Extraction du charbonLextraction du charbon est le processus de collecte de charbon dans le sol. Le charbon représente une source d'énergie fossile et, depuis les années 1880, il est largement exploité dans les centrales électriques. Les industries de l'acier et du béton se servent du charbon pour alimenter l'extraction des minerais et la production des matériaux. Depuis l'époque où les humains creusaient des tunnels pour extraire manuellement le minerai, l'extraction du charbon a connu de nombreuses évolutions ; il est extrait de Mines à ciel ouvert ou de longues tailles.
Houillethumb|Houille. La houille est une roche carbonée sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre le lignite et l'anthracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisation d'organismes végétaux et peut donc servir de combustible fossile. Ce combustible est utilisé depuis le et son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au . Depuis, la houille constitue une des principales sources d'énergie des pays industrialisés.
Charbon de boisLe charbon de bois est un combustible obtenu en carbonisant du bois en atmosphère contrôlée par pyrolyse (en l'absence d'oxygène). La charbonnette est un bois, de faible dimension, destiné à cette carbonisation. Le procédé permet d'éliminer, par élévation de la température, les fractions liquéfiables (acide pyroligneux) et gazéifiables du bois : son humidité et toute matière végétale ou organique volatile, afin de ne laisser que le carbone et les minéraux.
MéthaneLe méthane est un composé chimique de formule chimique , découvert et isolé par Alessandro Volta entre 1776 et 1778. C'est l'hydrocarbure le plus simple et le premier terme de la famille des alcanes. Comme fluide frigorigène, il porte la dénomination « R50 » dans la nomenclature des réfrigérants, régie par la d'ANSI/ASHRAE. Assez abondant dans le milieu naturel, le méthane est un combustible à fort potentiel.
CharbonLe charbon est une roche sédimentaire combustible, riche en carbone, de couleur noire ou marron foncé, formée à partir de la dégradation partielle de la matière organique des végétaux. Il est exploité dans des mines, appelées charbonnages. Couvrant 26,8 % des besoins énergétiques mondiaux en 2020, le charbon est la seconde ressource énergétique de l'humanité, derrière le pétrole (29,5 %) et devant le gaz naturel (23,7 %), et la première source d'électricité avec 35,2 % de la production d'électricité en 2020 contre 38,3 % en 1973.
Coke (charbon)thumb|Photographie de coke. Le coke est un combustible obtenu par pyrolyse de la houille dans un four à l'abri de l'air ; ces fours sont regroupés en batteries dans une usine appelée cokerie. Ce procédé a longtemps été très polluant et l'est encore dans les pays en développement. En Europe, il ne subsiste que quelques cokeries dont les émissions, les sous-produits et les déchets sont contrôlés : cependant, malgré une réglementation écologique plus stricte, ces usines restent des sources d'importante pollution atmosphérique et de gaz à effet de serre.
AnthraciteL'anthracite (du grec ἄνθραξ anthrax, charbon) est une roche sédimentaire d'origine organique. C'est une variété de charbon grise, noirâtre et brillante extraite des mines. À ce titre, l'anthracite a été exploité en priorité au cours des (cf. Pic de Hubbert appliqué au charbon). Sa densité réelle est de l'ordre de 1,45 à 1,75. Dans le processus (géologique) naturel de formation du charbon, c'est le stade le plus achevé de la houillification ; il contient 92 à 95 % de carbone, ce qui en fait un des charbons les plus riches en carbone et les plus caloriques.
LigniteLe lignite (ou la lignite) est une roche sédimentaire composée de restes fossiles de plantes (vient de lignine). C'est une roche intermédiaire entre la tourbe et la houille. Le lignite est un charbon composé de 65 à 75 % de carbone. Il est utilisé pour le chauffage et pour produire de l'électricité. Le lignite à l'état naturel contient un grand pourcentage d'eau (50 %). Il est broyé et séché de façon à réduire la teneur en eau à environ 11 %.
Greenhouse gas emissionsGreenhouse gas emissions (abbreviated as GHG emissions) from human activities strengthen the greenhouse effect, contributing to climate change. Carbon dioxide (), from burning fossil fuels such as coal, oil, and natural gas, is one of the most important factors in causing climate change. The largest emitters are China followed by the US, although the United States has higher emissions per capita. The main producers fueling the emissions globally are large oil and gas companies.
Coal analysisCoal analysis techniques are specific analytical methods designed to measure the particular physical and chemical properties of coals. These methods are used primarily to determine the suitability of coal for coking, power generation or for iron ore smelting in the manufacture of steel. Coal comes in four main types or ranks: lignite or brown coal, bituminous coal or black coal, anthracite and graphite. Each type of coal has a certain set of physical parameters which are mostly controlled by moisture, volatile content (in terms of aliphatic or aromatic hydrocarbons) and carbon content.
