Carl Wilhelm Siemens

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Sir William Siemens (1823-1883)

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Carl Wilhelm Siemens

Naissance 4 avril 1823
Lenthe (Allemagne)
Décès 19 novembre 1883
Nationalité Allemand puis anglais
Champs Énergétique, Sidérurgie
Renommé pour Procédé Martin-Siemens

Carl Wilhelm Siemens (4 avril 1823 à Lenthe, Allemagne - 19 novembre 1883, Grande-Bretagne) était un ingénieur britannique originaire d'Allemagne, frère de Werner von Siemens, inventeur et créateur de procédés pour la fabrication de l'acier.

Il naquit à Lenthe, en Allemagne et émigra en Angleterre en 1844. Par la suite, il dirigea la branche anglaise de la société de Siemens & Halske. Il obtint la nationalité britannique en 1859 et fut fait chevalier en 1883.

Il est célèbre pour le développement du four à sole avec réchauffage des gaz appelé four Siemens, qu'il fit breveter en 1856. Ce four révolutionnaire fut utilisé par Pierre-Émile Martin par la suite pour l'affinage de l'acier : procédé Martin-Siemens appelé parfois procédé Martin ou même procédé Siemens (voir Histoire de la production de l'acier). Il fut aussi l'un des pionniers de l'utilisation de l'énergie électrique et l'une des plus importantes personnalités de Grande-Bretagne dans le domaine de la science et de l'ingénierie.

Autres inventions[modifier | modifier le code]

Procédés de réduction directe[modifier | modifier le code]

Pour un article plus général, voir Réduction directe (sidérurgie).

Un des premiers fours de réduction directe imaginé par Siemens consiste en deux cornues parallèles en fonte, dont les extrémités, en argile, débouchent sur un four à réverbère de fusion. Les cornues chauffent le minerai mélangé avec du charbon de bois, le minerai de fer préréduit chaud tombe ensuite dans le four où il est élaboré à la composition chimique désirée. En 1890, soit 21 ans après la proposition de Siemens, en énumérant les nombreuses difficultés techniques liées à la mise au point d'un tel procédé, le métallurgiste américain Henry Marion Howe (en) s'étonne que « de nos jours, on se demande comment un homme aussi génial et expérimenté que Siemens ait pu croire à un tel projet […]. La folie d'aujourd'hui est plus sage que la foi d'hier »[H 1].

Un autre procédé de réduction directe, fondé encore sur l'utilisation d'un four à réverbère, a été le four en cascade. Il s'agit d'un four à réverbère à 2 laboratoires. Le laboratoire amont chauffe le minerai de fer, qui est amené manuellement dans le laboratoire aval où il est mélangé avec un agent réducteur (charbon, coke, etc.). Le procédé est abandonné par Siemens qui lui admet son mauvais rendement en fer (perdu en grande partie par le laitier) et « une certaine quantité de travail manuel et d'expertise »euphémisme quand on relève les similitudes de ce procédé avec le puddlage[H 2]!

Plus séduisant car pensé comme un procédé continu, le four continu de réduction directe, fondé encore sur l'utilisation d'un four à réverbère, n'a pas connu plus de succès. Le système de chauffe y est d'un coté, le minerai mélangé au charbon est chargé à l'autre extrémité. Le laitier coule continuellement par un trou, le métal est vidangé à intervalles réguliers[H 2]. L'estimant inapte à déphosphorer de manière économique[note 1],[H 4], Howe qualifie ce four de « moins prometteur qu'original[H 2] ».

Enfin, Siemens, en abandonnant le four à réverbère pour un tambour rotatif, abouti à un procédé plus efficace[H 5]. Le réacteur consiste en un tambour de 3 m de diamètre et autant de long, d'axe horizontal, où sont insufflés des gaz préchauffés par deux régénérateurs. Le minerai de fer, ou les déchets métalliques à recycler, y sont mélangés avec du charbon (1 tonne consommée par tonne de fer produite) et de la chaux. Le résultat est un fer quasiment dépourvu de soufre et de phosphore. Ce procédé, qui ne sera utilisé, et de manière épisodique, qu'aux États-Unis et au Royaume-Uni, dans les années 1880[1], est un des ancêtres des procédés modernes de production de minerai de fer préréduit avec du charbon dans un four rotatif[2].

Cycle de Siemens[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Cycle de Siemens.

En 1857, Siemens brevète une technique de refroidissement des gaz en trois étapes[3].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. La déphosphoration consiste à oxyder le phosphore en pentoxyde de phosphore P2O5. Ceci impose une activité élevée en oxygène, ce qui est impossible tant qu'il y a du carbone car celui-ci absorbe l'oxygène… pour former du monoxyde de carbone CO qui est un gaz réducteur[H 3].

Références[modifier | modifier le code]

  • [PDF](en) Henry Marion Howe, The metallurgy of steel, vol. 1, The scientific publishing company,‎ 1890 (lire en ligne), p. 79-80
  1. p. 283
  2. a, b et c p. 288
  3. p. 265-267
  4. p. 265-266
  5. p. 285-288

Sur les autres projets Wikimedia :

  1. (en) William Henry Greenwood, Steel and Iron : Comprising the practice and theory of the several methods pursued in their manufacture, and of their treatment in the rolling mills, the forge, and the foundry,‎ 1884, 546 p. (ISBN 1110386451, lire en ligne), p. 213-217
  2. (en) Alexander Lyman Holley, Siemens' direct process of making wrought iron from ore, in a rotating gas furnace,‎ 1877, 21 p.
  3. (en) The Siemens cycle, sur le site kryolab.fysik.lu.se