Gazogène

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Voiture équipée d'un gazogène à Berlin en 1946

Le gazogène, inventé au XIXe siècle, est un appareil permettant de produire un gaz combustible à partir de matières solides et combustibles tels que bois (gaz de bois), charbon de bois, coke ou anthracite, permettant d'alimenter des moteurs spéciaux, dits à gaz pauvres, des moteurs à explosion classiques ou bien des chaudières.

Ce système, sous la forme mise au point par Georges Imbert, fut utilisé couramment en France, pour pallier l'absence de carburant automobile pendant la Seconde Guerre mondiale. C'est en effet un appareil simple à fabriquer, ne demandant que des matériaux faciles à se procurer.

Fonctionnement du gazogène[modifier | modifier le code]

Le principe du gazogène est de provoquer une combustion incomplète du bois ou du charbon, en contrôlant l'alimentation en air du foyer, de manière à produire des gaz combustibles tels que CO (monoxyde de carbone), H2 (dihydrogène), et CH4 (méthane). Pour des articles plus détaillés sur cette chimie voir Gazification, Reformage à la vapeur et Gaz manufacturé.

  • 2C + O2 ⇌ 2CO + 58 000 cal par mole (44 g)
  • C + O2 ⇌ CO2 + 97 000 cal par mole
  • 2CO + O2 ⇌ 2CO2 + 136 000 cal par mole
  • CO2 + C ⇌ 2CO - 38 000 cal par mole

Dans certains cas, on injecte de faibles quantités d'eau dans l'air de combustion, pour qu'elle soit craquée et produire de plus grandes quantités d'hydrogène (obtention de gaz mixte), suivant les formules :

  • C + H2O ⇌ CO + H2 - 28 000 cal par mole
  • C + 2H2O ⇌ CO2 + 2H2 - 18 000 cal par mole
  • CO + H2O ⇌ CO2 + H2 + 9 400 cal par mole

Gazogène à bois[modifier | modifier le code]

Le gazogène à bois doit réunir dans un seul et même appareil une zone de carbonisation et une zone de gazéification. Le type le plus courant est le gazogène à diabolo. Le diabolo est un rétrécissement par lequel tous les gaz sont obligés de passer en traversant la zone incandescente, craquant ainsi la majeure partie des goudrons et acides. Il est en effet important de supprimer le plus efficacement ces produits qui abîment le moteur. Le diabolo, par sa disposition, doit résister à de très fortes températures.

Principaux types de gazogènes à charbon[modifier | modifier le code]

Camion Unic équipé d'un gazogène

Il existe trois familles de gazogènes suivant le sens de la combustion, le choix dépend du combustible utilisé.

Gazogène à tirage par le haut 
Le courant d'air et de gaz circule dans le sens inverse du combustible. Intéressant au niveau thermique mais nécessite des combustibles contenant peu de matière volatile pour éviter les goudrons à la sortie. Convient aux charbons de bois très purs pour éviter l'encombrement de la grille par les scories.
Gazogène à tirage par le bas 
Le gaz et l'air circulent dans le même sens que le combustible, les gaz traversent la zone incandescente, les éventuels goudrons sont donc craqués. Ce dispositif limite aussi les poussières à la sortie.
Gazogène à tuyère, ou gazogène à tirage transversal 
L'air est admis horizontalement par une tuyère au cœur de la zone de combustion, ce qui nécessite une tuyère en bronze massif, ou un refroidissement très puissant, pour éviter la fusion. On peut y brûler du charbon de bois, du coke, de l'anthracite, ou un mélange, ce qui permet de filtrer les impuretés des combustibles fossiles par le charbon de bois. Le principal intérêt de cette disposition est la simplicité de construction, une fois résolu le problème de la tuyère.

