Le charbon comme combustible fossile
Le charbon, une roche sédimentaire stratifiée, est une forme impure de carbone et est généralement de couleur noire bien que parfois brune. Il a été formé à partir des restes de vastes et denses forêts d’arbres et de plantes qui ont poussé il y a plusieurs millions d’années et ont finalement été submergées sous d’autres dépôts sédimentaires.
Voyons comment le charbon s’est formé. La majeure partie du charbon que nous obtenons aujourd’hui s’est formée au cours de la période carbonifère, il y a près de 340 000 000 d’années. Au cours de cette phase, la terre s’enfonçait lentement et de vastes zones de la surface de la terre étaient couvertes de grands marécages et de lacs avec d’épaisses forêts d’arbres à croissance rapide et de plantes comme les fougères et les joncs. Il n’y avait pas de saisons d’été et d’hivers et le climat était toujours chaud, probablement parce que les régions houillères d’Europe et d’Amérique étaient alors très proches de l’équateur. Les plantes et les arbres ont grandi, se sont flétris et sont morts après s’enfoncer lentement dans l’eau marécageuse. Ils ont été désintégrés par l’action des bactéries et ont lentement subi le processus de décomposition.
Au fil du temps, le bois en décomposition et d’autres matières végétales ont formé des lits épais et gorgés d’eau de nature tourbeuse. Ceux-ci ont ensuite été recouverts de couches de boue et de sable déposées par les cours d’eau lents des deltas fluviaux. Les mouvements de terre et les tremblements de terre peuvent avoir fait couler les eaux chargées de sédiments à travers les lits de végétation en décomposition, ou les cours d’eau peuvent s’être ensablés et avoir fait éclater leurs berges. Toute la surface de la terre dans les régions houillères s’enfonçait lentement sous le poids des sédiments du delta. C’est ainsi que les premières coutures, ou couches, de ce qui allait devenir le charbon ont été posées et le processus a été répété plusieurs fois. Dès que la boue et le sable se sont accumulés près du niveau de l’eau, un nouveau marais s’est formé.
Les arbres et les plantes ont une fois de plus poussé, pourri partiellement et sont tombés dans le marais, qui a ensuite coulé et a de nouveau été recouvert de boue et de sable. En de rares occasions, soit le niveau de la mer s’est élevé, soit l’ensemble du delta a coulé et a été recouvert par la mer. Cela a été démontré par la présence de restes de petits animaux marins souvent trouvés au-dessus du charbon. Au fil des millions d’années, le processus de transformation des plantes en charbon qui avait été initié par des bactéries a été complété par la chaleur venant du centre de la terre et par la pression de la boue et du sable se trouvant au-dessus de la tourbe. Au fur et à mesure que l’eau et les gaz étaient expulsés, les lits de tourbe se sont d’abord transformés en lignite, qui est un charbon mou à moitié formé, souvent de couleur brune, puis en ce qu’on appelle le charbon bitumineux – le type noir le plus couramment utilisé – et enfin en l’anthracite, qui est la plus dure de toutes et la plus proche du carbone pur.
Méthodes d’extraction du charbon
Le charbon est extrait de la terre selon deux méthodes : l’extraction à ciel ouvert et l’extraction souterraine. Tous deux utilisent de grosses grues pour soulever le charbon sous terre. Le transport ultérieur du charbon vers les centrales thermiques se fait avec des trains, des camions, des navires ou même des pipelines. L’exploitation minière à ciel ouvert est un peu plus facile que l’exploitation minière souterraine. La majeure partie du charbon est disponible près de la croûte terrestre et le reste du charbon est extrait en creusant jusqu’à près de 1000 pieds de profondeur.
1. Exploitation minière à ciel ouvert : L’exploitation minière à ciel ouvert est moins coûteuse que l’exploitation minière souterraine et environ 60 % du charbon en provient. Cela se fait en utilisant des machines géantes pour enlever la couche arable et en extrayant des roches noires chaudes en dessous. Ces énormes blocs de charbon se trouvent juste en dessous de 200 mètres sous terre. Une fois que tout le charbon est extrait, la zone est remplie de terre et de boue.