Industrie charbonnière en ChineLa république populaire de Chine est le plus grand consommateur de charbon au monde, en 2016, avec milliards de tonnes de charbon contre, en 2008, milliard de tonnes de charbon. Le pays produit, en 2006, 68,7 % de son électricité à partir du charbon. Il possèderait également 13 % des réserves prouvées de charbon. Avec près de gigawatts (GW), elle détient près de la moitié des capacités mondiales des centrales à charbon, suivie par les États-Unis (259 GW) et l'Inde (221 GW).
CokageLe cokage est le chauffage de la houille à l'abri de l'oxygène de l'air à une température typiquement de pour en éliminer les composés volatils et ne conserver qu'un dépôt dur et poreux riche en carbone appelé coke. Ce dernier est constitué presque entièrement d'hydrocarbures. Sa porosité lui confère une grande surface spécifique, ce qui lui permet de brûler plus vite. Par extension, le cokage désigne la formation d'un résidu carboné par pyrolyse d'un composé carboné au cours d'une réaction chimique se déroulant à haute température ; il s'agit souvent une réaction parasite indésirable.
Poussiervignette|Particules de poussières. Le poussier est un ensemble de fines particules de poussières de carbone hautement inflammables présent durant l'exploitation des mines de charbon. En suspension dans l'air, le poussier est à l'origine d'explosions meurtrières ; on parle aussi de coup de poussière. C'est la cause généralement admise de la catastrophe de Courrières, la plus importante en Europe, ayant fait officiellement .
Procédé MondLe procédé Mond est un procédé chimique d'extraction et de purification du nickel mis au point par Ludwig Mond en 1890 et mis en œuvre à l'échelle industrielle dès avant la fin du . Ce procédé repose sur la réduction d'oxydes de nickel afin d'obtenir ce dernier sous forme métallique pure en utilisant la facilité avec laquelle le monoxyde de carbone forme réversiblement un complexe de tétracarbonyle de nickel : aucun autre élément chimique n'est susceptible de former un tel carbonyle de métal dans les conditions opératoires douces de ce procédé.
Monoxyde de carboneLe monoxyde de carbone est le plus simple des oxydes du carbone. La molécule est composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène ; sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C≡O ou |C≡O|. Ce corps composé est à l'état gazeux dans les conditions normales de température et de pression. Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, insipide et non irritant, indétectable par les mammifères bien que particulièrement toxique. Le mélange avec l’air est facile puisque les deux gaz ont une densité proche.
Metallurgical coalMetallurgical coal or coking coal is a grade of coal that can be used to produce good-quality coke. Coke is an essential fuel and reactant in the blast furnace process for primary steelmaking. The demand for metallurgical coal is highly coupled to the demand for steel. Primary steelmaking companies often have a division that produces coal for coking, to ensure a stable and low-cost supply. Metallurgical coal comes mainly from Canada, the United States, and Australia, with Australia exporting 58% of seaborne trade, mostly going to China.
Health and environmental impact of the coal industryThe health and environmental impact of the coal industry includes issues such as land use, waste management, water and air pollution, caused by the coal mining, processing and the use of its products. In addition to atmospheric pollution, coal burning produces hundreds of millions of tons of solid waste products annually, including fly ash, bottom ash, and flue-gas desulfurization sludge, that contain mercury, uranium, thorium, arsenic, and other heavy metals.
Coal-fired power stationA coal-fired power station or coal power plant is a thermal power station which burns coal to generate electricity. Worldwide there are over 2,400 coal-fired power stations, totaling over 2,000 gigawatts capacity. They generate about a third of the world's electricity, but cause many illnesses and the most early deaths, mainly from air pollution. A coal-fired power station is a type of fossil fuel power station. The coal is usually pulverized and then burned in a pulverized coal-fired boiler.
Pouvoir calorifiqueLe pouvoir calorifique ou chaleur de combustion ( ou heat of combustion) d'une matière combustible est l'opposé de l'enthalpie de réaction de combustion par unité de masse dans les conditions normales de température et de pression, notée ΔH (< 0). C'est l'énergie dégagée sous forme de chaleur par la réaction de combustion par le dioxygène (autrement dit la quantité de chaleur). Le plus souvent, on considère un hydrocarbure réagissant avec le dioxygène de l'air pour donner du dioxyde de carbone, de l'eau et de la chaleur.
Sub-bituminous coalSub-bituminous coal is a lower grade of coal that contains 35–45% carbon. The properties of this type are between those of lignite, the lowest grade of coal, and those of bituminous coal, the second-highest grade of coal. Sub-bituminous coal is primarily used as a fuel for steam-electric power generation. Sub-bituminous coals may be dull, dark brown to black, soft and crumbly at the lower end of the range, to bright jet-black, hard, and relatively strong at the upper end.