Dispositifs annexes[modifier | modifier le code]

Refroidissement des gaz[modifier | modifier le code]

Il peut être utile, dans le cas de gazogène alimentant un moteur, de refroidir les gaz avant leur admission, pour pallier les problèmes de rendement.
On agit en général par contact et par détente, dans des caissons en tôle avec des chicanes, ou par des faisceaux de tubes. L'eau de condensation récupérée peut servir à faire un barbotage du gaz, ce qui le débarrasse de certaines impuretés.

Épuration des gaz[modifier | modifier le code]

Épurateur sec[modifier | modifier le code]

Il s'agit de faire passer les gaz dans du charbon de bois pulvérisé, de liège ou de coke. Surtout utilisé derrière les gazogènes à charbon.

Épurateur humide[modifier | modifier le code]

Il sert à laver les gaz en les faisant barboter dans l'eau, de manière à retirer une bonne partie des impuretés, puis faire passer le gaz dans un filtre de liège qui retiendra l'humidité et les impuretés résiduelles.

Carburation des gaz[modifier | modifier le code]

Elle est effectuée par un mélangeur à gaz.

Utilisation d'un véhicule à gazogène[modifier | modifier le code]

Mise en marche[modifier | modifier le code]

Mise en marche au ventilateur[modifier | modifier le code]

Elle consiste à créer du tirage à l'aide d'un ventilateur électrique pour permettre l'allumage de la charge de combustible. Le gazogène est alors isolé de l'admission moteur par une vanne. On enflamme les gaz à la sortie du ventilateur pour vérifier leur qualité ; lorsqu'elle est satisfaisante, que les gaz brûlent bien, on coupe le ventilateur, on ouvre la vanne d'isolement, on règle la richesse du mélangeur au maximum, et on actionne le démarreur. Tout ceci doit être effectué rapidement pour ne pas étouffer le gazogène. Une fois le moteur démarré, il faut constamment régler la richesse, parfois l'avance à l'allumage, et le ralenti.

Mise en marche au carburant de départ[modifier | modifier le code]

Le moteur doit être équipé pour fonctionner avec un autre carburant (essence, alcool…), sur lequel on démarre le moteur. On ouvre la vanne du mélangeur pour créer la dépression nécessaire à l'allumage du gazogène lorsque le moteur tourne.

Entretien du véhicule à gazogène[modifier | modifier le code]

Quotidien 
  • Remplissage de la trémie de combustible ;
  • Nettoyage du foyer et cendrier ;
  • Vidange des refroidisseurs et épurateurs (gazogène à bois) ;
  • Nettoyage de la tuyère et du foyer pour retirer le laitier et les scories (gazogène à charbon).
Hebdomadaire 
  • Vidange et nettoyage des filtres secs et humides, des cendriers d'épurateur ;
  • Vérification de l'étanchéité de l'ensemble.

Evolutions réglementaires[modifier | modifier le code]

En 1940, les pouvoirs publics se penchent sur le problème des gazogènes et créent un Service des Gazogènes. Ce service dépend de la Direction des Industries Mécaniques et Electriques du Secrétariat d’Etat à la Production Industrielle. Cette Organisation est complétée par la création le 28 octobre 1941 d’une Commission Technique des Gazogènes. La fabrication et l’utilisation du gazogène qui jusque-là n’avait pas été réglementé va l’être par une loi du 27 août 1940 portant réglementation de la circulation automobile (J.O du 30 août 1940), et par un arrêté du 18 septembre 1940, rectifié par celui du 12 mars 1941, réglementant les conditions de mise en circulation et équipement des véhicules automobiles à gazogène (J.O des 19 septembre 1940 et 4 avril 1941).

