Filtre pour hotte de forge

[jc54000]

bonjour a tous.
De plus en plus on parle d'écologie, mais dans les métiers de la forge, on rejette beaucoup de résidus dus au fumées de charbon minéral.
J'ai vu des systèmes de filtres réalisés grâce a une circulation des fumées dans des bacs d'eau et de chaux qui retiendraient certaines particules et notamment celles de souffre.
Avez vous déjà testé ce genre d'installations ? Et si c'est le cas, pourriez vous me fournir quelques indications sur les dimensions nécessaires aux bacs, et surtout quelles sont les possibilités de retraitement de ces eaux polluées ?

[thierry loeve]

Petit aparte par rapport au sujet : c'est entre autre par souci d'écologie que de plus en plus d'ateliers de forge se mettent au charbon de bois (de proximité) : pas d'inclusion dans les poumons et dans le métal de produits nocifs, ni dans la nature, ça sent bon et les voisins sont contents. A part sans doute du rejet co2, mais en quantité ne dépassant pas celui étant rejeté naturellement par les végétaux. Mais comparativement à l'exploitation des mines, au transport, au non renouvelable des produits fossiles, etc... il n'y a pas photo.
Ceci étant dit, je n'ai jamais vu de forge à charbon minéral équipée de filtres, filtres qu'il serait grand temps de mettre en place.

[Baptor]

Il me parait difficile de filtrer de tel substances en tout cas à l'échelle de l'artisanat. De plus, quand on voit le prix du retraitement de ce genre de déchets par la suite, cela fait réfléchir...

Sinon pour revenir à ta question, les bacs à eaux fonctionnent bien avec les poussières principalement mais du coup, forment une genre de boue infâme que tu ne peux mettre qu'en décharge spécialisée normalement.

L'autre méthode est de la filtrer avec des manches ou plus pratiques les dépoussiéreurs cyclones. Mais tu verras dans ce cas, que l'écologie à un prix... et qu'il vaut mieux choisir son combustible.

Après, personnellement, je ne repasserais pas au charbon de bois, car bien que coutant moins cher et contenant moins de souffre, il a un plus mauvais rapport calorifique (il chauffe moins), produit plus de CO (par rapport au CO2) et produit plus de poussières.

Après tu as dans cette optique, une autre démarche. En lieu et place de viser à traiter toi-même tes rejets, tu peux choisir des combustibles avec peu de souffre et phosphore. Par ex coke/charbon traité - ex chez Michel Vaillant : lien qui a des taux de souffre plus bas, et qui est lavé pour la poussière.

Thierry, un simple détail, les végétaux respirent mais si on considère le cycle complet, ils ne rejettent pas de CO2 mais le collecte (photosynthèse), et c'est nous qui le rejetons en brulant le bois.
Juste pour l'humour noir, pour diminuer les rejets de CO2, on sais comment faire : arrêter de respirer.

[kurillos]

Bonjour,

Effectivement, les fumées sont une plaie dans bien des métiers. Pour le mien, la soudure, les choses ne sont pas simples, car il y a fumées et fumées. Il en est des "visuelles" certes toxiques, mais pas autant que des émanations presque invisibles mais néanmoins redoutables, contenant du chrome hexavalent par exemple, dans les fumées de soudure des aciers inoxydables par exemple.

Mais pour votre cas, je vous propose un raisonnement "par l'absurde", cela peut être utile pour dégager une solution qui soit "la moins pire". Le "moins pire" est soit à l'attention du forgeron, soit à l'attention du voisinage (mère Nature et les autres âmes qui vivent non loin). Le "bien moins pire" vise à sauvegarder au mieux les deux.
Mais l'expression "usine à gaz" se prête malheureusement bien à ce sujet. Il faut dire aussi que cette préoccupation est noble, malheureusement certains industriels du tiers-monde et des PVD n'en ont cure...

A mon sens, employer du charbon minéral apporte quatre grands méfaits :

- On baigne dans la poussière nocive de celui-ci, celle du charbon de bois est aussi toxique et provoque de graves désordres respiratoires (silicose des mineurs de l'Est/Luxembourg et du Nord),
- On emboucane le voisinage avec une fumée bien reconnaissable,
- Il y a la pollution olfactive, en plus de l'éventuelle auditive,
- On génère des gaz pas nets, du style CO / SO2, et consorts phosphatées, voire dans certains cas une brumisation de métaux lourds : certains charbons minéraux contiennent des métaux lourds comme le chrome, l'arsenic, l'antimoine, du plomb, du cadmium, du mercure... tout dépend de son origine géographique et de sa pureté physico-chimique.


