consommant sans contrainte du pétrole et de l'électricité, à une époque ou nos villes brillent la nuit éclairées par des millions de lampes électriques, comment vivaient nos parents et aîeux il y a un siècle ou 2, à l'heure où l'industrie commençait à produire des matériels nouveau et où les grandes Expositions Universelles proposaient de inventions prometteuses.
Comment vivaient-ils à un moment ou les paysans et les cultivateurs étaient attirés par la ville, certe pour gagner plus, mais surtout pour accéder à une vie meilleure et moins pénible. Une vie où la machine viendrait aider voire remplacer l'homme en assurant des taches pénibles et peu motivantes pour la vie au quotidien. Une vie où un espace de temps suffisant pourrait être consacré à la culture, au voyage, au repos après de dures heures passées au travail.
Une vie enfin ou l'homme, face à son avenir, pourrait penser au devenir de notre terre, à une organisation géopolitique qui distriburait à chacun une part équitable de ses besoins, une vie où le comportement de chaque individu permettrait une évolution pérenne de l'homme dans une dynamique cohérente et protectrice de l'environnement et des espèces biologiques végétales et animales.
Il y a un siècle encore, nos villes étaient noires dès le coucher du soleil et il était souvent dangereux de se promener dans des quartiers où rodait régulièrement une « classe dangereuse ».
Photo Brassai
photographe français d'origine hongroise
La sécurité devient à cette époque une obsession pour une partie de la population privilégiée de la Belle époque qui va construire petit à petit un lien direct entre cette nouvelle vague de jeunes issus de la classe ouvrière, dont elle ignore tout. Un danger sécuritaire s'empare de la population dans les grandes cités et en premier lieu à PARIS.
Le besoin d'éclairer les rues devient urgent et les rares lanternes maintenues par quelques propriétaires volontaires ne sont pas de nature à résoudre le problème.
Il devient politiquement nécessaire de disposer d'un moyen pratique et étendu d'éclairage des rues des grandes cités qui soit économique et s'exploite de façon simple à partir d'une source d'énergie disponible sur place, facilement stockable et sûre pour l'environnement (risque d'incendie, de pollution, d'explosion).
A l'époque de la Révolution, un certain Philippe LEBON chimiste et professeur de mécanique à l'École des Ponts et Chaussées de Paris, propose de développer des lanternes qui fonctionneraient avec un gaz qui brûle en émettant une belle flamme lumineuse.
Le 11 octobre 18013 il réalise une première expérience publique en installant dans l'hôtel de Seigneley à Paris, une "thermolampe" de son invention.
Voyons ce qu'il en est de cette invention.
Il appellera le composé chimique combustible "gaz hydrogène carburé" qui sera nommé un peu plus tard le gaz d'éclairage pour son emploi dans l'éclairage des voies publiques et aussi le gaz de ville pour ses applications domestiques.
Gaz de Ville
Maison bourgeoise PARIS vers 1900
Le gaz d'éclairage ... mais c'est très simple !
Ce gaz peut être produit à partir du bois ou du charbon qui sont deux produits abondants sur nos sols.
Le charbon, il y en a plein dans nos mines du Nord de la France mais aussi dans toute l'Europe et le bois pousse en grande quantité dans nos forêts.
Mais au fait, c'est quoi ce "gaz miracle" ?
Voici une expérience très simple de chimie que chacun peut reproduire sans danger et qui montre la façon de produire du gaz d'éclairage par la distillation du charbon.
Procurez vous une pipe en terre ou une cornue de verre si vous en trouvez une près d'un chimiste.
Mettez dans la pipe en terre à la place du tabac des petits morceaux de charbon puis fermez l’ouverture de la pipe avec de la terre glaise ou de l'argile que vous prendrez soin de laisser sécher.
Si vous avez une cornue en verre, remplissez la simplement de quelques brisures de charbon.
Vous venez de confectionner une cornue à gaz dispositif qui constituait le coeur des usines à gaz anciennes.
Il suffit de chauffer cette cornue en la plaçant sur un foyer en veillant à ce que le tuyau de la pipe sorte en dehors du foyer.
Vous observerez que des gaz ne tardent pas à se dégager par le tuyau de la pipe. On peut les enflammer, avec une allumette où ils produisent une flamme très éclairante.
Voilà une petite usine à gaz de démonstration, bien facile à construire et à faire fonctionner.
La matière de base pour obtenir le gaz d'éclairage peut être le bois mais peut être aussi la houille qui est un composé chimique carboné au même titre que la cellulose constituant le bois.
C'est vers 1790 que le français Philippe LEBON propose une idée qui allait révolutionner la vie de ses concitoyens en utilisant les gaz combustibles issus de la distillation du bois pour obtenir une source d'énergie largement disponible pour l'éclairage, le chauffage domestique et aussi le fonctionnement de moteurs et de bien d'autres applications domestiques et industrielles à découvrir.
Ainsi naissait le gaz d'éclairage dont l'emploi restera largement exploité jusqu' à l'arrivée du gaz naturel et de l'électricité.
A la même époque, un industriel anglais, William MURDOCH qui avait connaissance des essais de LEBON, va développer de son côté un procédé de distillation de la houille, le charbon extrait des mines, en vue d’obtenir lui aussi du gaz d’éclairage.
Mais les expériences industrielles menées pour produire en grande quantité ce gaz d'éclairage, le stocker et le transporter dans des tuyaux jusque chez les utilisateurs, font apparaitre de nombreuses difficultés liées à la qualité intrinsèque du gaz produit.