Histoire d'un Gazogène : Le succès du Gazauto[modifier | modifier le code]

C’est pendant la guerre 1914-1918 que M. Libault voit pour la première fois un véhicule équipé au gazogène. Cela lui donne l’idée une fois rentré de s’intéresser au procédé et de l’améliorer. Il faut d’abord choisir quel combustible employer, les gazogènes pouvant fonctionner au bois, au charbon de bois, ou charbon. Son désir de trouver une source d’énergie vraiment locale le fait opter pour le bois et le charbon de bois. La Nièvre est en effet, un département dont près d’un tiers du sol est occupé par la forêt. M. Libault effectue des essais comparatifs entre alimentation au bois et au charbon de bois qui l’amènent à choisir le charbon de bois. Il remarque, en effet, que le gazogène à bois nécessite une épuration parfaite de l’eau et des goudrons produits par la combustion, et que celle-ci ne peut se faire que dans un appareillage encombrant, lourd et aussi coûteux. D’autre part, si le bois est relativement bon marché, la manutention, le sciage en petits morceaux, le stockage pour le sécher en font un combustible plus cher que le charbon de bois.

Le charbon de bois est plus facile à transporter puisque pour remplacer 5 litres d’essence, il faut compter 12 kilos de bois ou 6 kilos de charbon de bois. Un gazogène à charbon de bois est donc progressivement mis au point avec les caractéristiques suivantes, qui sans cesse améliorées, vont en faire l’un des meilleurs gazogènes à charbon de bois :

  • Foyer en acier spécial supprimant les garnitures réfractaires
  • Tuyère infusible à refroidissement par air, résistant aux hautes températures du foyer, avec clapet d’aspiration d’air empêchant à l’arrêt les retours de flamme
  • Cendrier-grille assurant une marche parfaite pendant une longue distance, et ceci sans nettoyage du foyer. Ce dispositif supprime ainsi la perte de puissance provoquée par la dépression exagérée dans le générateur due à la formation des cendres et mâchefers au bout d’un certain kilométrage.
  • Épurateur à triple effet assurant : la déshumidification du gaz, la précipitation des grosses poussières, l’épuration définitive et absolue des gaz sur tissus spéciaux. Un dispositif de montage de ces tissus sur cadres élastiques permet un nettoyage presque automatique de ceux-ci.
  • Mélangeur à réglage d’air automatique, véritable carburateur à gaz, permettant la marche au gaz sans qu’il soit nécessaire de régler l’air à chaque instant

Ce gazogène que M. Libault a intitulé « Le Gazauto » permet donc un allumage rapide, un départ instantané et un long parcours sans nettoyage du foyer ni de l’épuration. Et quand ce travail est nécessaire, il s’accomplit en quelques minutes et sans effort. Enfin, le rechargement de la trémie se fait aussi rapidement que le remplissage d’un réservoir à essence et sans arrêt du moteur, par une porte de grand diamètre, dont la fermeture étanche s’opère automatiquement, par quelques tours de vis. La mise au point du Gazauto est pratiquement terminée en 1936. Il est à noter que ce gazogène fut mis au point sans ingénieur et sans bureau d’études par des gens ayant un sens inné de la mécanique progressant par essais successifs. Ainsi c’est un véritable instinct de la solution idéale qui permit ainsi à M. Libault et à son équipe de trouver la forme et la composition de la tuyère infusible.

Brevets

C'est le 2 janvier 1936, que M. Libault dépose son premier brevet concernant le Gazauto au charbon de bois. Il porte sur le montage d’ensemble et s’intitule « Perfectionnements aux installations et notamment aux gazogènes, aux épurateurs et aux mélangeurs utilisés pour l’alimentation des moteurs ». Les principaux éléments du montage sont repris dans des brevets ultérieurs. Le 27 mars 1936 est déposé le brevet concernant « la tuyère perfectionnée ». Puis, le 28 mai 1936, c’est « l’épurateur à dépoussiérage automatique », le 5 septembre 1936 « le refroidisseur-dépoussiéreur auto-régulateur de température à réglage thermostatique », le 19 janvier 1939 « le mélangeur ».

