| Brai minéral | |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | 65996-93-2 |
| No CE | 266-028-2 |
| Apparence | pâte noire à brune[1]. |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 30 à 180 °C[1] |
| T° ébullition | >250 °C[1] |
| Solubilité | dans l'eau : à20 °C nulle[1] |
| T° d'auto-inflammation | >500 °C[1] |
| Point d’éclair | >200 °C (coupelle ouverte)[1] |
| Précautions | |
| SGH[4] | |
 Danger H350 : Peut provoquer le cancer(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) | |
| SIMDUT[5] | |
 D2A, D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients | |
| Classification duCIRC | |
| Groupe 1 : Cancérogène pour l'homme[3] | |
| Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire. | |
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Lebrai est une substance noirâtre pâteuse et collante obtenue parpyrolyse dematières organiques en conditions anoxiques ou en atmosphère très pauvre en oxygène. Il existe d’une part le brai végétal, extrait d’écorces d’arbres, et d’autre part des brais minéraux, issus de la distillation d’hydrocarbures.
Le brai végétal est unecolle. Il est extrait de l'écorce debouleau selon une technique mise au point par lesNéandertaliens[6],[7], il y a au moins 200 000 ans, ce qui en fait le plus ancienmatériau synthétique connu. Une étude de 2019 a montré que ces premières productions de brai ont pu être réalisées selon une technique relativement simple, faisant intervenir des foyers à ciel ouvert[8]. Le brai fut aussi employé par lesHomo sapiens (hommes anatomiquement modernes) pendant toute laPréhistoire. Cette colle servait en particulier à fixer une lame enpierre taillée à unépieu, pour Néandertal, ou à unelance, pour Sapiens.
Les préhistoriens ont cherché à reproduire sa technique de fabrication avec le matériel disponible à l'époque. La difficulté pour obtenir cette résine est de chauffer, à une température supérieure à340 °C, des écorces de bouleau sans provoquer leur combustion, qui se produit au-delà de400 °C à l'air libre. Le procédé nécessite donc de soumettre les écorces à unepyrolyse, c'est-à-dire une transformation chimique en condition anoxique. Une solution possible consiste à employer deux grandes coquilles d'œuf d'oie, décalottées et encastrées l'une dans l'autre : le premier œuf contient les écorces ; le second, placé en dessous, sert de réceptacle à la résine. L'ensemble est scellé hermétiquement avec de l'argile, puis à demi enterré. On peut alors chauffer le dispositif avec du charbon incandescent. Une bonne maîtrise de ce processus permettait d'obtenir le brai en deux heures. La résine extraite à chaud était utilisée après refroidissement[9].
La signification des mots « goudron », « brai » et « poix » est souvent imprécise et les termes sont souvent interchangeables. Brai va désigner l'oléorésine, lagemme ou latérébenthine ; « brai sec » va souvent désigner lacolophane ; « bray » ou brai gras, désigne différentes qualités degoudron de pin, quelquefois mêlés de graisses animales, employée pour lecalfatage des navires
En France lepin maritime qui croît dans lesLandes de Gascogne et enProvence a été la source de ces produits résineux qui ont pu, à une époque, prendre le nom collectif de « munitions de marine ». Lorsque les arbres sont gros, on peut en tirer l'oléorésine qui prend le nom de « gemme » lorsqu'on la récolte, et qui filtrée et clarifiée, prend le nom de térébenthine. L'arbre est par la suite abattu et débité en planches ou carbonisé pour fabriquer du goudron. Un arbre d'un pied de diamètre rend sans beaucoup de frais dix à douze livres de « brai » (gemme) chaque année, pendant dix ans ; si après cela on le coupe, il peut produire d'un dixième à un vingtième de son poids engoudron pendant que l'on carbonise son bois[11]. L'autre produit de cettecarbonisation est ducharbon de bois.
Latérébenthine des pins connue en France sous le nom de « brai » est différente de celle desmélèzes et destérébinthes; on commence sa récolte dès la mi-mars à l'époque où s'établit sa circulation ; elle devient plus abondante quand les chaleurs sont plus fortes comme en juillet et août. Vers le mois d'octobre, la récolte cesse, jusqu'au retour du printemps ; cettetérébenthine oubrai se recueille au moyen des entailles pratiquées au pied des arbres dans l'aubier de leur tronc. La manière usitée dans le midi de la France est quand les pins ont quatre pieds de tour de creuser au bas une petite fosse capable de tenir deux ou trois litres, ensuite on pratique au-dessus une entaille dans le corps de l'arbre de façon à enlever avec une herminette bien tranchante outre l'écorce, un copeau d'un décimètre carré et de deux centimètres d'épaisseur ; c'est par cette plaie (lacare), que le brai descend depuis le mois de mai jusqu'au mois de septembre, temps pendant lequel on rafraîchit la plaie tous les quinze jours en l'élevant à chaque fois d'un à deux centimètres ; l'ouvrier chargé de cet objet (appelégemmeur) peut soigner de deux mille cinq cents à trois mille arbres, et s'occuper en outre à puiser le brai dans les fosses à l'aide d'une cuillère de fer, et à le porter dans une auge ou réservoir de bois destiné à le recevoir.
