Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les produits carbonés naturels (charbon, houille, biomasse) ou transformés (coke de houille, coke de pétrole) présentent une hétérogénéité de constitution qui exige des précautions spécifiques au cours des opérations d’échantillonnage et lors des essais et analyses au laboratoire. La complexité chimique de ces matériaux, ainsi que les problématiques techniques de leur extraction à la mine jusqu’à leur traitement final pour leur commercialisation, nécessite l’application de normes précises fixant les règles de bonnes pratiques et de conduite à tenir pour déterminer avec rigueur et précision la qualité des combustibles. Cet article apporte une aide à une meilleure compréhension du comportement des combustibles solides et des critères pour définir leurs propriétés.
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Alain DELOYE : Directeur des services techniques, ATIC Nord
INTRODUCTION
Les produits carbonés naturels (charbons, coke, biomasse) présentent une hétérogénéité de constitution qui exige des précautions particulières dans la mise en œuvre des méthodes d’analyse, et spécialement lors des opérations d’échantillonnage et de préparation des échantillons.
Les précautions nécessaires sont communes à l’ensemble des matériaux en vrac, mais elles sont renforcées dans le cas des houilles dont la sensibilité à l’oxydation par l’oxygène de l’air exige des mesures appropriées au cours du stockage et du transport des échantillons : conteneurs étanches, mise sous eau ou sous un gaz inerte (azote, dioxyde de carbone).
La faculté des matériaux poreux hydrophiles d’absorber ou de rejeter l’humidité suivant les conditions atmosphériques locales conduit à observer des règles strictes pour la détermination de la teneur en eau dont l’incidence commerciale est particulièrement importante.
Enfin, la fragilité mécanique des houilles, qui se traduit par un bris plus ou moins notable des morceaux et la formation de poussières lors des opérations de manutention, doit être également prise en compte, notamment pour la détermination de la granulométrie.
La quantité de matière prélevée pour l’analyse est liée à la dimension maximale des morceaux (dite dimension nominale maximum). Sauf exception, relative à la détermination directe de propriétés physiques et mécaniques sur des grains, les analyses portent généralement sur quelques grammes de produits broyés à finesse d’analyse.
Les opérations d’échantillonnage des combustibles solides font l’objet principalement de normes internationalement reconnues et définissant les conditions d’une sélection représentative de l’échantillon de charbon ou de coke de houille. Le coke de pétrole, matériau similaire dans son apparence de constitution, fait l’objet d’une assimilation au charbon pour la majorité des questions liées tant à son échantillonnage qu’à l’analyse générale.
La complexité du matériau et les enjeux techniques (de la mine au lavoir) et commerciaux (coûts de production, détermination de la qualité intrinsèque, adéquation avec les critères définis par l’utilisateur) ont imposé l’usage de normes indiscutables entre les parties.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version courante de avr. 2018 par Alain DELOYE
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Échantillonnage2. Essais
2.1 Teneur en eau
2.1.1 Les différentes formes de l’humidité
La teneur en eau des combustibles solides est un facteur important du prix (l’eau est un ballast sans valeur) et de la valeur d’usage (le séchage est une opération coûteuse), d’où l’importance attachée à la détermination précise de l’humidité.
HAUT DE PAGE2.1.1.1 Eau liée (ou inhérente)
C’est l’eau qui est liée chimiquement, ou adsorbée, sur les sites hydrophiles des parois de la macromolécule organique. Appelée aussi humidité interne, elle a une tension de vapeur abaissée en raison de son état adsorbé dans les pores.
HAUT DE PAGE
Elle fait intervenir des phénomènes de capillarité dans la porosité fine du combustible. La frontière entre l’eau liée et la capacité de rétention n’est pas nettement délimitée. De plus, la notion de capacité de rétention doit être interprétée par rapport à des conditions atmosphériques définies, en humidité relative et en température.
la norme ISO 1018 définit les conditions de mesure de la capacité de rétention d’eau, en fixant la température à 30 oC et l’humidité relative à 96 %. Dans ces conditions, les notions de capacité de rétention, ou d’humidité inhérente, d’humidité in situ (c’est-à-dire de la houille en veine, généralement saturée d’eau), d’humidité d’équilibre et d’humidité interne ont la même signification.
La capacité de rétention d’eau est une caractéristique intrinsèque du combustible qui dépend de sa typologie et de son rang. Généralement...
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Essais
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Bulletin de la Société Géologique de France, 162/2 (1991).
-
(2) - * - Cahiers de l’Utilisation du Charbon, vol. 1 à 12, CERCHAR (1983).
-
(3) - Le Charbon vapeur. Perspectives jusqu’en l’an 2000. - OCDE (1978).
-
(4) - Du charbon et des hommes. - HBL (1983).
-
(5) - MARE (A.-G.) - Science et Technologie des Combustibles Minéraux Solides. - ATIC (1984).
-
(6) - LEONARD (J.W.) (éd.) - Coal preparation. - Society for Mining Metallurgy (1991).
-
(7) - ALPERN (B.) - Pour une classification synthétique universelle des...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Vocabulaire de l’analyse. Erreurs et incertitudes de mesure.
-
Échantillonnage.
-
Fragmentation. Aspects théoriques.
NORMES
-
Combustibles minéraux solides. Dosage de l’azote. - NF M03-018 - 01-03
-
Charbon et coke. Détermination des composants majeurs et mineurs contenus dans les cendres par spectrométrie d’absorption atomique ou d’émission plasma. - NF M03-042 - 11-06
-
Charbon et coke. Détermination de la masse volumique en vrac dans un récipient de petites dimensions. - NF M31-031 - 06-99
-
Biocombustibles solides. Échantillonnage. Partie 1 : méthodes d’échantillonnage. - XP CEN/TS 14778-1 - 12-05
-
Biocombustibles solides. Échantillonnage. Partie 2 : méthodes d’échantillonnage des matériaux transportés par poids lourds. - XP CEN/TS 14778-2 - 12-05
-
Biocombustibles solides. Échantillonnage. Méthodes pour la préparation de plans d’échantillonnage et de certificats d’échantillonnage. - XP CEN/TS 14779 - 12-05
-
Biocombustibles solides. Échantillonnage....
ANNEXES
Association française de normalisation (Afnor) http://www.afnor.org/
ASTM International http://www.astm.org/
British Standards Institution (BSI) http://www.bsi-global.com/
Deutsches Institut für Normung (DIN) http://www.din.de/
Organisation internationale de normalisation (ISO) http://www.iso.org/iso/fr/
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