La houille (mot wallon francisé), est une roche carbonée. C'est également une roche combustible fossile solide provenant de la décomposition d'organismes du carbonifère.
Utilisé depuis le XIe siècle, l'extraction de ce combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se...) dans les mines a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) possible la révolution industrielle au XIXe siècle. Pendant des décennies, la houille (La houille (mot francisé venant du wallon hoye), est une roche carbonée. C'est...) constitua la principale source d'énergie ; aussi son nom fut décliné pour désigner des énergies naturelles potentiellement utilisables pour les besoins industriels :
La houille est une qualité spécifique de charbon, terme générique qui recouvre trois catégories de combustibles solides de même origine (kérogène), mais dont les gisements sont à différents stades de transformation : la tourbe (La tourbe est le produit de la fossilisation de débris végétaux sur 1000 à 2500 ans dans des...), le lignite et enfin la houille, dont l'anthracite est une variété de qualité supérieure.
Pour les besoins industriels et domestiques, un charbon se caractérise par :
Comparaison de 5 types de houille avec le lignite, et la tourbe
Produits | Teneur en carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) (en %) |
Pouvoir calorifique (en kJ/kg) |
---|---|---|
Anthracite | 93 - 97 | 33 500 - 34 900 |
Charbon maigre et houille anthraciteuse | 90 - 93 | 34 900 - 36 000 |
Charbon demi-gras ou semi-bitumineux | 80 - 90 | 35 000 - 37 000 |
Charbon gras ou bitumineux à coke | 75 - 90 | 32 000 - 37 000 |
Flambant | 70 - 80 | 32 700 - 34 000 |
Lignite | 50 - 60 | < 25 110 |
Tourbe | < 50 | 12 555 |
La houille est surtout utilisée actuellement :
L'utilisation du charbon dans les centrales thermiques est très importante ; ces centrales fournissent 40 % de la production mondiale d'électricité, la moitié aux États-Unis et en Allemagne. Longtemps considéré comme dépassé, l'intérêt du charbon revient quand les besoins énergétiques atteignent les capacités maximales de production de pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...) ou de gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...), renchérissant leur coût. L'utilisation du charbon, notamment dans les centrales électriques, a fait et continue à faire des progrès énormes en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) de réduction des émissions de polluants tels que le soufre, les oxydes d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) et les particules fines. Par contre rien ou presque n'a changé en matière d'émission de gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production...). Une centrale au charbon actuelle émet sensiblement moins de CO2 par kilowatt-heure produit qu'une ancienne (du fait du meilleur rendement) mais deux fois plus qu'une centrale au gaz. Le retour du charbon sera donc (et est déjà) un désastre en matière de réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou...). La séquestration du CO2 apparaît comme une solution intéressante, mais elle ne sera pas disponible à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...) avant de nombreuses années.
États-Unis —
Ainsi, les États-Unis n'avaient construit qu'une poignée de nouvelles centrales électriques au charbon au cours des années 1990, les compagnies électriques préférant construire des centrales à gaz. Maintenant que le prix du gaz augmente et devient extrêmement instable, du fait du déclin de la production américaine, une centaine de nouvelles centrales à charbon sont en projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...), pour un total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de quelques 60 gigawatts, sur la période 2005-2013. C'est toutefois peu en comparaison avec la Chine. La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) s'oriente vers une utilisation plus écologique du charbon et vers le production de carburants de synthèse fabriqués à partir du charbon. En 2003, le Département américain de l'énergie a en outre lancé le programme de recherche FutureGen, afin de répondre aux exigences environnementales[1].
Chine —
En 2003, la République populaire de Chine produit 79% de son électricité à partir du charbon[2]. Pékin (Pékin (ou Beijing) (?? ; pinyin : B?ij?ng Écouter la prononciation...) prévoit d'ajouter environ 70 nouvelles centrales à charbon par an ; en 2006, cinq centrales à charbon étaient construites par semaine[3]. Ce pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) devrait devenir le plus gros émetteur de dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...) d'ici à 2009[4]. En effet, la plupart des centrales électriques thermiques sont vétustes et très polluantes, car elles fonctionnent grâce à la technique de pulvérisation (Le terme de pulvérisation a été introduit en 1975 par J. M. Steele dans sa...) du charbon. En 2007, la Chine possède 13 % des réserves mondiales de charbon soit 118 milliards de tonnes[5]. Les plus importantes entreprises charbonnières sont Shenhua Group et Yankuang.
Dans quelques cas, on récupère le gaz naturel dégazant naturellement des veines d'exploitations souterraines abandonnées. Ce gaz est naturellement poussé vers le haut par les remontées de nappe. Dans le nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de la France les installations de Méthamine et Gazonor le récupèrent (sauf dans les extrémités Est et Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se...) du bassin minier) et le réinjectent dans le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de Gaz de France (Gaz de France est un ancien groupe énergétique français, spécialisé dans...). C'est aussi un moyen de faire en sorte que des quantités importante de méthane (gaz à effet de serre important) ne rejoignent l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) sans être brulées et transformées en CO2.
