Ou utilise-t-on le charbon : domaines et secteurs d'application

Le charbon a longtemps été l'une des principales sources de chaleur et d'énergie. Aujourd'hui, son importance dépend de la région et du secteur : dans la production d'électricité, son usage est progressivement limité par les exigences environnementales, mais dans la métallurgie, l'industrie chimique et certains procédés technologiques, le charbon et ses produits de transformation restent demandés.

Qu'est-ce que le charbon et comment l'extrait-on ?

Le charbon est un combustible fossile solide, généralement noir ou brun foncé. Il se forme à partir de restes organiques végétaux qui, pendant des millions d'années, se transforment en roche charbonneuse sous l'effet de la pression, de la température et de processus géologiques. Ce processus est appelé houillification. Le charbon se compose principalement de carbone, mais sa composition exacte dépend du rang, de la teneur en cendres, de l'humidité et de la proportion de soufre, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote. Pour le charbon métallurgique, l'aptitude à la cokéfaction et le pouvoir agglutinant sont particulièrement importants.

L'industrie charbonnière occupe une place importante parmi les industries extractives. Les méthodes d'extraction dépendent de la profondeur du gisement, de l'épaisseur de la couche, de la géologie et de la rentabilité. Lorsque le charbon se trouve près de la surface, on utilise l'exploitation à ciel ouvert; les couches plus profondes sont exploitées en mine souterraine. Selon les pays, on emploie des longues tailles, des méthodes par chambres et piliers, des tirs de mine et des procédés mécanisés.

Types et grades de charbon

La division du charbon en types s'effectue selon de nombreux critères : couleur, taille, caractéristiques structurelles et génétiques, technologie de traitement, etc.

Il existe un marquage généralement accepté du charbon extrait et utilisé dans la production. Le charbon peut être à longue flamme (D), gaz (G), gras (Zh), cokéfiable (K), maigre (T), etc. Certains charbons extraits sont également classés comme intermédiaires, par exemple gaz-gras. Certains pays utilisent aussi leur propre classification, notamment les États-Unis et le Japon.

Dans quels domaines utilise-t-on le charbon ?

Le charbon est utilisé comme combustible, matière première technologique et source de produits de transformation. La cokéfaction est surtout importante pour la métallurgie et l'industrie chimique, mais tous les usages du charbon ne sont pas liés à la cokéfaction. Examinons les principaux domaines plus en détail :

1. Énergie et combustible. Le charbon est utilisé dans les centrales thermiques, les chaufferies et certains fours industriels. Il existe aussi des technologies permettant d'obtenir des carburants liquides à partir du charbon, par liquéfaction directe ou indirecte, mais leur emploi reste limité et dépend de l'économie, de la disponibilité du pétrole et des exigences environnementales.
2. Métallurgie. Le charbon cokéfiable est transformé en coke métallurgique. Il sert à la fois de combustible et d'agent réducteur dans la production de fonte au haut fourneau, et il est aussi utilisé dans certains procédés de fonderie et de ferroalliages.
3. Industrie chimique. La cokéfaction produit du gaz de cokerie, du goudron de houille, des produits ammoniacaux et d'autres sous-produits. Le goudron de houille permet d'obtenir du brai, du naphtalène, des composés phénoliques et des fractions aromatiques utilisés dans l'industrie chimique, les matériaux, les électrodes, les revêtements protecteurs et certains plastiques.
4. Agriculture et matériaux pour sols. Le charbon lui-même n'est pas un engrais courant. En agriculture, on peut utiliser certains produits de transformation du charbon, des composés ammoniacaux, des matières humiques ou des additifs carbonés, mais leur usage dépend de la composition et de la technologie de production.
5. Transport et construction. Historiquement, le charbon a été largement utilisé comme combustible ferroviaire. Aujourd'hui, son rôle dans le transport est moindre, mais les produits de transformation du charbon, le coke, les goudrons, le brai et les matériaux à base de cendres et de scories peuvent être utilisés dans la construction routière, les revêtements industriels et certains travaux d'infrastructure.

Comme on le voit, le charbon est utilisé non seulement comme combustible, mais aussi comme matière première pour la métallurgie et l'industrie chimique. Dans le même temps, son utilisation est de plus en plus évaluée en fonction des émissions, des normes environnementales et de la transition vers des technologies plus propres. Le rôle du charbon changera donc selon les pays et les secteurs, mais il reste pour l'instant une matière première importante dans certains procédés industriels.