Histoire de l'extraction du charbon

En 1589, la houille keupérienne de Corcelles est utilisée pour la première fois afin d'évaporer de la saumure, à la saline de Saulnot en Haute-Saône[6].

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 lesquelles les impuretés du charbon n'exercent pas d'effets négatifs[2].

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[5]. »

Principe du « toc-feu ».

Jusqu'au XIX^e siècle la plupart des charbonnages ne sont que des modestes fosses[7]. À la fin du Moyen Âge en Belgique, les Comparchonniers, ou comparsonniers, sont des mineurs de charbon, travaillant sur des terres appartenant à des seigneurs et leur versant une redevance appelée le droit d'entrecens, ou travaillant sur leurs propres terres. Parmi les "comparchonniers", on trouve de simples mineurs, mais aussi des marchands et nobles, les "arniers", propriétaires du gisement concerné, ainsi que des apporteurs de capitaux extérieurs au chantier[8].

Un manège à chevaux dans la mine de sel de Wieliczka en Pologne.

Pour des problèmes techniques et notamment, l'exhaure, c'est-à-dire le pompage de l'eau dans les exploitations souterraines, les puits sont foncés là où les veines de charbon affleurent. Le matériel est souvent réduit: treuil à bras ; ou manège à chevaux (hernaz, baritel) actionnant une machine à molette, une chaîne (la chiff) servant à la remontée des paniers de houilles, une baraque servant au maître de fosse et aux ouvriers. Le transport du charbon est réalisé par portage humain (les botteresses) jusqu'aux aires de stockage et de vente. Le puits est subdivisé en deux par une cloison de planches. Un compartiment sert à l'extraction, l'autre à l'aérage. La profondeur excède rarement 80-100 mètres. Au-dessus du compartiment de ventilation, un brasero au charbon (le toc-feu) et une cheminée de brique sert à accélérer l'extraction de l'air. L'exhaure se fait par areine : l'eau est remontée par des tonneaux ou par des pompes[7].

Charbonnage du Grand-Bouillon sur Wasmes et Paturages ; coupe transversale des travaux et exploitations faite pour l'an 13 (1804/5).

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.

Tanker "charbonnier"

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[9].

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 par des machines et les normes de sécurité ont beaucoup évolué.

En France, la stratégie malthusienne des compagnies débouche sur une sous-production et une pénurie, aggravée lorsque les Allemands détruisent les puits pendant la Première Guerre mondiale. Pour pallier cette pénurie, l’État et la Bourse favorisent la multiplication par huit de la production hydroélectrique dans les années 1920, puis l'émergence du nucléaire après la Seconde Guerre mondiale.

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. À 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 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.

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[10]. 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[11], 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.

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[12].

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 1980, reste totalement marginale. Au milieu des années 1980, les hydrocarbures (gaz naturel ou coupes pétrolières) sont la source principale des gaz de synthèse[13].

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[14]:

• 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.

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.

• La très forte croissance mondiale des années 1830 interrompue par la Panique de 1837.
• La très forte croissance mondiale des années 1850, interrompue par le Krach de 1857.
• La longue dépression 1873 à 1896 dans le sillage de la Crise bancaire de mai 1873.
• La forte croissance mondiale des années 1900, interrompue par la Première Guerre mondiale.
• La très forte croissance mondiale des années 1920, interrompue par le Krach de 1929.
• Grande dépression des années 1930 dans le sillage du Krach de 1929.
• La forte croissance mondiale des années 1945 à 1974, interrompue par le Premier choc pétrolier.

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