vignette|Dessin des cornues dans une usine à gaz : Drawing the retorts at the Great Gas Establishment Brick Lane, from The Monthly Magazine (1821). vignette|Un lampadaire fonctionnant au gaz d'éclairage situé dans le centre historique de Wrocław en Pologne, près du pont de la cathédrale (Most Tumski). En 2009, il est allumé et éteint manuellement tous les jours.
L'histoire du gaz manufacturé se rapporte à la période qui a précédé l'avènement de l'électricité, pendant laquelle les villes furent éclairées et ensuite chauffées par des gaz combustibles fabriqués par « distillation » dans des usines à gaz ou des cokeries. Cette période a vu naître les premiers grands groupes énergétiques. Ce gaz, utilisé principalement dans les grands centres urbains, était souvent dénommé « gaz de ville » par la population.
Apparus avec la chimie moderne, et les découvertes d'Antoine Lavoisier, les recherches sur les gaz manufacturés initiées par Philippe Lebon, et William Murdoch permirent par la suite l'essor de la carbochimie. Les gaz de synthèse et les opérations modernes de gazéification sont les descendants des opérations réalisées au pour obtenir les gaz manufacturés.
À partir de 1880, l'électricité devient la principale source d'énergie pour l'éclairage.
Puis, à partir de 1920 aux États-Unis et 1960 en Europe, le gaz naturel remplace le gaz manufacturé, dans la plupart de ses applications fermant de facto l'ère des gaz manufacturés : en France, la dernière usine à gaz, celle de Belfort en Franche-Comté, fermera en 1971.
Définition vignette|Deux gazomètres de Londres. Le gaz a probablement servi dans des temps anciens comme technique d'éclairage.
Toutefois, c'est par la découverte d'un gaz obtenu par « distillation » (en fait une pyrolyseLes opérations de distillation en vue d'obtenir des gaz, décrites dès le doivent plus justement être appelées pyrolyse; on parle aussi de calcination (bien que ce terme s'applique plus à la fabrication de la chaux), craquage thermique ou Cokéfaction. En anglais « destructive distillation » (distillation destructive).Dans l'acception moderne, la pyrolyse est la décomposition d'un composé organique par la chaleur pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas. La distillation est, quant à elle, un procédé de séparation des constituants d'un mélange homogène dont les températures d'ébullition sont différentes.) de la houille, aux alentours de 1800, ainsi que par les recherches et inventions conjuguées du français Philippe Lebon et de l'anglais William Murdoch, que le gaz s'affirme comme moyen d'éclairage industriel, public et ensuite privé.
À partir de 1812, la diffusion du gaz comme gaz d'éclairage se fait à Londres d'abord. Pénétrant sur le continent à Bruxelles en 1818 (Société civile Meeûs & Cie), à Paris ensuite, sous l'impulsion de Frédéric-Albert Winsor à une époque où l'on s'éclaire encore à l'huile. Dans la foulée, diverses sociétés sont fondées dans le but d'équiper les grandes villes européennes, parmi lesquelles la société anglaise Imperial Continental Gas Association. Ainsi les gaz manufacturés, appuyés par le monde de la finance, dont c'est probablement l'une des premières capitalisation à grande échelle, débouchent sur les premiers groupes énergétiques, à l'origine des grands groupes énergétiques modernes. Les développements financiers et les infrastructures logistique gazières du gaz manufacturé donnent au gaz naturel l'assise matérielle et financière nécessaire à sa généralisation dans les .
Les gaz manufacturés employés comme gaz d'éclairage signent le premier véritable éclairage public. La photométrie est redevable aux gaz manufacturés dans la mesure où pour la première fois de l'histoire on doit pouvoir quantifier le pouvoir éclairant de plusieurs combustibles ou de plusieurs appareils d'éclairages à destination de l'éclairage des villes.
Les gaz manufacturés étendent ensuite leurs applications à l'éclairage et au chauffage domestiques. Une bonne partie des canalisations de gaz est alors constituée par les colonnes montantes du gaz de ville dans les appartements.
