Houille
La houille est une roche combustible fossile solide provenant de la décomposition d'organismes du carbonifère, et composée principalement de carbone.
Utilisé depuis le XIe siècle, l'extraction de ce combustible dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au XIXe siècle. Pendant des décennies, la houille constitua la principale source d'énergie ; aussi son nom fût décliné pour désigner des énergies naturelles potentiellement utilisables pour les besoins industriels :
- houille blanche pour l'énergie hydroélectrique des chutes d'eau ;
- houille bleue pour l'énergie marémotrice, des vagues et des courants marins ;
- houille verte pour l'énergie fournie par le courant des cours d'eau (moulin à eau, par exemple) ;
- houille d'or pour l'énergie solaire.
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Caractérisation de la houille
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, 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 :
- sa teneur en matières volatiles (MV) exprimée en pourcentage par rapport à la masse totale. Celles-ci sont constituées principalement de méthane et d'hydrogène ; sous l'effet d'une élévation de température, les matières volatiles se dégagent du combustible, s'enflamment facilement, et accélèrent la combustion.
- son pouvoir calorifique (exprimé en kJ/kg), quantité de chaleur fournie par la combustion d'un kg de charbon.
- sa teneur en eau exprimée en pourcentage.
- sa teneur en cendres exprimée en pourcentage. Les cendres sont les résidus solides de la combustion du charbon.
- sa teneur en soufre exprimée en pourcentage ; la présence de dioxyde de soufre dans les fumées de combustion contribue à la pollution de l'environnement.
| Produits | Teneur en carbone (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 |
Utilisations de la houille
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 charbon est une source d'électricité primordiale, représentant 40% de la production électrique mondiale, la moitié aux USA et en Allemagne. Longtemps considéré comme dépassé, le charbon semble revenir à la mode, au fur et à mesure que s'intensifient les inquiétudes sur les approvisionnements futurs de pétrole et de gaz naturel. Ainsi, les Etats-Unis n'avaient construit qu'une poignée de nouvelles centrales électriques au charbon au cours des années 90, les compagnies électriques préférant constuire des centrales à gaz. Maitenant que le prix du gaz augmente et devient extremeent instable, du fait du déclin de la production américaine, une centaine de nouvelles centrales à charbon sont en projet, pour un total de quelques 60 gigawatts, sur la période 2005-2013. C'est toutefois peu en comparaison avec la Chine, qui prévoit d'ajouter environ 70 nouvelles centrales à charbon par an.
Non seulement le charbon connait un retour en force pour la production d'électricité, mais il pourrait meme servir de plus en plus à la fabrication de produits chimiques et de carburant de synthèse. Il y a longtemps (seconde guerre mondiale) que l'on sait transformer du charbon en carburants fischer tropsh, mais cette production est restée marginale puisque les carburants dérivés du pétrole coutaient beaucoup moins cher. De meme, on sait gasifier le charbon et produire avec le gaz obtenu des produits pétrochimiques comme du Méthanol, de l'Ammoniac, de l'Hydrogène, du Propylène, etc, mais que l'on préfère utiliser le gaz naturel. Face à des approvisonnements en pétrole comme en gaz qui deviennent plus difficiles, nombre de pays recommencent à prendre ces filières de production au sérieux.
L'utilisation du charbon, notamment dans les centrales électriques, a fait et continu à faire des progrès énormes en matière de réduction des émissions de polluants tels que le soufre, les oxydes d'azote et les particules fines. Par contre rien ou presque n'a changé en matière d'émission de gaz à effet de serre. 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. La Séquestration du CO2 semble etre une solution intéressante, mais qui ne sera pas disponible à grande échelle avant nombre d'années.
Exploitation de la houille
La production mondiale de houille est relativement stable :
- 3564 millions de tonnes en 1990 ;
- 3650 millions de tonnes en 2000.
Les principaux pays producteurs sont :
- la République populaire de Chine, 1170 Mt ;
- les États-Unis, 914 Mt ;
- l'Inde, 309,3 Mt ;
- l'Australie, 237 Mt ;
- l'Afrique du Sud, 225,3 Mt ;
- la Russie, 169,2 Mt ;
- la Pologne, 102,2 Mt.
Santé
L'exposition chronique à la houille est un facteur de risque de cancer du poumon, retenu par les tableaux de maladies professionnelles.
Voir aussi
- affaissement minier
- carbone fossile
- catastrophe minière
- code minier
- mine (gisement) et mines en France
- pétrole