2. Extraction souterraine : Dans ce type d’exploitation minière, le charbon est extrait de plusieurs pieds sous terre. L’exploitation minière souterraine utilise des ascenseurs à travers lesquels les mineurs descendent et utilisent des machines pour extraire le charbon. L’exploitation minière souterraine est considérée comme dangereuse car les mineurs peuvent se retrouver piégés à l’intérieur en cas d’accident. De plus, ces mines de charbon produisent des gaz qui peuvent affecter la santé globale des mineurs.
Diverses utilisations du charbon
Personne ne sait quand le charbon a été utilisé pour la première fois par l’homme. L’Angleterre et l’Ecosse ont pris les devants dans l’extraction du charbon au Moyen Age. Au début du XVIIIe siècle, Thomas Newcomen a inventé la pompe à vapeur et amélioré la machine à vapeur. Cette pompe à vapeur fut bientôt utilisée dans les moulins et les usines. Cela a augmenté le besoin de charbon. Le coke dur fabriqué à partir de charbon par Abraham Darby a rapidement été utilisé pour faire fondre le fer. Ce fer était utilisé dans la fabrication non seulement des machines à vapeur, mais aussi d’autres machines. Le charbon, avec le fer, a rendu possible la grande croissance de l’industrie en Grande-Bretagne après le milieu du 18ème siècle et bientôt dans d’autres pays, conduisant à ce que nous appelons la révolution industrielle.
1. Électricité : Le but principal pour lequel l’extraction du charbon est faite est de produire de l’électricité. Une fois le charbon extrait, il est acheminé vers les centrales électriques au charbon en camion ou en train. Ces centrales ont besoin d’énormes réserves de charbon pour produire de l’électricité en permanence. La centrale au charbon utilise du charbon pour produire de la vapeur. La vapeur est ensuite utilisée pour déplacer les turbines qui produisent de l’électricité. Aujourd’hui, la plus grande demande de charbon provient des centrales électriques.
2. Utilisation industrielle : Le charbon est encore utilisé pour produire du coke. À partir des impuretés obtenues en brûlant du charbon, du goudron, de l’ammoniac, du benzol, etc. sont formés, qui sont utilisés par différentes industries chimiques pour fabriquer des engrais, des désinfectants, des médicaments et bien d’autres.
Le charbon et son impact sur l’environnement
Le charbon est le combustible fossile le plus abondant disponible sur terre. Il sert l’humanité depuis plusieurs décennies. D’un point de vue environnemental, c’est la source d’énergie la plus dangereuse. Le charbon est principalement formé de carbone et d’hydrogène et d’une petite quantité de soufre et de fer. Lorsqu’il est brûlé, il libère des gaz nocifs qui ne sont pas respectueux de l’environnement. Lorsque le carbone est libéré par la combustion du charbon, il se mélange à l’oxygène et forme du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est l’un des gaz à effet de serre seul responsable du réchauffement climatique. Les divers autres gaz qui se forment via la combustion du charbon sont : – Le dioxyde de soufre, les oxydes d’azote et les cendres. En plus de produire des gaz nocifs, cela affecte également le déséquilibre écologique car de vastes zones doivent être exploitées pour extraire le charbon. Les pluies acides et le smog sont quelques-unes des conséquences environnementales que nous constatons tous depuis assez longtemps.
Le charbon se trouve principalement en surface. Les industries qui se consacrent à l’extraction du charbon enlèvent le sol au-dessus des gisements de charbon. L’extraction du charbon à grande échelle a modifié le paysage général. Les rivières qui traversent ces zones contiennent des impuretés comme un mélange de roche et de poussière. Les polluants de la rivière peuvent affecter les animaux aquatiques. En plus de cela, cela affecte également la vie des travailleurs qui travaillent dans ces mines de charbon. Les rejets de gaz toxiques par ces mines affectent la santé et les accidents miniers peuvent entraîner des pertes de vie. L’extraction souterraine du charbon est une profession dangereuse qui peut entraîner des maladies pulmonaires à cause de la poussière de charbon dans les mines.
L’augmentation du réchauffement climatique est directement liée à l’utilisation accrue du charbon pour nos besoins quotidiens. Bien que les progrès technologiques aient permis de capturer plusieurs impuretés avant qu’elles ne soient finalement rejetées dans l’atmosphère, l’extraction et l’utilisation à grande échelle du charbon ont jusqu’à présent affecté l’environnement de manière négative.