Le gaz manufacturé sera utilisé par les turbines et moteurs. Jean-Joseph Étienne Lenoir, en 1859, conçoit le premier moteur à combustion interne, fonctionnant au gaz manufacturé. Les grands constructeurs automobiles, Deutz AG, Daimler AG, Mercedes-Benz, et BMW sont redevable aux améliorations du moteur à gaz par Nikolaus Otto en 1867 et la création par celui-ci de la « Gasmotoren-Fabrik Deutz AG ».
Les gaz manufacturés seront utilisés par les ballons à gaz en remplacement de l'hydrogène, moins facile à mettre en œuvre, ouvrant une ère où les scientifiques seront aussi de véritables aventuriers, où les météorologistes devront aussi se préoccuper de gaz, tels les aérostiers, Jacques Alexandre César Charles, Gaston Tissandier ou Auguste Piccard.
Le dihydrogène nécessaire à l'industrie de l'ammoniac (notamment), sera un temps extrait des gaz manufacturés (composé, en volume, de 50 % d'hydrogène, le gaz à l'eau peut en contenir jusqu'à 90 %).
Gaz manufacturé, gaz d'éclairage, gaz de ville Le gaz manufacturé est d'abord appelé gaz hydrogène et gaz hydrogène carburé par Lebon, gaz light, par Murdoch, ensuite gaz d'éclairage lorsque toutes les grandes avenues d'Europe seront éclairées par des becs de gaz. Le gaz d'éclairage sert par la suite de combustible et carburant pour les turbines et moteurs, pour le chauffage ainsi que la cuisson. L'appellation gaz de ville, provient du fait que le gaz d'éclairage est essentiellement distribué dans les villes et ne sert désormais plus seulement à s'éclairer.
La majeure partie du gaz est produit par la distillation de la houille, d'où l'appellation gaz de houille.
Des expériences seront également tentées, par des procédés similaires, avec des succès variables, à partir de bois (gaz de bois), de résines (gaz de résine), d'huiles (gaz d'huile), de schiste bitumineux (gaz portatif comprimé), de déchets de l'industrie pétrolière (gaz de pétrole) Le gaz d'huile sera exploité avec plus ou moins de succès avant d'être remplacé par le gaz de houille, plus intéressant économiquement. La lumière oxhydrique (1823) émise par un bloc de matière réfractaire porté à l'incandescence par la flamme d'un chalumeau oxhydrique (combinaison de l'oxygène et de l'hydrogène), utilisée dans les salles de spectacles à partir de 1830, sera envisagée comme source alternative au gaz de houille en 1868.
Les dénominations gaz manufacturé et gaz de cokerie rappellent que le gaz d'éclairage et ensuite le gaz de ville seront fabriqués dans des usines à gaz et dans des cokeries (Par opposition au gaz naturel, (au gaz de couche ou au grisou), présent à l'état naturel dans le sous-sol) : dans les usines à gaz, le coke, combustible précieux pour la sidérurgie est un sous produit de la production du gaz de houille. Dans les cokeries, qui deviendront le principal fournisseur de gaz de ville par la suite, le gaz de houille, est un sous produit de la production du coke à partir de la houille.
Le gaz de ville contiendra en partie du gaz à l'eau enrichi et du gaz à l'eau carburé (obtenus par action de l'eau sur du charbon ou du coke incandescents), ainsi que du gaz à l'air.
Afin de diversifier les sources d'approvisionnement lorsque la demande se fera plus importante le gaz de houille sera mélangé à du gaz de couche (ou grisou), du gaz de pétrole liquéfié (GPL) ou du gaz de raffinerie de pétrole.
Sur le tard, l'acétylène (le combustible des lampes à acétylène (1892) encore utilisée quelquefois en spéléologie), découvert par Edmund Davy en Angleterre en 1836, et produit industriellement à partir de 1892, sera utilisé à la place du gaz de houille comme gaz d'éclairage dans de petites installations urbaines à une époque ou l'électricité a déjà commencé à remplacer le gaz.