Afin de l'épurer on le fait écouler par un trou pratiqué au fond, au-dessus d'un lit de paille qui recouvre un second réservoir et sert de filtre.
Cette opération terminée pour le convertir en résine, on le verse dans une chaudière ou on le cuit avec legalipot oubrai sec que l'on a obtenu en grattant les entailles. On veille à ce que le feu ne puisse gagner la matière qui doit être en ébullition pendant plusieurs heures de suite. Afin de n'en rien perdre quand elle se gonfle, on lui ménage pour s'écouler une échancrure au bord de la chaudière. Le trop plein tombe dans un réservoir rempli d'eau destiné à le recevoir. Tant que la résine est encore trop peu cuite elle est sans cesse puisée avec une petite quantité d'eau et reversée dans la chaudière; on reconnaît qu'elle est suffisamment cuite quand après l'avoir laissée refroidir un peu, on la réduit aisément en poudre. On la coule alors dans des moules formés avec du sable battu en la faisant passer encore une fois à travers un filtre de paille ; là elle se fige en pains de soixante quinze à cent kilogrammes, prêts à entrer dans le commerce (une sorte decolophane).
Si au lieu du procédé ci-dessus, on fait cuire la résine avec de l'eau dans un alambic, on l'obtient au fond de lacucurbite (lecolophane qui reste au fond de l'alambique) et en outre on recueille dans le récipient un sixième d'esprit de raze, (l'autre nom que l'on a pu donner à l'essence de térébenthine) qui se conserve liquide et se vend plus cher que la résine ; c'est une sorte d'esprit de térébenthine et on s'en sert pour remplacer le véritable qui s'extrait de la térébenthine des mélèzes et des térébinthes.
La paille qui a servi à filtrer le brai ainsi que tous les copeaux et morceaux de bois qui en sont imbibés doivent être mis à part pour servir à la fabrication dugoudron ou à celle dunoir de fumée[11].
Comme évoqué plus haut le bois de pin coupé en bûches mais aussi les racines du pin permet de produire legoudron de pin dans un four particulier.
Théophile-Jules Pelouze détaille brai sec et brais gras[12]:
Le brai désigne un « goudron récent qui en refroidissant s'épaissit et perd sa fluidité. À proportion de ce qu'il est plus dur, plus clair, plus transparent, il est meilleur et coûte plus cher. On fait aussi du brai avec de la résine et autres matières gluantes qui font un corps dur, sec et noirâtre; dans cet état on l'appelle brai sec, et il n'est pas propre à être employé ainsi pour la marine. Il faut en faire du brai gras en jetant dusuif dedans quand on le fond pour l'employer à enduire les coutures et les carènes des vaisseaux[13]. »
Le brai de houille ou de pétrole est un résidu pâteux de ladistillation dugoudron ou dupétrole. Il n'est pas tout à fait solide à température ordinaire mais est 1 million de fois plus visqueux que l'eau comme le démontre l'expérience de Parnell débuté en 1930. Un goutte à goutte s'opère en environ 9 ans.
Le brai de houille (en anglaispitch coke) est issu de la distillation dugoudron de houille tandis que le brai de pétrole, lui, est issu de ladistillation du pétrole.
Le brai est un liant, utilisé dans la fabrication desanodes et descathodes. Anciennement, il servait pour agglomérer la poussière de charbon en boulets.
Mêlé à des fibres, le brai est utilisé pour lecalfatage. Il est donc un agent d'isolation, un agent scellant et d'étanchéité.
Le brai de goudron de houille (Coal Tar Pitch) se classe au numéro 2708.10 dans le « système harmonisé » (SH) de ladouane.
Il y a longtemps que l'on a constaté que les ouvriers ou personnes exposées aux goudrons, suies et brais, développaient des maladies spécifiques (cancers notamment)[14].
Le brai de goudron (2009, vol. 100F) a été reconnu par l'IARC commefacteur de risque avéré (avecPreuves humaines suffisantes) pour lecancer du poumon[15].
