vignette|Poutres de bois partiellement réduites en charbon de bois et en cendres. La cendre est un résidu principalement basique de la combustion, de l'incinération, de la pyrolyse de diverses matières organiques et minérales, et par extension de produits tels que le charbon, le lignite, le coke ou de divers déchets brûlés dans les incinérateurs, en plein air ou dans les cheminées ou foursLes cendres volcaniques, cendres « naturelles », qualifiées de fines ou grossières, incluant les produits fins des coulées pyroclastiques, font partie des téphras ou éjectas, à côté des scories, bombes, ponces... à l'origine de dépôts volcaniques. Réputées, parfois faussement selon les lieux, à l'origine de sols volcaniques fertiles pour une agriculture pionnière, elles n'entrent nullement dans le cadre de cet article, du fait de leurs compositions et origines géochimiques radicalement différentes. L'Encyclopédie de d'Alembert et Diderot compte un article "cendre", à vocation exhaustive. Nous nous limiterons à une définition restrictive proche de celle, anglo-normande, du Psautier d'Oxford au , à savoir un « résidu pulvérulent d'une matière consumée » dans un foyer donné. Pour les multiples acceptions modernes, on pourra se référer à la définition du Trésor de la langue française. Le mot cendre dérive par sa prononciation de la langue commune, alors que le verbe incinérer, les mots incinération et incinérateur appartenant pourtant à la même famille, proviennent d'un registre savant, plus proche du latin médiéval cǐnis, cineris..
Singulier ou pluriel Ce substantif féminin s'emploie au pluriel, mais aussi, quoique plus rarement, au singulier.
Chimie, technique et technologie Le pluriel semble l'emporter pour indiquer un mélange de matières diverses et complexes.
Liturgie catholique La forme plurielle l'emporte pour qualifier, par exemple, le rituel d'imposition des cendres sur le front des fidèles catholiques ; les résidus carbonés proviennent des rameaux bruts qu'ils avaient apportés le premier jour de Carême prenant, soit le mercredi des CendresDans l'ancienne Normandie, ce rituel d'humilité terrestre se nommait toutefois la cendre. Peut-être est-ce l'appellation paysanne monospécifique..
Cérémonie civile funéraire vignette|Retour des cendres de Napoléon en 1840 - arrivée à Courbevoie. Les restes des morts incinérés ou non, comme l'appellation des grandes cérémonies civiles ou religieuses d'État, honorent les restes des illustres défunts et conservent la terminologie religieuse au pluriel. Ainsi les cendres de Napoléon ramenées triomphalement en France marquent-elles l'année 1840.
Composition La composition de la cendre varie selon le produit brûlé et selon son origine.
Cendres ou taux de matières minérales Les « cendres » ou « taux de matière minérale d'un produit » correspond au résidu minéral incombustible d'un produit à la suite de son incinération dans des conditions données et à une température comprise entre 600 et 900 degrés Celsius.
Elles permettent de caractériser nombre de produits végétaux ou non : une essence d'arbre, une farine, une peinture... Elles permettent d'évaluer leurs caractéristiques intrinsèques mais aussi de prévoir des comportements, des qualités et/ou de justifier des prix.
Cendres de bois ou de matières végétales gauche|vignette|207x207px|Cendres d'un feu de bois. La composition des débris pulvérulents nommés cendre(s) varie selon de nombreux paramètres, qui sont essentiellement les espèces végétales brûlées, les parties des plantes (écorce, tronc, ou jeunes branches avec feuillage par exemple), la nature du sol, ainsi que la période de l'année durant laquelle ces plantes ont été récoltées. Les cendres obtenues selon le foyer ou le mode de combustion se distinguent fortementC'est pourquoi les experts chimistes en repérant le foyer initial et ses extensions trouvent aisément, par observation puis analyse(s) chimique(s), la cause d'un incendie..