La transformation du charbon en gaz suscite un regain d'intérêt avec la découverte en 1926 du procédé Fischer-Tropsch (permettant de générer un carburant liquide synthétique appelé synfuel). À l'occasion l’appellation gaz de synthèse ou syngas (abréviation de synthetic gas) fait son apparition qui englobe les gaz manufacturés ainsi que les expériences modernes pour créer des gaz synthétique (gazéification) essentiellement à partir des quatre éléments les plus répandus dans la nature : le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote
Milieu années 1980, les hydrocarbures (gaz naturel ou coupes pétrolières) sont la source principale des gaz de synthèse. L'utilisation du charbon, devient totalement marginaleMazaud Jean-Paul, Production des gaz de synthèse, sur le site cat.inist.fr du CNRS..
Usages et invention anciens
L'auteur (controversé) Robert K. G. Temple affirme que le est une estimation à minima de l'époque à laquelle les Chinois ont commencé à utiliser du gaz naturel comme combustible et source d'éclairage. , la recherche systématique de gaz naturel est entreprise dès le Le forage systématique de puits pour l'extraction de la saumure au (dynastie Han) mène à la découverte de « puits à feu » au Sichuan qui produisent du gaz naturel.
En Europe Au , Paracelse et d'autres chimistes font des recherches qui amènent à la connaissance du gaz carboné : ils s'occupent d'un air inflammable, qu'ils ne peuvent recueillir, quoique le moyen en fût très-simple. Jean-Baptiste Van Helmont, en 1610, découvre d’une façon scientifique l’existence des « gaz », comme il les nomme, et en reconnait plusieurs. Il identifie l’un d’eux, le « gaz sylvestre » (gaz carbonique) qui résulte de la combustion du charbon, ou de l’action du vinaigre sur certaines pierres, ou de la fermentation du jus de raisin. Pour Van Helmont, le gaz constitue l’ensemble des « exhalaisons » dont l’air est le réceptacle.
Dans les Transactions philosophiques, 1667, Thomas Suirley relate sa découverte que l'eau de Burning Wells (source enflammée), près de Wigan dans le Lancashire, ne produisait de la flamme que par la combustion d'un air qui se, forme dans les lits de charbon sur lesquels elle repose et non comme on le croyait, par l'inflammabilité du liquide Celia Fiennes (1685-1712) sur wiganman.co.uk. Daniel Defoe "A TOUR thro' the Whole Island of Great Britain vol.2" by Daniel Defoe (1724-1727?) sur wiganman.co.uk.. Début , (Statique des végétaux, tome ) le docteur Hales constate que le tiers à peu près du charbon de terre soumis à la distillation se transforme en gaz inflammable.
Le docteur James Clayton (Transactions Philosophiques , année 1739) rend compte, dans une lettre adressée à Robert Boyle antérieure à 1691, d'expériences dans lesquelles, en distillant du charbon de Newcastle, il obtient une huile noire, un fluide aqueux et un gaz inflammable qu'il conserve dans des vessies afin de le brûler à volonté.
En 1766, Henry Cavendish, le premier, détermine la nature de lhydrogène qu'il désigne sous le nom de « gaz inflammable » et qu'il produit avec du zinc, de l'acide et de l'eau. Priestley continue les études de Cavendish et c'est Antoine Lavoisier qui donne enfin au nouveau corps le nom d'hydrogène. La même année, Alessandro Volta découvre le méthane en s'intéressant au « gaz des marais » (l'ancien nom du méthane).
Le docteur Richard Watson, postérieurement évêque de Llandaff, en 1767, pousse ses expériences plus loin qu'aucun de ses prédécesseurs, et analyse les divers produits de la distillation de la houille; mais, dépourvu sans doute d'appareils convenables, vu l'état d'infériorité où sont alors les sciences mécaniques, il ne voit pas matière à révolutionner l'art de l'éclairage, et ses procédés, loin de faire concurrence au soleil, n'éclipsent « pas même la pâle lueur de la lampe philosophique »Essais critique de Watson, tome 2, et Système de Chimie, par Thompson, tome .Revue du Breton, 1836 (Livre numérique Google)..
On voit qu'en Europe, le gaz est resté longtemps dans le domaine de la science, et que l'on ne pense pas l'appliquer comme combustible, ce qui est chose faite, début .