Même le charbon de bois semble "corrompu" : j'ai entendu il y a peu cet été 2010 sur France-Info que la SNCF se débarrassait de ses traverses de chemins de fer (celles en bois créosotés hautement cancérigène), à des sociétés spécialisées, qui les recyclaient par carbonisation, en ...charbon de bois. A vos barbecues !!

Filtrer des poussières contenues dans la fumée revient à "cribler" des particules plus ou moins grosses. Les gaz parfaits (comme le CO2, le très toxique CO, les redoutés H2S et SO2, tout comme la vapeur d'eau) restent des molécules libres qu'il n'est pas possible de piéger, sous entendu ici de les retenir. Piéger ces gaz là, à part la captation et la distillation cryogénique pour les séparer, il n'y a pas d'autres moyens et ces techniques coûteuses n'ont aucun intérêt...

Si l'on veut piéger les microparticules, il faut un filtre "à mailles serrées". Le charbon actif est semblable à une éponge percée de milliards de trous, il peut remplir ce rôle.

D'un autre côté, le filtre créant de fortes pertes de charge qui s'oppose à la traversée de ce fluide qu'est une masse d'air et de fumée ascensionnelle, le danger est de plusieurs ordres :

- Quels sont les polluants qui passeront outre le système de filtrage ?
- Quels sont ceux qui seront piégés par le filtre ?
- Que se passera t'il lorsque le filtre sera saturé ?
- Que fera t'on du filtre une fois qu'il sera saturé ?
- Comment forcer la colonne de fumée à emprunter le filtre ?

Pour répondre à cela, je prendrai l'approche suivante : les gaz nocifs ne seront pas traités par un filtre. Le composant requis pour cela, c'est un élément catalytique qui va accélérer le processus de stabilisation des polluants. Le CO va se transformer en CO2, l'H2S en eau et en SO2, les autres n'auront pas de modifications chimiques. Mais la plupart des catalyseurs coûtent très cher, sont très dangereux à manier, comme le nickel de Raney qui génère de l'hydrogène explosif; ici, ils ne serviront à rien car peu d'entre eux sont thiorésistants : la plupart du temps, le soufre est un poison des catalyseurs.

Pour les macroparticules, comme les suies, celles-là seulement seront stoppées par le filtre. Les microparticules passeront outre. Cela est valable avec un filtre sur lit (à charbon actif, qui est juste du charbon de bois écrasé en miettes compactées et traité à l'eau ou à l'acide phosphorique pour avoir de très nombreux pores à parois ultraminces) et avec un séparateur cyclonique à la James Dyson.

Le danger, c'est que le filtre soit tellement filtrant qu'il réduise le tirage : on risque d'avoir des turbulences et d'emboucaner littéralement le forgeron.

Il faudrait donc dans l'absolu employer un système d'aide, à base d'un ventilateur amont, voire d'un ventilateur aval pour un filtre-lit, cela génère du bruit et cela coûte cher à l'achat et très cher à l'usage.
Et puis, on n'a pas réglé le problème de la pollution intérieure, celle qui règne là où le cône de dépressurisation est trop faible pour changer la trajectoire "dépositoire" de cette pollution, à fines poussières surtout; et là où le forgeron travaille.


Donc pour proposer une avancée, voilà ma vision des choses :

- Pour ce qui est du local, il faut veiller à avoir un local avec le moins d'aspérités possibles, où les surfaces lisses sont présentes, avec un fort contraste visuel (sols clair, murs blancs),
- Je pense que vis-à-vis du voisinage, on pourra privilégier le lavage des fumées,
- Si il y a nécessité absolue d'augmenter le tirage, l'emploi d'un seul ventilateur d'extraction auxiliaire peut être envisagé,
- Les lessivats peuvent être directement mis en épandage dans du sol arable, les produits soufrés et phosphorés sont un bon apport pour les plantes, les suies sont dégradées (lentement, c'est vrai) par l'humus. Les volcans nous ont bombardés de suies et de cendres et nous sommes toujours là; les cultures poussent même mieux après,
- La chose aérodynamique étant "une usine à gaz" en termes de prévision, de calcul et d'exécution; il me semble plus pragmatique d'équiper une forge à charbon avec une hotte réglable en hauteur et pourvue d'ouïes latérales escamotables : si une grande pièce doit être forgée, on ouvre les volets, le reste du temps la hotte remplit son rôle de tirage des fumées. Et avec un simple manchon tubulaire concentrique, le relevage de la hotte est possible tout en ayant de quoi continuer à laver les fumées par une brumisation continue. Et on règle sa forge au coup par coup pour capter le maximum de fumées, pour réduire au plus l'exposition. La hotte est par défaut toujours relevée, elle est montée sur des compas à gaz placés dans des tubes emboîtés, pour protéger leurs tiges. La descente de la hotte se fera manuellement avec une commande par treuil, et poulies.
Les compas à gaz sont récupérables -pour rien- dans les casses, sur les modèles d'utilitaires et monospaces, qui ont de grands, lourds et nombreux ouvrants, idem pour le ventilateur de tirage auxiliaire, récupéré dans les souffleries derrières les planches de bord, ils s'alimentent en 12 Volts-DC à partir d'un chargeur de batteries ou toute source de courant continu pas chère et facile à se procurer.

