Exemple d’utilisation des données : combustion du carbone dissous dans un alliage fer-chrome
Données thermochimiques nécessaires aux bilans thermiques en sidérurgie

Cet article met à la disposition des ingénieurs l’ensemble des données thermochimiques nécessaires à l’établissement des bilans thermiques en pyrométallurgie, et en particulier en sidérurgie.

Les logiciels commerciaux utilisent pour une bonne part les données figurant dans cet article. Ces logiciels permettent de faire des calculs enthalpiques dans de nombreuses situations. Le traitement de cas complexes nécessite cependant un apprentissage spécifique.

Pour répondre aux besoins spécifiques en sidérurgie, § 1 et § 2 concernent les systèmes constitués soit d’éléments chimiques purs, soit de composés stœchiométriques que l’on échauffe de 25 °C à une température $t$ .

§ 3, § 4 et § 5 concernent les cas des phases plus complexes : solutions métalliques, laitiers et combustibles industriels. Un exemple d’utilisation des données en sidérurgie est présenté.

Des logiciels commerciaux sont disponibles tels que Factsage, MPE, MTDATA, Thermo-Calc ou Pandat Software .

Conformément aux dispositions légales, les unités choisies sont celles du système international (SI). En particulier, la seule unité d’énergie utilisée est le joule (J) ou un multiple : le kJ = 10³J ou le MJ = 10⁶ J.

Les températures, exprimées en degrés Celsius (°C), sont déduites de l’échelle thermodynamique Kelvin, conformément à l’échelle internationale pratique de température EIPT 68.

L’unité de pression utilisée est le Pascal (Pa,) ou l’atmosphère qui n’est pas une unité SI, 1 atm = 101 325 Pa.

La définition de l’enthalpie et les rappels théoriques concernant en particulier le premier principe de la thermodynamique sont présentés dans [AF 4 040].

Rappelons la convention de signe qui découle du choix, fait ici, de la variation d’enthalpie du système pour exprimer les variations d’énergie se produisant au cours des transformations : la variation d’énergie est comptée positivement quand le système a reçu de l’énergie pour passer de l’état 1 à l’état 2 ( $\Delta \text{H}$ est positif pour une réaction endothermique).

Dans tout le texte, H désigne la fonction enthalpie du corps considéré. Le symbole ° indique que le corps se trouve dans son état standard défini dans [M 1 730]. Un astérisque (*), ou un renvoi, signale les exceptions : les corps considérés sont dans un état métastable ou un état fictif choisi pour la commodité des calculs. ΔH° désigne la variation d’enthalpie au cours d’une réaction, réactifs et produits se trouvant dans leur état standard.

Dans tous les tableaux, les valeurs d’enthalpie à la température t sont écrites en caractères romains lorsque le corps étudié est solide. Elles sont écrites en italique lorsqu’il se trouve à l’état liquide, en gras lorsqu’il est à l’état gazeux. Les données concernant les changements d’état sont rassemblées dans le tableau 28, le tableau 29 et le tableau 30.