Charbon

Un morceau de charbon

Ne pas confondre avec Charbon de bois !

Le charbon est une roche combustible , riche en carbone et de couleur noire qui est extraite des mines. Il vient de végétaux qui se sont accumulés il y a très longtemps. Le charbon est une énergie fossile utilisée pour produire de l'électricité ou de l'acier et a notamment assisté les hommes dans leurs besoins en énergie au cours de la révolution industrielle.

Formation du charbon

Dessin de la végétation qui a pu créer du charbon.

Le charbon vient de l'accumulation et de la transformation très ancienne et très lente de végétaux. Cette matière végétale se retrouve prisonnière sous une nappe de roche imperméable à cause de mouvements géologiques. La matière va se déshydrater (perdre toute son eau), et il ne restera que le carbone, qui va se cristalliser (former un cristal). Le processus dure plusieurs millions d'années. Dans des morceaux de charbon, il est fréquent de trouver des traces en forme de feuille de fougère. La plupart des gisements de charbon ont été formés à une période géologique appelée pour cela le carbonifère (ce qui signifie « qui porte du charbon »), il y a 300 à 350 millions d'années.

Une épaisseur de 1000 mètres de végétaux morts donne 50 mètres de charbon en moyenne.

En chauffant du bois sans qu'il puisse se consumer (sans feu : c'est une pyrolyse), on peut fabriquer du charbon de bois qui a quelques points communs avec le charbon de mine mais est moins concentré en énergie.

Différents types

En fonction du pourcentage de carbone, on distingue plusieurs types de charbon. Dans l'ordre croissant, il existe la tourbe (environ 5% de carbone), le lignite (inférieur à 50%) et enfin la houille (entre 70% et 90%) et l'anthracite (de 90% à 95%).

Utilisations

Le charbon a été la première sorte d'énergie fossile utilisée, avant le pétrole et le gaz naturel.

Le charbon est connu des hommes depuis longtemps car il était utilisé en Chine pour fabriquer la porcelaine en 1000 avant Jésus-Christ environ. Seulement il avait mauvaise réputation en raison de la saleté, de la pollution qu'il créait et de sa forte odeur de soufre lors de la combustion. Les hommes l'acceptèrent au XVII^e siècle car il représentait une alternative au bois, qui se raréfiait.

C'est l'utilisation du charbon qui a permis de produire de l'acier en grande quantité pendant la révolution industrielle du XIX^e siècle. Il était beaucoup utilisé également pour faire fonctionner des machines à vapeur, et puis pour le chauffage des logements. Au début du XX^e siècle, c'est l'énergie fossile dominante puisqu'il représente 72% de la consommation. Il est peu à peu remplacé par le pétrole et le gaz naturel dans les pays industrialisés mais reste quand même une source d'énergie importante dans de nombreux pays.

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  Un tas de charbon pour le chauffage, en 1980 en République démocratique allemande.

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  Charbon incandescent (ici, des boulets)

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  Une centrale de production électrique à charbon en Allemagne

Inconvénients et avantages du charbon

Une locomotive à vapeur au charbon en Slovénie

Avantages

L'un des avantages du charbon est qu'il en existe de grandes quantités(il nous en reste pour environ pour 250 ans), qu'il est relativement facile à utiliser, il suffit de brûler le minerai, notamment dans une centrale électrique thermique pour faire de l'électricité. Un autre avantage est que l'on produit une quantité d'électricité constante ou qu'on fait varier à la demande, par rapport aux énergies solaire et éolienne qui dépendent de la météo.

Inconvénients

Le charbon présente la particularité d'être très polluant :

• pour la planète car sa combustion dégage beaucoup de dioxyde de carbone (CO₂), qui est une cause du réchauffement climatique,
• pour les environs (ville ou région) de l'endroit où il est brûlé parce qu'il dégage des gaz nocifs pour les hommes comme les oxydes d'azote ou les oxydes de soufre. La combustion du charbon rejette aussi des poussières qui participent à son caractère polluant et il reste des déchets, les mâchefers, en fin d'opération. Le charbon est une cause notable des pluies acides.

L'extraction du charbon dans les mines est toujours un travail dangereux non seulement à cause des accidents mais aussi des effets des gaz et poussières sur la santé.

Le métier des personnes qui extraient le charbon dans les mines est celui de mineur.

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