Gazogène
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.
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Fonctionnement du gazogène [modifier]
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).
- 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]
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]
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]
Refroidissement des gaz [modifier]
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]
Épurateur sec [modifier]
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]
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]
Elle est effectuée par un mélangeur à gaz.
Utilisation d'un véhicule à gazogène [modifier]
Mise en marche [modifier]
Mise en marche au ventilateur [modifier]
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]
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]
- 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.