La recherche concernant le gazogène à bois et à charbon n’est pas pour autant abandonnée puisque le 3 novembre 1939, M. Libault dépose son brevet concernant le « gazogène perfectionné pour combustibles minéraux », le 15 septembre 1941 son brevet concernant « le générateur polycombustible de gaz pauvre » et le 20 avril 1942 son brevet concernant des « perfectionnements aux gazogènes à bois ». La plupart de ces brevets seront déposés dans des pays étrangers. Ainsi le brevet principal du 2 janvier 1936 en Allemagne, Autriche, Espagne, Italie, Portugal. Le Gazauto sera construit sous licence dans de nombreux pays.

Essais officiels
  • Le 24 novembre 1936, un Gazauto est essayé à la Station Centrale d'Essais des Machines du Ministère de l'Agriculture.
Le résultat est concluant : le gazogène a consommé 0,456 kg de charbon de bois par cheval-heure développé sur l'arbre moteur à la puissance de 36,5 chevaux et 1304 tours par minute, bien que la fermeture imparfaite du gazogène ait pu accidentellement, pendant dix minutes environ, provoquer une baisse sensible de puissance. Le poids du charbon de bois consommé à l'heure étant de 16,63 kg.
  • En juin-juillet 1939, un autre essai officiel est fait par la Commission d’Expériences de l’Armée. Les essais sont effectués sur un camion Rochet-Schneider, type 420, pesant 10 tonnes en charge. La distance parcourue est de 3 088 km sur le circuit Vincennes-Jossigny, particulièrement difficile en raison de ses 100 virages et ses côtes à pourcentage important. L’expérience dure 72 heures à une vitesse moyenne de 43,08 km. La consommation de charbon est de 42,400 kg. La côte de Torcy (800 m à 6 %) est montée en 35 secondes, le plat de Jossigny (500 m en lancé) est effectué en 28 secondes. L’armée satisfaite de cet essai achète le camion.

Récompenses et Distinctions

Dès 1935, M. Libault présente une gamme de véhicules équipés au Gazauto dans toutes les grandes foires-expositions en France et à l'étranger où il obtient des récompenses.

  • Premier prix au Concours International de Gazogènes de Berlin en 1936
  • Médaille d'Or au concours des carburants forestiers annexés à la 22ème exposition de Motoculture en 1937
  • Distinctions lors des semaines de la Motoculture de Pontoise en 1935, Senlis en 1936 et 37 (seuls à réussir les essais de labourage profond)
  • Il en est de même lors des rallyes de véhicules à gazogène. En 1935, premier grand prix au rallye Le Puy-Vichy-Nevers-Clamecy.
  • En 1936, des véhicules équipés au Gazauto participent avec succès au rallye de Grenoble et au rallye de Sologne.
  • En août-septembre 1936, un camion Rochet-Schneider équipé au Gazauto participe au rallye des camions militaires à gazogène qui se déroule sur 4 000 km à travers 27 départements.
  • En juin 1937, un autre camion Rochet-Schneider équipé au Gazauto obtient la Médaille d’Or en arrivant premier du rallye du Centre (1 200 km en 4 étapes).
  • En 1937, un camion Saurer Diesel 6.BLD équipé au Gazauto en charge de 12 tonnes participe aux Journées Lyonnaises (Lyon-Grenoble-Lyon).
  • En 1938, le car Citroën obtient 3 Médailles d’Honneur aux rallyes de Blois, Tours et Rouen.
  • Le 16 juillet 1938, une voiture Renault « Nervastella » équipée au Gazauto obtient le Premier Prix du Rallye Tulle-Brive-Clermont.
  • Le 18 juillet 1938, le car Citroën fait le premier l’ascension du Puy de Dôme en 28 minutes.

L'adoption d'un Gazauto d'un point de vue économique

Un Gazauto non monté coûte de 8 000 à 10 000 francs.

