Les ressources en charbon

1. Aude Chevallier mai 2005 Les ressources en charbon

2. Aude Chevallier mai 2005 Qu’est ce que le charbon ? Formation du charbon Le charbon est une roche sédimentaire carbonée formée par accumulation de débris végétaux (plantes supérieures, humus, tourbe) à l’abri de l’oxygène. Selon les modèles classiques de formation du charbon, la tourbe s’accumule dans les marécages à proximité de cours d’eau. Aujourd’hui, on interprète la majorité des gisements de charbon comme étant d’anciens deltas. Lorsqu’une plante meurt, elle pourrit et la matière organique est oxydée puis recyclée, elle participe au cycle biologique du carbone. Cette dégradation est ralentie dans les eaux stagnantes pauvres en oxygène : la matière organique sédimente et se retrouve incluse dans les roches sédimentaire, et est transformée par des bactéries. La matière organique est constituée d'une part de matériel soluble aux solvants organiques usuels et d'autre part de matériel insoluble : le kérogène. On estime que la part du carbone qui se retrouve piégée dans ce processus sédimentaire est inférieure à 1% de la biomasse qui meurt.

3. Aude Chevallier mai 2005 Les composés végétaux qui sont soumis à dégradation sont : la lignine, la cellulose, les tanins. La dégradation comprend deux phases successives : une phase pendant laquelle ces composés sont transformés en acides humiques : il y a alors concentration en carbone et perte d’eau ; puis une phase d’enfouissement et d’évolution thermique de ces acides humiques. Cette diagenèse conduit à la formation de tourbe et de lignine jusqu’à 1000 m de profondeur, puis à la formation de la houille jusqu’à environ 5000 m de profondeur. La formation d’anthracite correspond à une transformation prémétamorphique. Les charbons, résidus de cette transformation à différents stades, sont constitués d’une fraction organiques (les macéraux) et d’une fraction inorganique (les cendres). Les sous-produits de cette transformation correspondent aux pétroles et au gaz naturel La plupart du charbon exploité aujourd’hui s’est formé pendant une période géologique : le Carbonifère (-360 à -290 millions d’années). animation sur le site suivant présente très schématiquement la formation du charbon : http://www.groupecharbonnages.fr/version_francaise/Flash/

4. Aude Chevallier mai 2005 Différents types de charbon On distingue différentes catégories de charbon en fonction de leur teneur en carbone : - la tourbe contient peu de carbone (50%) - la lignite contient 65 à70% de carbone - la houille contient de 80 à90% de carbone - le carbone pur est appelé anthracite (photo 1) 1 2 .

5. Aude Chevallier mai 2005 On distingue aussi des catégories de charbon en fonction de la quantité de matières volatiles qu’il renferme : - les anthracites (maigres) brûlent régulièrement avec peu de flammes. - les demi-gras (subbitumeux) et gras (bitumeux-photo 2) brûlent régulièrement et gonflent lors de la combustion. - les flambants font de longues flammes.

6. Aude Chevallier mai 2005 Quels sont les pays producteurs de charbon ? Les chiffres indiqués ci-dessous sont indiquées en millions de tonnes équivalent pétrole. La tonne équivalent pétrole représente l'énergie dégagée par la combustion d'une tonne de pétrole (elle vaut 42 milliards de Joules, ou encore 11.600 kWh)

7. Aude Chevallier mai 2005 Les pays producteurs de charbon consomment à peu près la même quantité qu’ils ne produisent. Une très forte augmentation de la production et de la consommation concerne les pays de l’Asie du Sud Est (3.7 % d’augmentation par an). Pour la première fois en 2003, l’Amérique du nord a plus consommé de charbon qu’elle n’en a produit

8. Aude Chevallier mai 2005 • A quoi sert le charbon ? • De nos jours, le charbon est utilisé : • pour obtenir un substitut au gaz naturel, GNS (gaz naturel de synthèse) : c'est la combustion directe du charbon dans la veine qui produit le GNS ; • pour produire du méthane CH4 : il est produit naturellement dans les veines par dégazage du charbon ; • en métallurgie du fer et de l'acier (utilisation du coke pour l'obtention de fonte par exemple) ; • - et pour fabriquer des carburants et des fluides susceptibles d'être brûlés dans les chaudières (centrales thermiques par exemple) ou transformés par la chimie (vernis, savon, plastiques, solvants, tergal, explosifs, parfums, colorants, caoutchouc, cosmétique, lubrifiants, désinfectants, teintures, photographie, insecticides, goudrons, enduits, pharmacie ...)

9. Aude Chevallier mai 2005

10. Aude Chevallier mai 2005 Estimations des ressources Comment estimer les ressources ? On distingue les réserves prouvées et les réserves additionnelles supposées qui correspondent à des réserves d’hydrocarbures dont les géologues savent qu'ils sont présents dans le sol, ou considèrent comme très probable qu'ils y soient, mais pour lesquels la possibilité d’extraction n’est pas envisageable aujourd’hui.

11. Aude Chevallier mai 2005 les ressources « prouvées » en 2003 Les chiffres indiqués présentent les réserves en anthracites, bitumeux, lignite et subbitumeux, exprimées en centaines de millions de tonnes. Le chiffre indiqué entre parenthèses correspond à la part de l’anthracite et du bitume.

12. Aude Chevallier mai 2005 Le tableau ci-dessous reprend les réserves prouvées en charbon (les chiffres sont exprimés en millions de tonnes équivalent pétrole) tous types de charbons confondus.

13. Aude Chevallier mai 2005 Les chiffres concernant les réserves supposées Les réserves en charbons correspondraient à environ 3000 Gtep (milliards de tonnes équivalent pétrole) (au lieu des 500 actuellement prouvées). Bibliographie Chiffres sur les réserves en charbon : http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/globalbp/globalbp_uk_english/publications/energy_reviews/STAGING/local_assets/downloads/pdf/coal_section_2004.pdf http://www.manicore.com/documentation/serre/fossile.html septembre 2003 Quelques données sur le charbon : http://www.inrp.fr/lamap/scientifique/energie/savoir/fossiles/charbon.htm mis en ligne août 2001 http://cjouneau1.free.fr/hyperpaysage/charbon1.htm pas de date de mise en ligne http://earthsci.org/energy/coal2/coal2.htm pas de date de mise en ligne Dercourt et Paquet, Géologie : objets et méthodes, éditions Dunod, 1994 pages 242-3 Cojan et Renaud, Sédimentologie, éditions Dunod, 1997, page 181