Histoire de l'exploitation minière du charbon

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•  Demandeur : Tooony (d) 2 juin 2008 à 11:51 (CEST)
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Le charbon (ou la houille) est exploité depuis des siècles, et utilisé comme combustible et source d'énergie.

C'est au XVIII^e siècle, en Angleterre, lors de la révolution industrielle que va se généraliser son utilisation. L’invention de la machine à vapeur est déterminante, seul le charbon, à l’époque, est capable de fournir assez de chaleur pour produire de la vapeur. À partir de ce moment là commence l'exploitation industrielle des mines de charbon un peu partout en Europe, puis dans le monde.

Depuis les années 1970, les problèmes environnementaux sont devenus de plus en plus importants, ainsi que la santé des mineurs, la destruction des paysages, la pollution de l'air, et la contribution de la combustion du charbon au réchauffement climatique.

Exploitation ancienne

En Chine

Marco Polo signalera, à son retour de Chine, que les Chinois chauffaient leurs maisons et cuisaient leurs aliments en faisant brûler d’étranges pierres noires. Ce sont là les premières traces d’utilisation du charbon comme combustible.

En Europe

La houille est utilisée depuis le XI^e siècle comme combustible pour le chauffage et même la cuisson (ce qui peut s'avérer toxique).

En Belgique

En 1251, l'évêque de Cambrai attribue à l'Abbaye de Lobbes la moitié du charbon (et de tout se qui s'y rapporte) des environs de Gilly^[1]. Mais on ne peut padire qu'une véritable extraction a commencé jusqu'au XIV.

Francesco Guicciardini en 1567 rapporte l’existence, dans le Hainaut , à Liège et à Namur entre autre d'exploitations « de celle sorte de charbons, comme pierre noire qu'ils, appellent Houille, comme aussi y en ha beaucoup autour de Liège, & de Namur, & s'en faict bon feu, & est fort chaud, mais de senteur graue, qui nuiroit a la teste de qui n'en fust accoustumé^[2]. »

À partir du XVI^e siècle, l'usage du charbon se répand chez les petites gens. L'odeur qu'il dégage le rend impopulaire jusqu'à ce que les Poêle se répandent.

En France

Dans l'Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers (1772): « Le charbon de terre est d'une grande utilité dans les usages de la vie. Dans les pays où le bois n'est pas commun, comme en Angleterre & en Écosse, on s'en sert pour le chauffage & pour cuire les alimens ; & même bien des gens prétendent que les Viandes rôties à un pareil feu, font meilleures; il est certain qu'elles sont plus succulentes, parce que le jus y est plus concentré. (...) Pour le ménager, les pauvres gens le réduisent en une poudre grossière qu'ils mêlent avec de la terre glaise ; ils travaillent ce mélange, comme on feroit du mortier; ils en forment ensuite des boules ou des espèces de gâteaux, qu'on fait sécher au soleil pendant l'été. On brûle ces boules avec du charbon de terre ordinaire; & quand elles font rougies , elles donnent pendant fort long-temps une chaleur douce & moins âpre que celle du charbon de terre tout seul^[3]. ».

Usages industriels

Le charbon est ensuite utilisé, surtout à partir du XVII^e siècle dans l'industrie: briqueteries, fours à chaux, brasseries, distilleries, raffineries de sucre, savonneries et sauneries, ainsi que dans les verreries. Il s'agit de processus de production où la flamme n'entre pas en contact avec le produit, ou de fabrications dans les quels les impuretés du charbon n'exercent pas d'effets négatifs^[1].

Dans l'Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers (1772):« Plusieurs Arts & Métiers font, outre cela, un très grand usage du charbon de terre. Les Maréchaux & Serruriers, & tous ceux qui travaillent en fer, lui donnent la préférence sur le charbon de bois; parce qu'il échauffe plus vivement que ce dernier, & conserve la chaleur plus long-tems. En Angleterre, on s'en sert dans les Verreries de verre ordinaire, & même de crystal; on en vante sur-tout l'usage pour cuire les briques & les tuiles ; & dans beaucoup d'endroits on s'en sert avec succès pour chauffer les fours à chaux^[3]. »

Exploitation des mines

La révolution industrielle

L'exploitation souterraine ou à ciel ouvert du charbon (ici à Bielszowice, en Pologne) a toujours des impacts sur le paysage, l'environnement et la santé. Le charbon est aussi une source de CO₂, gaz à effet de serre, de même que le méthane qui dégaze des veines à l'air libre sous forme de grisou ou de gaz très dilué.

Des millions de tonnes de charbons ont alimenté des milliers de centrales thermiques de par le monde, en étant source de gaz à effet de serre d'une importante pollution de l'air et de crassiers de cendres et mâchefers pollués.

La révolution industrielle, qui a commencé en Grande-Bretagne au XVIII^e siècle, et s'étendit ultérieurement à l'Europe continentale, à l'Amérique du Nord, et au Japon, était basée sur la disponibilité de charbon pour actionner des machines à vapeur. Le commerce international se développa d'une façon exponentielle lorsque l'on construisit des machines à vapeur alimentées par du charbon pour les chemins de fer et les bateaux à vapeur durant l'époque victorienne dans les années 1810-1840. Le charbon était meilleur marché et beaucoup plus efficace énergétiquement que le bois dans la plupart des machines à vapeur.

Étant donné que le centre et le nord de l'Angleterre contiennent beaucoup de charbon, beaucoup de mines étaient situées dans ces régions, ainsi qu'au sud du Pays de Galles et en Écosse. Les techniques d'extraction à petite échelle n'étaient pas adaptées à la demande croissante, alors que l'extraction se déplaçait de l'extraction en surface aux puits profonds au fur et à mesure de l'avancement de la révolution industrielle^[4].