Après production d'un gaz brut peu performant, il s'avérera indispensable de l'épurer pour le débarasser de composants chimiques physiquement indésirables, toxiques ou nauséabonds.
Plusieurs procédés d'épuration seront testés.
L'épuration physique
Aussitôt produit, le gaz qui sortait des cornues était lavé à l’eau dans un appareil situé au dessus , permettant ainsi de le débarrasser de la majeure partie des goudrons et de composés ammoniacaux. Il passait ensuite dans un condenseur, système de tubes en U placés au dessus d’une cuve à eau. Le gaz était ainsi lavé mais surtout refroidi abandonnait la majorité de ses condensats indésirables.
Epurateur de gaz
Usine à gaz de Narbonne
Les aérosols que le gaz contenait encore devaient être retenus par le passage au travers d'un filtre souvent à coke.
L'épuration chimique :
Après son épuration physique, le gaz devait être brassé avec du lait de chaux afin d’éliminer l'hydrogène sulfuré H2S qui est un gaz toxique à odeur caractéristique d’œufs pourris et le gaz carbonique CO2 non combustible.
Le rejet à l’égout du lait de chaux usé ayant occasionné à l'époque beaucoup de plaintes par la pollution engendrée, il fut proposé d'adopter un système d'épuration par voie sèche en faisant passer le gaz sur des lits superposés de foin et de chaux vive.
La solution définitive fut trouvée par l’anglais LAMMING qui inventa un épurateur chimique régénérable par l’oxygène de l’air et l’ammoniac, constitué d’oxyde ferreux (Fe2O3) mélangé à de la sciure de bois).
Le gaz épuré pouvait alors être déclaré de bonne qualité et stocké dans les gazomètres avant d'être envoyé chez les clients.
Gaz de Ville
Belle flamme bleue d'un bruleur à gaz moderne.
Il est sans doute nécessaire de dire un mot sur les conditions de travail des ouvriers dans ces usines de fabrication du gaz d'éclairage. Elles étaient absolument épouvantables.
Le procédé de fabrication du gaz étant discontinu, le déchargement du coke des cornues et le chargement de la houille avaient lieu à chaud. A sa sortie le coke s’enflammait. Il fallait l’éteindre avec des sceaux d’eau. Chaleur, poussières, vapeurs irritantes, toxiques voire cancérigènes caractérisait l'ambiance de travail de ces ouvriers.
Gaz de Ville
St Quentin - Usine à gaz
Les cornues
On pourrait aussi parler de la pollution des sols. On constate encore aujourd'hui sur d'anciens sites industriels dans bien des villes en France et dans le monde, trace de pollution des sols par d'anciennes usines à gaz dont les dernières ont été fermées dans les année 1950.
À Paris en 1812, Chabrol de VOLVIC préfet de la Seine avait expérimenté l'éclairage au gaz à l'Hopital Saint Louis mais l'invention s'était heurtée alors dans un premier temps à la méfiance des gens qui craignaient qu'il soit source d'incendie. En Angleterre le gaz d'éclairage fut rejeté par les vendeurs d'huile de baleine qui craignaient de perdre leur marché de fourniture de combustible pour les lampes à huile.
Mais cela est incontestable sur le plan économique, le gaz d'éclairage s’imposera dès la fin du 18ième siècle d'abord pour une raison de coût.
De nombreux systémes de brûleurs et de réverbères vont être mis au point pour assurer l'éclairage public des rues des grandes villes mais aussi des théâtres et du parc immobilier.
À partir de 1885, l'invention du Manchon à incandescence par Carl Auer révolutionnera l'éclairage au gaz. La flamme bleue et chaude du bec Bunsen porte à l'incandescence un manchon imprégnée d'oxydes de terres rares telles d'oxydes de thorium et de cérium, afin d'en accroître l'éclat d'en ajuster la couleur et de diminuer les fumées générées par les lampes à huile classiques dans des espaces clos.
Cette invention apportera un effet positif sur la puissance lumineuse des lampes d'éclairage et à l'effet lumineux (couleur de la lumière) pour l'éclairage des théâtres prestigieux comme l'Opéra de Paris par exemple et des grandes places publiques de la capitale.
L'électricité deviendra la principale source d'énergie pour l'éclairage à partir de 1880 avec l'invention de la lampe à incandescence d'EDISON.
À partir de 1920 aux États-Unis, et de 1960 en Europe, le gaz naturel va remplacer le gaz de houille, dans la plupart de ses applications.
Le gaz livré en France contient 97 % de méthane . Sans odeur il est "parfumé" par l'introduction de Mercaptan produit soufré et odorant puissant qui donne au gaz l'odeur que nous connaissons tous et permet sa détection lors d'une fuite.
Ce gaz, transporté par voie de terre par des gazoducs (tuyaux sous haute pression) de grande longueur et des navires methaniers, par voie maritime (transport du gaz naturel liquéfié) sera livré chez les particuliers et industriels par des compagnies souvent multinationales pour des applications diverses mais majoritairement de chauffage (chauffage et fours - chauffage des locaux, l'eau chaude sanitaire et la cuisson des aliments) mais aussi comme énergie primaire pour produire de l'électricité (turbines à gaz).
La cuisine au gaz
Ancienne gazinière
vers 1930
La longueur du réseau de gaz européen (réseau gazier européen terrestre onshore) quasi interconnecté entre tous les pays de la communauté dépasse 200 000 km de longueur.
Sources :
- Les sites Internet sur le sujet
- Wikipédia - Brassaï - pseudonyme de Gyula Halász