Les cendres de bois, outre les matières carbonées résiduelles (braises non consumées, charbons actifs imprégnés de particules carbonées, de goudrons ou de gaz divers...) contiennent beaucoup de calcium (entre 20 et 50 % sous forme d'oxyde de calcium, c'est-à-dire de chaux) et sont généralement riches en potasse alors que celles d'herbes, en particulier de graminées, ou simplement de paille, sont riches en siliceLe Larousse du affirme en résumé: "Les cendres, résidus de toute combustion de bois et matière organiques, contiennent une forte proportion de potasse qui les fait utiliser pour le lessivage. Il n'y a pas seulement que du carbonate de potassium, il y a aussi des carbonates de chaux et de magnésium, des phosphates de chaux et de magnésium, mais aussi d'autres carbonates alcalins comme la soude.... La coloration des cendres est assurée par de petites proportions d'oxydes de fer, de manganèse... Ce sont des matières minérales, non organiques.
On peut considérer que les éléments métalliques oxydésCes éléments ont un degré d'oxydation positif, sous forme ionisée... et pas seulement sous forme de composés d'oxydes. qui constituent les cendres de bois sont en majorité basiques ou alcalins avec dans le cas des foyers de chaufferies-boisGESTION ET VALORISATION DES CENDRES DE CHAUFFERIES BOIS - Ademe : 17 à 33 % de calcium (exprimé sous forme d'oxyde de calcium) ; 2 à 6 % de potasse (exprimée en oxyde de potassium) ; 2,5 à 4,6 % de magnésium (exprimé sous forme de MgO) ; 1 à 6 % de phosphore (exprimé sous forme de P2O5) ; 3 % au total d'oxydes tels que : oxyde de fer, oxyde de manganèse. Les oxydes de calcium, de potassium et de sodium sont des bases fortes, c'est pourquoi le pH de la cendre est entre 10 et 13.
Les constituants acides : dioxyde de carbone, acide phosphorique, acide silicique, acide sulfurique sont peu présents, et, en présence des bases citées ci-dessus, se retrouvent généralement sous forme de sels, respectivement des carbonates, phosphates, des silicates et des sulfates.
À proprement parler, ce n'est que lors de la combustion des matières organiques que ces sels de calcium et de potassium pourraient donner respectivement la chaux et la potasse retrouvées dans les cendres. Mais en pratique on n'obtient de la chaux vive que par l'art raisonné du chaufournier et on extrait des cendres de la potasse ou de la soude impure, respectivement à base de carbonate de potassium (K2CO3) et de carbonate de sodium (Na2CO3).
D'autres substances telles que le soufre, le chlore, le fer ou le sodium n'apparaissent qu'en faibles quantités et d'autres encore ne se trouvent dans le bois qu'exceptionnellement comme l'aluminium, le zinc, le bore, etc. (selon notamment les oligo-éléments puisés dans le sol par les plantes qui ont été brûlées afin de produire ces cendres).
Une variation de la nature et de l'importance des matières minérales est observée suivant l'espèce de bois brûlé. Ainsi nous trouvons davantage de chlorures dans les résineux que dans les bois feuillus (7 fois plus dans l'épicéa que dans le chêne). Nous trouverons deux fois plus d'acide phosphorique dans le peuplier tremble que dans le chêne, et deux fois plus de magnésie dans l'orme que dans le pin sylvestre. Les comparaisons portent évidemment sur des bois ayant poussé dans les mêmes conditions.
La nature du sol a une influence considérable sur la composition chimique des cendres de végétaux. Ce fait est connu de la plus haute antiquité.
La nature et la quantité des matières minérales formant les cendres varient également avec les diverses parties de l'arbre. L'écorce en contient plus que le bois, les branches plus que le tronc et le tronc plus que les racines. Les sels de silicium et de calcium sont plus abondants dans l'écorce que dans le bois tandis que les sels de potassium prédominent dans le bois.
