Copie - Carte mentale sur le charbon

Exploitation

Définition

Charbon = Roche stratifiée combustible, de couleur noire, formée par l'accumulation de débris végétaux transformés par la carbonisation.

Formation

Le charbon se forme au cours de la subsidence de la matière organique issue des végétaux morts. Au cours de cette subsidence, la matière organique s’appauvrit en hydrogène et en oxygène et s’enrichit donc relativement en carbone. Ce processus se déroule sur plusieurs millions, voire plusieurs dizaines de millions d’années.

Avantages:

Le charbon constitue une source d’énergie bon marché.
- Le charbon est l’énergie fossile la plus abondante et la mieux répartie dans le monde.

-Prix compétitif et stable
-Abondance (gisements dans le monde entier)
-Sécurité d’approvisionnement
-Produit physiquement stable

Inconvénient :
- La combustion du charbon émet du dioxyde de carbone, principal gaz à effet de serre, et contribue ainsi à la pollution atmosphérique. Un kilowattheure électrique produit à partir de charbon émet entre 800 et 1000 grammes de CO2. En comparaison, un kilowattheure électrique produit à partir de la technologie hydraulique émet 4 grammes de CO2.

-Énergie non-renouvelable et coûteuse à l’extraction
-Energie fossile polluante
-Sa combustion accroit l’effet de serre

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La gazéification du charbon est de plus en plus utilisée dans des processus industriels, par exemple dans des centrales électriques à cycle combiné à gazéification intégrée (CCGI).

Le charbon peut en effet être gazéifié en présence d'oxygène et de vapeur d'eau pour donner du gaz de synthèse.

En sidérurgie, on emploie du charbon concentré en carbone quasi pur, le coke. Il est utilisé dans les hauts-fourneaux, des fours industriels où, mélangé à du minerai de fer, il donne de la fonte (alliage de fer et de carbone, précurseur de l'acier) par réduction des oxydes de fer.

La fabrication du coke consiste à porter un mélange de charbons de bonne qualité, la pâte à coke, à une température de 1 000 °C. Ce processus nécessite des batteries de plusieurs dizaines de fours de 8 mètres de haut.

Centrales thermiques

Le charbon est un combustible qui est utilisé dans les centrales thermiques à flammes pour ainsi créer de l'électricité.

Le fonctionnement d'une centrale thermique à charbon:

-le charbon est brûlé dans une chaudière

-la chaleur dégagée transforme de l'eau en vapeur

-la vapeur entraîne une turbine qui est couplée à un alternateur qui génère l'électricité

-la vapeur se retransforme en eau en passant le condenseur

Ecologique

L’extraction du charbon dans les mines peut affecter la faune et la flore. Certaines mines utilisent l’eau des rivières voisines pour l’exploitation du charbon, il en résulte une forte pollution de l’eau.

Il existe néanmoins des technologies d’extraction du charbon plus propres.
La combustion du charbon est particulièrement polluante, plus que d’autres énergies fossiles.

L’OMS estime que plus de 1,3 million de personnes meurent chaque année des suites de problèmes respiratoires causés par des combustibles solides.

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Maladie

Les infections pulmonaires:

Les poussières de charbon sont assez fines pour aller se déposer dans les poumons, causant ainsi des troubles respiratoires irréparables tels que la silicose. Un système de ventilation doit évacuer en permanence la poussière en suspension dans la mine.

Les asphyxies par inhalation de poches de gaz:

Différents gaz occlus dans la houille (azote, gaz carbonique, acide carbonique, grisou) sont libérés à mesure que l’on creuse des galeries. La ventilation doit être suffisante pour éviter que des poches de gaz ne se forment et que les mineurs soient menacés d’asphyxie.

Les coups de grisou:

Essentiellement constitué de méthane, le grisou est un gaz inodore et invisible qui émane de la roche souterraine. Il se mélange facilement à l’air et peut exploser s’il entre en contact avec une flamme ou une étincelle. Des lampes de sûreté et des grisoumètres ont été mis au point pour lutter contre ce danger qui était la hantise des mineurs.

Les explosions et incendies dus aux poussières:

Les poussières de charbon sont très fines. Mélangées à l’air, elles peuvent former des aérosols explosifs. Pour prévenir les explosions, les poussières de charbon doivent être régulièrement arrosées et ventilées.

Les inondations:

Sous terre, les poches d’eau et les infiltrations peuvent constituer un risque d’inondation. Il faut donc construire des canalisations, des unités de pompage et des réservoirs pour maîtriser ce risque.

Les éboulements:

Parfois creusée dans des couches souterraines « meubles », la mine présente des risques d’éboulements souvent mortels. Il est nécessaire de soutenir les endroits fragiles au moyen de poutres en bois. Des poutres sont disposées à intervalles réguliers tout au long de la galerie afin de consolider efficacement la mine. Il s’agit du « boisage », également appelé « étayage » des galeries de mines.