four

(latin furnus)

Appareil dans lequel on chauffe une matière en vue de lui faire subir des transformations physiques ou chimiques.

BOULANGERIE

Le four à pain est constitué essentiellement d'une enceinte à l'intérieur de laquelle se fait la cuisson à une température de l'ordre de 250 à 280 °C, dans une atmosphère très chargée en vapeur d'eau. Dans les fours traditionnels, elle est chauffée directement avec du bois, qui brûle sur la sole.

Les fours modernes sont à chauffage indirect et continu : le combustible est brûlé dans un foyer indépendant de la chambre de cuisson. La chaleur y est transmise par des intermédiaires divers (vapeur, par exemple). Dans les fours continus, les pains sont transportés en continu par des supports mobiles entre l'entrée et la sortie de la chambre de cuisson.

MÉTALLURGIE

Les fours d'élaboration traditionnels, Bessemer, Martin, Thomas, sont actuellement remplacés dans les aciéries par les fours électriques à arc. Les fours à réchauffer, fonctionnant au gaz ou au charbon pulvérisé, employés dans les forges, sont destinés à porter à leur température de travail les lingots de métal. Les fours de traitement thermique (trempe, recuit, revenu), chauffés au gaz ou électriquement, sont conçus pour permettre d'obtenir une température très précise dans l'enceinte chauffée. Les fours à bain de sel et les fours à cloche permettent d'effectuer certains traitements (recuit, frittage, etc.) en atmosphère non oxydante.

TECHNIQUE

Le four solaire est un système utilisant la concentration du rayonnement solaire pour obtenir dans une enceinte réfractaire des températures très élevées (jusqu'à 3 800 °C), à usage expérimental ou industriel. La France, sous l'impulsion de Félix Trombe, a joué un rôle prépondérant dans le développement de la technologie des fours solaires. Le premier four solaire de Mont-Louis (puissance : 50 kW) a été mis en service en 1952, et le grand four d'Odeillo (1 000 kW) a été installé en 1968. Á l'étranger, le plus puissant four solaire est celui d'Atlanta (États-Unis), avec une puissance de 400 kW thermiques.

THERMIQUE

Les fours peuvent être classés selon leur utilisation (séchage, fusion, traitements thermiques), la source de chaleur, le mode de chauffe, etc. Les combustibles solides (bois, houille, coke) tendent à être remplacés par des combustibles fluides (liquides ou gazeux). Les combustibles gazeux permettent d'obtenir économiquement de hautes températures de combustion en réchauffant préalablement le gaz et l'air, par récupération de la chaleur des gaz brûlés. Le plus simple des fours à combustible solide est le four à cuve, dans lequel le charbon et la matière sont disposés en couches alternées, les gaz de combustion participant aux réactions chimiques.

Lorsqu'on veut séparer le combustible de la matière, un four comprend deux parties distinctes : le foyer et le laboratoire, chambre voûtée dans laquelle les matières à traiter reposent sur une sole réfractaire (four à réverbère). Pour faciliter l'action des gaz sur les matières, le laboratoire peut prendre la forme d'un cylindre tournant autour d'un axe incliné ; de tels fours rotatifs sont utilisés pour la production du ciment et des plâtres. Dans les fours-tunnels, les produits à sécher ou à cuire (briques, céramiques, verre, etc.) se déplacent en sens inverse des gaz chauds. Dans le four poussant, une nappe de produits s'échauffe progressivement au fur et à mesure de son avancement sous l'effet d'une pousseuse mécanique. Lorsqu'on désire soustraire les matières à chauffer du contact des flammes ou des gaz de la combustion, on emploie des fours à vase clos, ces vases étant des cornues, des cuves (fours à coke), des creusets (métallurgie du zinc, fonderie de bronze et d'aluminium).

Parmi les fours électriques, on distingue le four à arc (la matière est fondue par un arc électrique jaillissant entre des électrodes), le four à résistance, le four à induction (le four lui-même constitue le secondaire d'une bobine d'induction), le four électrolytique (outre l'action thermique de l'électricité, il utilise le phénomène d'électrolyse). Les fours à micro-ondes, enfin, soumettent les produits à chauffer à l'action d'ondes électromagnétiques de très hautes fréquences, dont l'énergie se transforme en chaleur dans la masse du produit.

VERRERIE

Le verre peut être élaboré dans des pots chauffés dans une même enceinte, pour y subir successivement la fusion, l'affinage et le conditionnement thermique (four à pots). Il peut aussi être élaboré en continu dans un four à bassin : le mélange vitrifiable est introduit à une extrémité d'un bassin surmonté d'un laboratoire voûté et fermé ; il est fondu par un dispositif à flamme ou électrique avant d'être dirigé vers des machines de formage. Le verre fondu peut être chauffé par effet Joule, en faisant circuler un courant alternatif dans sa masse. Les fours électriques sont ainsi munis d'électrodes immergées dans le bain de verre.