Dans les zones possédant beaucoup de charbon, tous les hommes travaillaient à la mine, ainsi que les enfants dès 13 ans. Ils descendaient jusqu'à 200 mètres sous terre et extrayaient le charbon à la pioche et à la pelle. Le métier était dangereux, les coups de grisou fréquents. Aujourd'hui une partie de ce travail est effectuée le plus souvent par des machines, et les normes de sécurité ont beaucoup évoluées.

Le coke

En Angleterre, le risque de pénurie de charbon de bois, initialement utilisé dans les fonderies oblige l’industrie métallurgique anglaise à rechercher une autre matière première pour son industrie: le charbon de terre, la houille. A l’état brut, celui-ci est impropre aux utilisations de cette industrie et nécessite une « distillation » dans des cornues, regroupées en batteries, dans une usine appelée cokerie. Le produit obtenu est le coke.

La date de l’invention du coke n’est pas réellement connue. Le métallurgiste allemand du XIX^e siècle, Ledebur (de:Adolf Ledebur), mentionne un dépôt de brevet par l’anglais Dudd Dudley en 1619. Le développement réel de la production de coke aura lien à la fin du XVIII^e siècle. C’est notamment le remplacement du charbon de bois par le coke par Abraham Darby qui lança son utilisation industrielle.

Le gaz d'éclairage

La « distillation » (en fait une pyrolyse) de la houille permettra par la suite d'obtenir le gaz de houille à des fins d'éclairage. Le gaz de houille contient 50% de dihydrogène, 32% de méthane et 8% de monoxyde de carbone. La propriété de la découverte du gaz d'hydrogène carburé (Lebon) ou gas light (Murdoch), ou gaz de houille, (mais aussi gaz d'éclairage, gaz manufacturé, gaz de ville, etc.) aux alentours de 1800 a fait débat à l'époque. Elle se trouve partagée entre le français Philippe Lebon, l'anglais William Murdoch, l'allemand Frédéric-Albert Winsor, le limbourgeois Jan Pieter Minckelers qui est le seul à ne lui a pas avoir donné de suites industrielles^[5]. À partir de 1812, la diffusion du gaz de houille comme gaz d'éclairage se fait à Londres d'abord, à Paris ensuite, sous l'impulsion de Frédéric-Albert Winsor à une époque où l'on s'éclaire encore à l'huile. Dans la foulées, diverses sociétés sont fondées dans le but d'équiper les grandes villes européennes, parmi lesquelles la société anglaise Imperial Continental Gas Association, qui seront à l'origine des grands groupes énergétiques modernes.

Dans un premier temps des usines à gaz sont construites pour produire le gaz de houille (d'où son nom de gaz manufacturé); la revente du coke, sous-produit de la fabrication du gaz, est suffisant à payer la houille. Dans un second temps, l'approvisionnement en gaz se fait auprès des cokeries. Le gaz devient sous-produit de la fabrication du coke. Ce développement des cokeries est favorisé par l'essor de la carbochimie à partir de 1920 et la valorisation de nouveaux sous-produits du coke : benzol, hydrogène, éthylène^[6], etc.

Le gaz de ville sur le tard, contiendra également du gaz à l'eau produit par réaction de la vapeur d'eau sur du charbon incandescent.

Les gaz manufacturés sont remplacés, pour l'éclairage urbain par l'électricité à partir de 1880, et pour ses différents usages domestiques et industriels, notamment le chauffage et la cuisson, par le gaz naturel, surtout à partir de la crise de 1929, plus largement à partir de la fin de seconde guerre mondiale.

Carbochimie

La carbochimie permet l'exploitation des sous produits de la distillation de la houille: les goudrons de houille sont des mélanges complexes et variables de phénols, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés hétérocycliques^[7].

Gaz de synthèse

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 synthétiques. L'utilisation du charbon, après le regain d'intérêt au milieu des années 80, reste totalement marginale. Milieu années 1980, les hydrocarbures (gaz naturel ou coupes pétrolières) sont la source principale des gaz de synthèse^[8].

D'autres sources d'approvisionnement en énergie

D'autres sources d'approvisionnement en énergie apparaissent en concurrence de la houille. On les désigne à l'aune de la houille qui est à ce moment omniprésente, un peu comme à notre époque, on désigne le pétrole brut sous le terme d'« or noir ». La formule « houille blanche » par exemple, développée à Grenoble à partir de 1878 au cours de réunions locales, puis à la foire de Lyon en 1887 par Aristide Bergès, est définitivement popularisée lors de l’Exposition universelle de Paris de 1889, où il en fait l’expression populaire pour caractériser la puissance hydraulique sous toutes ses formes. On distingue^[9]:

• Houille noire, désigne la houille
• Houille blanche, désigne l'énergie hydroélectrique.
• Houille bleue, désigne l'énergie marémotrice et l'énergie des vagues.
• Houille d'or, désigne l'énergie solaire .
• Houille incolore, désigne l'énergie éolienne.
• Houille rouge, désigne la géothermie.
• Houille verte, désigne l'énergie des cours d'eau.

Progression de la production

Utilisation contemporaine

La houille est surtout utilisée actuellement :

• dans les centrales thermiques utilisées pour la production d'électricité ou le chauffage urbain ;
• dans la sidérurgie, essentiellement pour la fabrication du coke utilisé dans les hauts-fourneaux; entre 600 et 700 kg de charbon sont nécessaires pour produire une tonne d'acier ;
• le chauffage individuel au charbon est en recul par rapport à d'autres sources d'énergie.

Référence

Voir aussi

• Hercheur
• Charbonnage
• Mine
• Houillères de la région liégeoise
• Bassin houiller de la Loire