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> Chronique D'une Lampe à Acétylène, Acétologie

piotr
post 23/12/2008 20:53
Message #1


Sale con
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Le moins qu'on puisse dire, c'est que ça tranche avec l'assemblage de ma nouvelle config, que j'ai réalisé la semaine dernière, et dont les photos arriveront quand j'aurai achevé le montage, c'est à dire avec toutes les pièces. En effet, un des disques durs était défectueux et j'ai du le renvoyer au SAV.

Gouffre technologique ... la lampe au carbure. C'est le plus tangible de mes revivals de trucs vieux. Les journaux, les photos ... c'est bien. Mais ça ... fichtre.

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Qu'est-ce que c'est que cet engin ? À la base, c'est un moyen d'éclairage performant. Celle que j'ai est un modèle Louxor destiné à s'éclairer la nuit à bicyclette, mais certaines automobiles du début du siècle dernier pouvaient aussi en être équipés. C'est ce qui explique la présence de l'énorme réflecteur, démontable.

Ces lampes ont aussi beaucoup servi aux mineurs de fond pour s'éclairer au fond des galleries des houillères et autres conduits mal éclairés. Et à ce titre, les lampes au carbure continuent à être utilisées par certains spéléologues comme source d'éclairage durable et puissante, et surtout, omnidirectionnelle. La flamme éclaire dans toutes les directions, contrairement à des sources d'éclairage électrique comme les LEDs ou les ampoules à filament, qui éclairent de façon focalisée.

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Carbure ? C'est de carbure de calcium dont il est question. C'est une substance étrange, d'aspect blanc grisâtre, à l'entêtante odeur de poivre fort et d'ail puissant. C'est vraiment caractéristique. Je n'irai pas jusqu'à dire que ça pue, mais c'est vraiment prenant comme odeur. Littéralement. Le carbure de calcium est à la base un matériau cristallin, ressemblant à une roche quelconque.

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Derrière ce qui ne semble être qu'un vulgaire caillou, excepté l'odeur, se cache une remarquable mécanique chimique. Quand de l'eau entre en contact avec du carbure de calcium, il se produit une réaction chimique entre les deux, qui va produire du gaz acétylène, extrêmement inflammable, et de la poudre d'hydroxyde de calcium, que l'on connaît plus communément sous le nom de chaux éteinte.

Il faut savoir que la combustion de l'acétylène produit une flamme exceptionnellement lumineuse, et très chaude, et c'est sur cette propriété unique que repose le principe de fonctionnement de la lampe à acétylène.

Quelques pincées de chimie et un soupçon de physique pour éclairer notre lanterne. Elle est bonne non ? ... Non.

Donc, le carbure de calcium s'obtient grâce à des fours à arcs électriques. Ce n'est pas le four qu'on trouve dans la cantine de l'école, ou dans la cuisine de tata Gertrude, non. Ce sont des fours capables de générer des températures de l'ordre de 2300 °C nécessaires à la réalisation des conditions de formation du carbure.

On commence tout d'abord par calciner du calcaire, carbonate de calcium, en le portant à très haute température, pour obtenir de la chaux vive, de l'oxyde de calcium, selon la réaction suivante :

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En d'autres termes, une molécule de carbonate de calcium CaCO3 donne une molécule d'oxyde de calcium et une molécule de dioxyde de carbone.

Ensuite, porte à très haute température grâce au four électrique un mélange d'oxyde de calcium et de coke, une variété de charbon distillé très pur, qui apporte le carbone. Au début du siècle, on utilisait des arcs de seulement 10 volts ... mais pour 1600 ampères. Ca a une certaine classe. Sous cette chaleur, se forme alors du carbure de calcium fondu, selon la réaction suivante :

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Autrement dit, une molécule d'oxyde de calcium (la chaux éteinte) s'associent dans une réaction à trois atomes de carbone pour former une molécule de monoxyde de carbone et une de carbure de calcium. On laisse par la suite refroidir le carbure, puis il est concassé pour obtenir des morceaux à la bonne taille.