J'ai décrit une possibilité d'installation de ce type ici.

Si vous voulez réduire la pollution découlant de l'usage du charbon minéral, employer du charbon de bois me semble être une excellente alternative, je suivrai les conseils de Thierry Loeve pour ma part. Baptor a raison, le pouvoir calorifique du charbon de bois est plus faible, mais c'est de par sa densité plus faible, dans les deux cas c'est du carbone presque pur, même si le charbon de bois est généralement plus pur que les charbons minéraux. Le charbon de bois étant microalvéolé, la flamme "passe" au travers, sans faire trop de flammes, et il n'y a pas de fraisil.

L'autre alternative, c'est d'employer une forge à gaz, soit au butane / propane (GPLs), soit au gaz naturel, même si celui-ci n'a pas un PCS terrible terrible (je prends le gaz B (Groningue/Slochteren) comme standard, ayant un PCS entre 9,5 à 10,5 kWh/Normomètre cube, le gaz H -non présent en Lorraine je crois- a un PCS de 10,5 à 13 kWh/Nm3, le propane a lui un PCS voisin de 28 kWh/Nm3).

Là, on supprime les poussières, mais on peut aussi condenser la vapeur d'eau produite à partir de la cheminée, sans trop de difficultés pour récupérer de l'eau chaude, et pourquoi pas chauffer l'atelier en hiver, et la piscine en été.

Voilà en l'état les possibilités immédiates.
Bien à vous tous.

[thierry loeve]

Je rappelle que Baptor avait déjà soulevé la question dans le sujet sur la ventilation et la purification des gaz.
Pour ce qui est du débat charbon de bois-charbon minerais, les nouvelles données comparatives seront débattues dans un autre sujet pour ne pas créer de doublons.
Des débats ont d'ailleurs déjà eu lieu sur ce forum (caractère écologique du charbon de bois par exemple), mais je pense qu'un sujet qui fera une synthèse comparative scientifiquement appuyée va bientôt voir le jour.

[jc54000]

Merci pour vos réponses.

[bernard]

Bonjour de bernard.

Charbon de bois... pas charbon de bois. Quel combustible pour quelle utilisation ?

Le charbon de bois chauffe moins fort, c'est une évidence... mais pourquoi chauffer à plus de 900° pour de la ferronnerie (former du fer à chaud ne nécessite pas la plus haute température) ?

Pour la soudure à la forge, la propreté du combustible est plus importante et le charbon de bois convient très bien.

Pour les férons : difficile de se passer du charbon de bois ; pour les couteliers, taillandiers et les petites pièces de déco en fer pur : c'est une nécessité.

Les charbons fossiles restent fossiles avec tout ce que cela comporte, même épuré selon la loi européenne d'aujourd'hui (et cela va encore changer avec la taxe carbone). La plupart de ces charbons nous viennent d'Amérique du Sud (Colombie). Il faut plus 70 tonnes de fioul lourd par jour pour le transporter par bateau jusqu'en Belgique (Anvers) par petit minéralier et je ne parle des conditions de travail des ouvriers locaux.

Les poussières du charbon de bois sont effectivement agressives (l'ont s'en sert pour poncer) ; il n'est pas interdit de s'en protéger. Rentrer dans un débat me parait stérile.

4000 ans de savoir faire avec du charbon de bois... deux siècles de fossile et voyez le résultat...
Pour moi le charbon de bois reste le combustible le plus propre : on peut l'obtenir à la proximité, il existe un groupement des producteurs locaux (vous pouvez aussi le fabriquer vous même).
L'économie de proximité, vous en faite partie... faites donc en sorte qu'elle vive !
Pour ma part je participe au reboisement en sachant que la forêt est la plus grande réserve de carbone de la planète et qu'elle me fournit l'oxygène que je respire.
Le bois rejette son carbone une fois mort, aussi bien sur pied... que dans ma forge.