Carbonisation

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La carbonisation, aussi appelée carbonification est la transformation plus ou moins rapide d'une substance organique en charbon (en carbone), gaz et goudrons, sous l'effet de la chaleur.

La carbonisation peut recouvrir différentes opérations de transformation chimiques distinctes:

  • La pyrolyse, une transformations par la chaleur à l'abri de l'air.
  • La combustion, une transformations par la chaleur en présence d'air.
  • la houillification, série de transformations chimiques sous haute pression, qui permettent la transformation lente les matières organiques en tourbe, charbon, etc.

Une pyrolyse[modifier | modifier le code]

Dès le XVIIIe siècle, des opérations de « distillation » ou de « carbonisation » sont réalisées dans l'industrie pour obtenir des combustibles riches en carbones et des gaz appelés « gaz manufacturés ».

Ces opérations doivent être plus justement appelées « pyrolyse »: le terme « pyrolyse » est apparu probablement au XIXe siècle pour distinguer les opérations de décomposition ou thermolyse, d'un composé organique par la chaleur pour obtenir d'autres produits (gaz et matières) qu'il ne contenait pas: Contrairement à la distillation, dans la pyrolyse, le matériau est détruit.

De manière générale les matières premières visés par la « carbonisation » sont le bois, la tourbe et la houille qui donnent respectivement:

Ces opérations étaient réalisées par chauffage dans des meules ou dans des cornues, en l'absence d'air.

Le métier associés au charbon de bois étaient le charbonnier.

La transformation en gaz de houille et en coke était réalisées dans les usines à gaz et les cokeries.

Une combustion[modifier | modifier le code]

Il ne faut pas confondre pyrolyse et combustion (ou incinération): des processus d'oxydo-réduction réalisés par le feu en présence d'oxygène.

  • Une carbonisation partielle permet par exemple de protéger superficiellement le bois contre la putréfaction: En brûlant superficiellement le bois d'œuvre, celui-ci devient plus résistant aux attaques de champignons et bactéries lignivores. La plupart des constructions anciennes imposantes, telles les églises, reposent sur des pieux ayant subi une carbonisation.
  • C'est aussi le résultat obtenu sur un plat que l'on a laissé trop longtemps au four.

La houillification[modifier | modifier le code]

C'est une forme de carbonisation extrêmement lente et sous haute pression ; alors que les couches géologiques se forment et s'enfoncent dans le sous-sol, la structure de la matière puis du charbon évolue[1], et après quelques centaines de millions d'années cette Houillification transforme la matière organique végétale (feuilles, troncs, pollens...) sédimentée en charbon. Les charbons dont la houillification est la plus avancée sont dits de haut-rang.

Applications[modifier | modifier le code]

  • La carbonisation du bois permet aussi de produire du charbon activé[2]);
  • le goudron de Norvège appelé aussi goudron de Stockolm, goudron de pin, goudron officinal, goudron végétal, poix liquide est un produit visqueux et collant de couleur noire obtenu par carbonisation du pin à l'abri de l'air puis distillation. On l'a utilisé pour la protection du bois mais aussi comme remède à usge vétérinaire et humain;
  • Les os carbonisés produisent une cendre noire dite « noir animal », composé utilisé comme colorant ou pour décolorer les solutions chimique, ou comme engrais;
  • les paléontologues, paléobotanistes et archéologues peuvent utiliser des débris de bois ou d'aliments carbonisés pour identifier ou dater un contexte temporel[3];
  • certains déchets agroalimentaires sont carbonisés pour produire de l'énergie[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Durif, S. (1963). Évolution de la surface interne des houilles au cours de leur carbonisation. III. Application de la diffusion des rayons X aux petits angles. J. Chim. phys, 60, 816-24.
  2. Valix, M., Cheung, W. H., & McKay, G. (2004). Preparation of activated carbon using low temperature carbonisation and physical activation of high ash raw bagasse for acid dye adsorption. Chemosphere, 56(5), 493-501.
  3. Wilson, D. G. (1984). The carbonisation of weed seeds and their representation in macrofossil assemblages. Plants and ancient man: studies in palaeoethnobotany. Balkema, Rotterdam, 201-206.
  4. Zandersons, J., Gravitis, J., Kokorevics, A., Zhurinsh, A., Bikovens, O., Tardenaka, A., & Spince, B. (1999). Studies of the Brazilian sugarcane bagasse carbonisation process and products properties. Biomass and Bioenergy, 17(3), 209-219.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]