Alors inutile de vouloir essayer d'en faire des morceaux plus petits, car si le carbure semble se décomposer en poussière (en chaux, en fait) au contact de l'eau, il est aussi dur que du granite ou du silex, et viendra sans doute à bout de vos meilleures scies.

Il devient assez difficile de nos jours de se procurer du cabure de calcium si on est pas spéléo, mais pour changer, c'est sur eBay que j'ai trouvé un vendeur qui procure du carbure de calcium pour seulement 8 euros le kilogramme, de quoi éclairer à la lampe acétylène pendant un long moment ... très long moment.

Une lampe au carbure est un dispositif bougrement simpliste, sans pièce mobile ni fonctionnement compliqué.

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En haut de la lampe se trouve un cuve que l'on remplit d'eau, si possible propre. En bas, se trouve une cuve dans laquelle on dispose les morceaux de carbure de calcium. Cette cuve se visse à la cuve d'eau, de façon hermétique grâce à un joint d'étanchéité. Une lumière descend de la cuve d'eau à la cuve d'acétylène, et un pointeau équipé d'un pas de vis fendu permet de laisser goutter l'eau. L'eau goutte dans un cylindre percé de trous, et se répand alors au contact du carbure de calcium, qui dégage de l'acétylène, selon la réaction suivante :

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L'acétylène est prisonnier dans la partie inférieure de la lampe, et comme la fermeture est hermétique, il n'a d'autre choix que de remonter via une conduite de gaz, qui est bouchée par un bec. Ce bec est en céramique, et dispose d'un ou plusieurs trous minuscules. Le mien dispose de deux becs calibrés pour laisser sortir 14 litres de gaz à l'heure. De la qualité et de l'état du bec dépendra la qualité de la flamme, et donc, l'éclairage. Ces trous sont si petits qu'il faut un fil de brosse métallique fine pour pouvoir les nettoyer. Ils sont surtout faits pourr que la petite quantité d'acétylène qui sort puisse brûler en totalité avec l'oxygène de l'air. Si le bec est encrassé ou usé, la flamme est peu lumineuse et fume noir comme le pire des camions que vous ayez vus, à cause du manque d'oxygène. La réaction de combustion est la suivante :

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Deux molécules d'eau réagissent avec une molécule de carbure de calcium, pour former une molécule d'acétylène ainsi qu'une molécule d'hydroxyde de calcium, et un peu de chaleur.

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J'ai mis un tout petit morceau de carbure pour les besoins de la démonstration, mais on peut facilement charger la lampe en carbure pour avoir 6 ou 7 heures de flamme en continu, à charge de recharger au moins une fois le réservoir d'eau. Comme un certain volume dans la cuve est nécessaire pour avoir une bonne pression de gaz, j'ai rajouté du sable pour faire bonne mesure.

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Une fois le plein de carbure fait, on revisse le tout, et on fait le plein d'eau. On ouvre un peu le pointeau, et on attend un peu que l'eau goutte.

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Il faut savoir que le carbure de calcium est très réactif à l'eau, et qu'il n'y a vraiment pas besoin de beaucoup d'eau pour que la réaction démarre, même avec du sable. Par ailleurs, elle est exothermique, ce qui signifie que la réaction dégage de la chaleur. Bonne nouvelle : c'est la température idéale pour un chauffe mains, ou presque.

Après quelques instants, on peut entendre que ça commence à bouillonner en bas et sifflotter par le bec. C'est signe que l'acétylène chasse l'air et qu'on va pouvoir allumer. Celle-ci est malheureusement dépourvue de pierre à briquet, et il faut donc allumer la lampe avec ... un briquet, que l'on porte au bec.

Et comme dirait un prof de physique : "et POP!". Ca claque à l'allumage, même avec une petite flamme.

