Charbon et gaz de houille
Le charbon est constitué principalement des restes décomposés des immenses fougères et des arbres qui couvraient une partie de la Terre il y a des centaines de millions d’années. Quand les plantes meurent, elles tombent sur le sol et pourrissent, formant alors une couche de matière tendre appelée tourbe. On trouve cette tourbe en surface dans les régions marécageuses. On peut la couper, la sécher et l’utiliser comme combustible. Elle représente le premier stade de la formation du charbon.
Au cours des années, le sable et la boue l’ont recouverte et, sous cet énorme poids, elle s’est enfoncée, tassée et est devenue dlr lignite, sorte de charbon brun foncé et tendre. La pression augmentant, ce lignite a été soumis à la chaleur lorsqu’il a atteint de grandes profondeurs et s’est alors transformé en couches de charbon.
La qualité du charbon varie selon la pression qu’il a subie et la chaleur à laquelle il a été soumis pendant sa période de formation. La qualité inférieure est appelée charbon bitumineux. Il brûle facilement mais produit beaucoup de fumée et de suie, causant ainsi une pollution de l’air dangereuse pour la santé. On l’employait beaucoup autrefois pour le chauffage des habitations et il est encore utilisé dans les foyers à l’air libre, mais son utilisation est interdite dans les zones protégées de certaines villes.
La qualité la meilleure est celle de l’anthracite, ou charbon dur. Il ne brûle bien qu’à haute température. On l’utilise dans les hauts fourneaux et l’industrie et dans des poêles fermés, comme les chaudières de chauffage central. L’anthracite brûle presque sans fumée ni cendre, si on lui fournit de l’air qui lui apporte l’oxygène nécessaire à sa combustion. Ce charbon est aussi appelé houille.
Les différents types de charbons sont des combustibles fossiles, c’est-à-dire qu’ils sont les résidus d’éléments autrefois vivants. Dans un morceau de charbon, il arrive parfois de trouver les empreintes de feuilles qui ont été vertes bien avant l’apparition de l’homme sur la Terre.
On détermine la qualité du charbon selon la quantité de carbone qu’il contient. Les plantes dont il provient étaient constituées pour la moitié de carbone, le reste consistant en divers éléments chimiques comme l’azote, l’hydrogène et l’oxygène. Pendant leur transformation en tourbe, puis en lignite et finalement en charbon, les déchets végétaux ont perdu progressivement les éléments chimiques dont ils étaient composés, ce qui a augmenté la teneur en carbone. La tourbe contient environ la moitié de son poids en carbone, le lignite en a plus et le charbon ordinaire à peu près les trois quarts. L’anthracite en contient jusqu’à 95 p. cent. Lorsque le charbon est chauffé sans apport d’air, il ne brûle pas mais se décompose en nombreux dérivés utiles. L’un de ceux-ci est le coke, qui est un combustible employé dans de nombreuses industries et dans les foyers domestiques. Un autre dérivé est le goudron, lequel contient plus de deux cents produits bruts. Ceux-ci sont utilisés pour faire du savon, des graisses, des colorants, des plastiques et des parfums.
La « cuisson » du charbon produit également des gà2, composés pour moitié d’hydrogène, d’un quart de méthane et d’un dixième environ d’azote, en plus de petites quantités d’oxygène, de gaz carbonique et d’autres gaz.
On savait depuis longtemps que le charbon, quand il était chauffé, produisait un gaz inflammable. Jean Tardier, chimiste français, découvrit dès I618 comment produire du gaz à partir du charbon, mais ne put l’utiliser pour l’éclairage, car la lampe qu’il avait réalisée était trop dangereuse.
Dès le début du XIX. siècle, on produisait de grandes quantités de gaz de charbon dans de nombreux pays et on stockait ce gaz dans d’immenses cuves appelées gazomètres. Des tuyaux conduisaient ce gaz de ville dans les immeubles et les usines, où il était utilisé pour l’éclairage, le chauffage et comme source d’énergie. On l’a maintenant presque partout remplacé par le gaz naturel, qui est extrait des gisements de gaz se trouvant dans le sol. Mais on continue à distiller le charbon, ce qui permet d’obtenir des combustibles et des sous-produits ainsi que du coke. Ce dernier s’emploie en métallurgie pour la fabrication de la fonte en haut fourneau. La production mondiale de charbon a doublé depuis trente ans, et le charbon est encore très largement utilisé dans le monde entier.
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