Il est sûr que le procédé est économique. En effet, si l’on prend un camion de 5 à 6 tonnes d’une marque quelconque, l’équipement complet au Gazauto de ce véhicule coûte en moyenne de 10 à 15 000 francs.

Ce camion consomme aux 100 kilomètres :

  • à l’essence : 40 litres à 2,50 F = 100 F
  • au Gazauto : 50 kilogrammes de charbon de bois à 600 F la tonne, soit 30 F + 2 F d’essence pour les départs = 32 F

Cela représente une économie de 68 F aux 100 kilomètres à laquelle vient s’ajouter la suppression de toutes les taxes au poids, à l’encombrement, les taxes municipales, la diminution des primes d’assurance ainsi que la taxe de circulation interdépartementale qui s’élève à 500 francs par tonne de poids total pour les camions et 125 Francs par place pour les cars.

Si donc ce véhicule roule 100 kilomètres par jour, et 25 jours par mois, un rapide calcul démontre que l’amortissement est très rapide, 5 mois au maximum. Or la durée d’un gazogène est longue, certains appareils fonctionnent 5 ans sans aucune usure.

Développement industriel

La clientèle vient de toute la France jusqu’à Plagny (58). De grandes marques telles Michelin, Byrrh, Suze, Gervais, Nestlé-Graff, Les Malteries Franco-Belges font équiper des Gazauto sur leurs camions. De même des administrations telles la SNCF, et la Ville de Paris. La réussite du Gazauto est concrétisée par son adoption dès 1936 par deux grandes marques de camions : Rochet-Schneider et Saurer, qui le monte sur leurs véhicules neufs. Mais jusqu’en 1939, le gazogène n’a pas l’essor qu’il mérite et ceci s’explique par le seul fait que, l’essence étant disponible partout et à des prix abordables, les usagers hésitent à changer leurs habitudes, d’autant que certaines réalisations trop hâtives ont fait régner quelques doutes sur les résultats pratiques à attendre de la technique du gazogène dont on souligne les inconvénients en négligeant les avantages. La déclaration de guerre en septembre 1939 et les mois de « drôle de guerre » qui suivent font apparaitre le problème sous un jour nouveau. L’essence doit être réservée aux besoins militaires et c’est pourquoi elle est contingentée. Des décrets des 10 octobre et 16 novembre 1939 indiquent que seuls les véhicules à gazogènes sont autorisés à circuler librement. L’emploi du gazogène devient donc une nécessité.

Fin 1940, l’inventeur du Gazauto aménage son usine, qui emploie 110 ouvriers pour produire en série. Il sort environ 5 Gazauto par jour. Cette production peut sembler faible, mais il faut considérer que tous les éléments sont façonnés et soudés sur place. Ces appareils sont soit montés sur place, soit envoyés à un réseau d’agents. Dès 1940, dans la zone non occupée, il y a plus de 250 agents et sous-agents monteurs du Gazauto, dans plus de 40 départements y compris l’Algérie, le Maroc, la Tunisie, l’Afrique française, l’Indochine, le Laos, le Cambodge. Les établissements Libault ne peuvent plus assurer seuls la production tellement les carnets de commande sont chargés. Le Gazauto est donc construit sous licence par plusieurs grandes entreprises dont Gazo-Industrie qui fabrique des Gazauto à charbon de bois, mais aussi à charbon. Neuf types de Gazauto sont déterminés permettant ainsi au gazogène de s’adapter sur tous les véhicules existants. Un effort particulier est accompli en ce qui concerne l’esthétique et l’intégration du Gazauto dans la carrosserie des voitures, faisant de ce montage un modèle du genre. Ainsi la Nervastella Renault dont le générateur est camouflé dans la malle arrière, l’épurateur dans un faux cache de roue de secours et le refroidisseur sous le châssis.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Lepoivre A & Septembre G (1938) Le gaz des forêts, carburants forestiers, gazogènes. Société nationale d'encouragement a l'utilisation des carburants forestiers.