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C'est une flamme de minus, mais pas de panique, c'est normal, la lampe est encore en train de monter en pression. À titre de remarque, j'en profite pour signaler aussi que c'est une TRES mauvaise idée que de faire fonctionner cette lampe à l'hydrogène. Oui, parce que j'avais voulu voir si tout fonctionnait bien, et j'avais mis dans la cuve une lamelle de zinc et un peu d'acide chlorhydrique, mélange produisant du chlorure de zinc et du dihydrogène. Rien que deux ou trois pétarades m'ont convaincu d'arrêter rapidement. Darwin, c'est pour plus tard.

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Quelques secondes plus tard, la flamme grandit encore. C'est bon signe.

Puis après environ 2 minutes, la flamme atteint sa taille et sa luminosité normales :

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Ça ne paraît pas sur une photo, vu que la dynamique est beaucoup moins grande, mais comparé à une bougie, on se rend compte combien la flamme de l'acéto brille fort. C'est de l'ordre d'un facteur 30 environ ... c'est tout de même pas rien. À tel point qu'il est difficile de pouvoir la regarder longtemps, car elle est très éblouissante.

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Dans le noir, c'est encore plus voyant. Mon bec est un bec double, qui quand il est neuf produit une flamme en forme de papillon, la plus lumieuse de toutes, car il s'agit de la jonction de deux flammes en une plus grande, avec une zone centrale extrêmement brillante.

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C'est en prenant la photo avec le réflecteur vissé en place que l'on se rend compte de la forme de la flamme, et de la luminosité de l'ensemble -- en photographie, c'est parfaitement débile de prendre une source lumineuse de face, mais c'est pour la science quoi.

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On peut donc ensuite valablement faire le comparatif avec une lampe électrique de poche alimentée par une pile de 4,5 volts :

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Je trouve qu'elle se défend pas mal cette vieillerie. C'est loin d'être aussi commode, mais ça éclaire de façon surprenante pour une combustion.

Il est donc temps d'arrêter la lampe. Malheureusement, le pas de vis de mon pointeau est usé, et donc, il m'est impossible d'arrêter le goutte à goutte. Je dois donc vidanger la cuve d'eau, et attendre que ce qui reste ait fini de réagir avec le carbure, et finir le restant d'acétylène, avant d'ouvrir la cuve.

Chose intéressante, le goutte à goutte d'eau produit de la chaux, qui se présente sous la forme d'une gangue qui pousse autour du morceau de carbure :

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Il est chaud, à peine tiède, et de bonne consistance, car le goutte à goutte laisse suffisament de temps à la réaction pour ne pas noyer le mélange dans un jus infâme de lait de chaux. Même avec le sable, c'est très facile à récupérer.

Et il convient d'ailleurs de récupérer la chaux, car elle est toxique. Enfin toxique, c'est pas de l'arsenic, mais elle a la fâcheuse propriété de tuer certaines formes de vie. Mais en fait c'est cool ! On s'en sert de répulsif à araignées, ou pour éradiquer certaines moisissures récalcitrantes. Je récupère la chaux en filtrant le lait de chaux (si j'ai trop d'eau), ou en laissant sécher la pâte obtenue.


J'en conviens, cette lampe, c'est vraiment une autre époque, oldschool, et archaïque. Des LEDs, ça marche vachement mieux, et c'est moins d'emmerdes. Et puis ça ne risque pas de mettre le feu. Et tellement d'autres choses encore. Mais que voulez vous, c'est comme de rouler dans une vieille De Dion-Bouton : c'est pas pour tous les jours, mais c'est la classe !


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"Des asiles de cons ... On devrait construire des asiles de cons, mais vous imaginez un peu la taille des bâtiments ! - André Dussolier

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PoP
post 06/01/2009 16:26
Message #2


ragondin interstellaire
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moi je dis que tu devrais virer les phares au xenon de ton augniiii pour mettre des lampes à acaétylène.


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Peter Pan
post 06/01/2009 22:56
Message #3


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Hé mais j'avais pas vu cette débilité-là moi ! Alors bravo, c'est débile. Et puis j'ai bien vu comment tu fais genre haha mais nan l'hydrogène ça fait put put put c'est tout, c'pas grave. Petit sot va.

En tout cas ça aurait de la gueule comme salière/poivrière non ?
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