Le charbon peut servir à la fabrication de produits chimiques et de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) de synthèse, et cet usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) pourrait s'intensifier.
Depuis 1931, on sait transformer du charbon en carburant grâce à sa liquéfication suivant divers procédés (notamment le procédé Fischer-Tropsch). Toutefois, cette production est restée marginale puisque les carburants dérivés du pétrole coûtaient beaucoup moins cher. En 2005, seule la société Sasol, en Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) produisait des hydrocarbures en quantité industrielle selon ce procédé.
De même, on sait gazéifier le charbon et produire avec le gaz obtenu des produits pétrochimiques comme du méthanol (Le méthanol, également connu sous le nom d’alcool méthylique, de carbinol,...), de l'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des...), de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), du propylène (Le propylène ou propène (nomenclature IUPAC) est un produit chimique organique de formule...), mais on préfère utiliser le gaz naturel ou le pétrole.
Face à des approvisionnements en pétrole comme en gaz qui deviennent plus difficiles, nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de pays recommencent à prendre ces filières de production au sérieux, et notamment les États-Unis et la Chine.
Jusque vers l'an 2000, la production mondiale de houille était globalement relativement stable, en augmentation dans les pays en développement, mais en diminution dans les pays occidentaux riches en raison de son caractère polluant (Le polluant a pour définition la plus souvent retenue : un altéragène...) et moins pratique que les carburants gazeux ou liquides, ou en raison de l'épuisement des ressources. Néanmoins, ces dernières années, la production a fortement augmenté, principalement sous l'impulsion de la Chine, qui représentait 45% de la production en 2005, contre 19% en 1990.
Production :
Voici les huit premiers pays producteurs de charbon en 2005, selon l'Agence Internationale de l'Energie, la production incluant charbon "noir" et lignite :
Pays | Production Mt | Notes |
---|---|---|
Chine | 2226 | |
Etats-Unis | 1028 | Plus grand producteur jusqu'en 1990 |
Inde | 430 | Charbons de basse qualité (Arsenic, Soufre) |
Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...) | 372 | Premier exportateur |
Afrique du Sud | 315 | |
Russie | 220 | |
Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik...) | 318 | Majorité de lignite |
Pologne | 160 |
Contrairement au pétrole, le charbon est majoritairement consommé dans le pays qui le produisent, quelques 15% de la production mondiale, seulement, sont exportés. Les premiers sont l'Australie (231 Mt), l'Indonésie, la Russie et l'Afrique du Sud. Les exportations chinoises ont diminué ces dernières années, la production, malgré une hausse de 50% en trois ans, ne parvenant pas à maintenir le rythme de la gigantesque demande des centrales électriques chinoises.
Outre que les risques d'accidents (effondrements et coups de grisou) restent important dans les mines de charbon, l'exposition chronique à poussière de houille et au radon (Le radon est un élément chimique du tableau périodique de symbole Rn et de...) dans les mines ou à leurs abords est un facteur de silicose et de risque de cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...) du poumon (Le poumon est un organe invaginé permettant d'échanger des gaz vitaux, notamment...), retenu par les tableaux de maladies professionnelles (Les critères à prendre en compte pour qu'une pathologie soit prise en charge au titre de...). Les mineurs utilisaient autrefois un canari (Le Canari est la forme domestiquée du Serin des Canaries (Serinus canaria). La sélection...) en cage, qui quand il mourrait donnait le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) d'une remontée urgente en raison du manque d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) ou d'une surabondance de CO2 et/ou CO.
En aval, les fumées issues de la combustion de la houille sont également acides et polluantes, contenant notamment des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) de vapeur () de mercure et de quelque métaux lourds et/ou radioactifs dans certains charbons. Les cendres de centrales thermiques au charbon sont également parfois chargées en métaux lourds, avec des traces, parfois significatives de radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur...), de HAP ou d'autres polluants. Ces cendres souvent accumulées sur plusieurs mètres de hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) sur des crassiers sont pour partie emportées par le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) ou la pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...). on les utilise parfois comme fond de couche routière, matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) de remblai ou de construction au risque de polluer la nappe.
Le radon peut continuer à dégazer dans les mines ou le sol fracturé par des affaissement minier, longtemps après la fin de l'exploitation.
Le charbon a, dès le XIXe siècle été associé à des activités industrielles lourdes et très polluantes, dont la carbochimie et la métallurgie (La métallurgie est la science des matériaux qui étudie les métaux, leurs...), souvent en bordure de fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans...), canal ou sur le littoral pour des raisons de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...). Des séquelles environnementales persistent longtemps après l'arrêt de ces activités, avec des impacts graves sur la santé. Par exemple dans le bassin minier du nord de la France, la durée moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) de vie (La vie est le nom donné :) était de dix ans inférieure à la moyenne nationale, et elle restait de cinq ans inférieure dans les années 1980-1990.