James Beaumont Neilson
James Beaumont Neilson (1792 - 1865) est un industriel et inventeur Ă©cossais, pionnier dans l'utilisation du vent chaud au haut fourneau.
| Naissance |
Shettleston (Écosse) |
|---|---|
| Décès |
Queenshill (Écosse) |
| Nationalité | Anglais |
| Domaines | Histoire du gaz manufacturé ; Sidérurgie |
|---|---|
| Renommé pour | Air chaud au haut fourneau |
Pendant la première Révolution industrielle, le haut fourneau, en adoptant le coke, s'affranchit de la pénurie et du coût du charbon de bois. Mais il faut un coke pauvre en soufre et mécaniquement résistant, alors que les gisements de charbon de qualité sont encore peu connus.
En 1828, James Beaumont Neilson brevette une amélioration fondamentale consistant à préchauffer l’air soufflé dans le haut fourneau[note 1]. De 1829 à 1831, il met au point un four capable de souffler un vent porté à une température de 315 °C, économisant ainsi le coke nécessaire à la chauffe du haut fourneau. La consommation de combustible et la productivité des forges de la Clyde augmentent spectaculairement[note 2] :
| Date | Vent[1] | Combustible (kg/t fonte)[1] - [3] |
Fonte (kg/j.)[3] |
| Premier semestre 1829 | Froid | Coke : 8 060 | 1 607 |
| Premier semestre 1830 | 150 °C | Coke : 5 160 | 2 353 |
| 1833 | 315 °C | Houille : 2 280 | 3 556 |
L’appareil utilisé comporte cependant de nombreux défauts de conception, et il faut également adopter quelques précautions, en particulier pour le refroidissement des tuyères [2]. Bien que Neilson n'en cache pas les faiblesses[note 3], son intérêt comme sa rentabilité sont évidents, surtout pour les hauts fourneaux qui, faute de houille compatible, n'ont pas encore effectué leur transition vers le coke.
D'autres inventeurs parachèveront l'idée de Neilson :
- Wilhelm von Faber du Faur initiera la récupération des gaz du gueulard dont la combustion fournit une énergie thermique autrefois perdue. Ces gaz peuvent servir de combustible au préchauffeur d'air, mais aussi pour les machines à vapeur[2].
- Edward-Alfred Cowper et Thomas Whitwell inventeront une nouvelle génération de fours de réchauffage de l'air, fonctionnant avec l'accumulation et la restitution de chaleur au lieu de la conduction.
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Schéma de l'appareil de chauffage de l'air inventé par Neilson
Monument élevé à la mémoire de James Beaumont Neilson
Notes et références
Notes
- Le vent chaud facilitant aussi la combustion au haut fourneau, il est devenu possible d'utiliser d'autres matières : l'invention de Neilson permet la valorisation du Blackband et donc l'expansion de la sidérurgie écossaise, qui passe d'une production annuelle de 37 500 tonnes en 1830 à 200 000 tonnes en 1840. L'utilisation de vent chaud permet également l'utilisation d'anthracite aux États-Unis et de houille brute en Écosse, où aucun charbon cokéfiable n'avait encore été découvert[1] (brevet de F. W. Gessenhainer en 1836).
- Bertrand Gille note, lui, une consommation de charbon Ă la tonne de fonte passant de 11 tonnes en 1811 Ă 8 en 1828, 4 en 1831 et finalement 2,5 tonnes en 1832[2].
- Pour encourager le développement d'un réchauffeur adapté, Neilson se contente d'une modeste royaltie d'un shilling par tonne produite avec son procédé. La modération de Neilson fut cependant mal récompensée : il dut attendre 1843 pour toucher ses royalties, après un long procès au Tribunal Écossais d'Édimbourg[1].
Références
- (en) Thomas Turner (dir.), The metallurgy of iron : By Thomas Turner... : Being one of a series of treatises on metallurgy written by associates of the Royal school of mines, C. Griffin & company, limited, coll. « Griffin's metallurgical series », , 3e éd., 463 p. (ISBN 1-177-69287-2 et 978-1177692878, lire en ligne), p. 21-23 ; 33
- Bertrand Bertrand Gille, Histoire des techniques, Gallimard, coll. « La Pléiade », , 1680 p. (ISBN 978-2-07-010881-7)
- (de) Otto Johannsen, Geschichte des Eisens, Dusseldorf, Verlag Stahleisen mbH, , 3e Ă©d., p. 327