On a constaté aussi une variation suivant la saison d'abattage. Si l'on abat en été, on trouve une plus forte proportion de potasse et d'acide phosphorique, qui sont indicatrices d'une riche vascularisation par la sève. Ces derniers composants favorisant certains organismes de fermentation, le séchage naturel et la conservation de tels bois seront moins faciles et moins bonnesCe qui n'est pas le cas du travail du bois vert, bien plus aisé avec des outils rudimentaires..
La cendre, résidu gris et farineux, possède des propriétés isolantes, c'est pourquoi les dépôts ou revêtements importants de cendres volantes perturbent les échanges de chaleur. Associées à l'eau chaude et à une matière grasse, les cendres en libérant leurs alcalis forment des lessives de cendres aux propriétés nettoyantesIl faut prendre soin de confiner les cendres charbonneuses, par exemple autrefois dans un drap nommé cendrier, ou de les agglomérer en un lieu..
Application aux farines Les cendres ont une grande importance dans le domaine de l'agroalimentaire et notamment dans les industries de la filière céréalière (farines, blés, alimentation animale, coproduits…). En effet, prenons l'exemple du blé : le grain de blé est composé de divers éléments dont la teneur en cendres varie sensiblement, l'amande (plus de 80 % de la masse du grain) possède seulement une vingtaine de pourcents de cendres tandis que le germe qui ne représente que 3 % de la masse du grain concentre lui 10 % des matières minérales totales. Ainsi, une analyse du taux de cendre d'une farine permet de s'assurer de la qualité de celle-ci et est un excellent moyen de lutte contre les fraudes à l'ajout d'éléments de moindre qualité à la farine.
Cependant, il faut garder une certaine distance avec ces analyses de taux de cendres car celui-ci peut également varier en fonction :
des conditions climatiques de culture du blé ;
de la variabilité génétique entre les différentes espèces ;
de facteurs d'ordre technologique.
Courbe de cendres En meunerie, afin d'étudier la qualité d'un grain et de ses farines, il est d'usage d'établir une courbe de cendresLa gestion des cendres en meunerie, Cl.WILLM, N.FOURRE, Journal de l'industrie des céréales n108 Juin/Juillet 1998, cette courbe modélise la teneur moyenne en cendres de la matière sèche d'un produit en fonction du taux d'extraction. Cette courbe suit idéalement le modèle d'une fonction exponentielle et est obtenue à partir des différents taux de cendres, préalablement rangés par ordre croissant, des farines de passage ainsi que des pourcentages de farines obtenues en sorties des différents broyeurs, claqueurs et convertisseurs qui permettent la transformation des grains de blé en farine ).
Cette courbe permet de définir différents types de farines en fonction des cendres dans la matière sèche de celle-ci : le type T45 qui possède < 0,50 % de cendres sur matière sèche. Elle est généralement obtenue par extraction en éliminant les farines de passage ayant un taux de cendres trop élevé (facilement observable sur la courbe). La farine de type T45 est celle communément vendue en grandes surfaces pour la préparation des gâteaux et crêpes ; le type T55 qui possède un taux de cendres sur matière sèche de 0,50-0,60 %. Elle correspond à la farine entière c'est-à-dire à la somme de toutes les farines de passages obtenues lors de la mouture (dans le cas d'une mouture sur cylindre) ; le type T65 qui possède un taux de cendres sur matière sèche de 0,62-0,75 %. On l'obtient généralement en ajoutant les rejets de remoulages Bis et remoulages blancs à de la farine de type T55.
Application aux peintures Le taux de cendre permet de caractériser une peinture, une laque, un vernis, une lasure, une teinte, prévoir, modifier ou justifier certaines caractéristiques d'application, de tenue mais aussi de prix.
Tous sont composés de :
solvants, de cosolvants, volatils (COV) ; liant (résine, polymères) ; des charges techniques (volume, consistance, pouvoir couvrant...) ; colorants organiques ; pigments minéraux ; additifs.