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Houille

Coal

Une espèce de Roche sédimentaire, Aussi connu sous le nom Charbon

Le 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 en tant que combustible. Couvrant 26,9 % des besoins énergétiques mondiaux en 2018, le charbon est la seconde ressource énergétique de l'humanité, derrière le pétrole (31,6 %), et la première source d'électricité avec 38,2 % de la production d'électricité en 2018, part estimée par BP à 36 % en 2019. Plus de 70 % de la consommation mondiale en 2019 sont concentrés sur trois pays : Chine 51,7 %, Inde 11,8 % et États-Unis 7,2 %. Souvent appelé houille, il était autrefois appelé charbon de terre en opposition au charbon de bois. Au cours de plusieurs millions d'années, l'accumulation et la sédimentation de débris végétaux dans un environnement de type tourbière provoque une modification graduelle des conditions de température, de pression et d'oxydo-réduction dans la couche de charbon qui conduit, par carbonisation, à la formation de composés de plus en plus riches en carbone : la tourbe (moins de 50 %), le lignite (50 à 60 %), la houille (60 à 90 %) et l'anthracite (93 à 97 %). La formation des plus importants gisements de charbon commence au Carbonifère, environ de -360 à -295 Ma. Les réserves mondiales de charbon sont estimées à 1 070 Gt (milliards de tonnes) fin 2019, dont 23,3 % aux États-Unis, 15,2 % en Russie, 13,9 % en Australie et 13,2 % en Chine, soit 132 ans de production au rythme de 2019 ; cette production est à près de 80 % située dans cinq pays : la Chine (47,3 %), l'Inde (9,3 %), les États-Unis (7,9 %), l'Indonésie (7,5 %) et l'Australie (6,2 %) ; elle a progressé de 158 % en 46 ans (1973-2019) malgré une baisse de 2,5 % en 2015 et de 6 % en 2016, suivie d'une remontée de 3,3 % en 2017, de 3,3 % en 2018 et de 1,5 % en 2019. L'AIE prévoit que la production mondiale devrait être stable entre 2018 et 2023, la baisse de la consommation en Europe et Amérique du nord étant compensée par son augmentation en Inde et en Asie du Sud-Est. Son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle aux XVIII et XIX siècles. Sa combustion engendre 44,0 % des émissions de CO2 dues à l'énergie en 2018, contre 34,1 % pour le pétrole et 21,2 % pour le gaz naturel. Pour atteindre l'objectif des négociations internationales sur le climat de maintenir la hausse des températures en deçà de 2 °C par rapport à l'ère préindustrielle, il faudrait globalement s'abstenir d'extraire plus de 80 % du charbon disponible dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050.

Densité
Densité:

1.1 - 1.4 g/cm³

Infos générales sur Houille

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Propriétés physiques de Houille

Texture
Non clastique
Couleurs
Noir, marron, marron foncé, gris, gris clair à gris foncé
Magnétisme
Potentiellement magnétique
Taille du grain
Grains fins
Densité
1.1 - 1.4 g/cm³, Un poids manifestement léger
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Risque pour la santé de Houille

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Quels sont les risques liés à Houille ?

<< L'utilisation du charbon comme combustible cause des problèmes de santé et des décès. L'exploitation et le traitement du charbon polluent l'air et l'eau. Les centrales au charbon émettent des oxydes d'azote, du dioxyde de soufre, des particules et des métaux lourds, ce qui nuit à la santé humaine. Méthane de houille l'extraction est importante pour éviter les accidents miniers. Le smog meurtrier de Londres a été principalement causé par la forte utilisation du charbon. On estime que le charbon cause 800 000 décès prématurés chaque année dans le monde, principalement en Inde et en Chine. La combustion du charbon est l'un des principaux émetteurs de dioxyde de soufre, qui crée des particules de PM2,5, la forme la plus dangereuse de pollution atmosphérique. Les émissions des cheminées de charbon provoquent de l'asthme, des accidents vasculaires cérébraux, une diminution de l'intelligence, des blocages artériels, des crises cardiaques, une insuffisance cardiaque congestive, des arythmies cardiaques, un empoisonnement au mercure, une occlusion artérielle et un cancer du poumon. Annuel les coûts de santé en Europe liés à l'utilisation du charbon pour produire de l'électricité sont estimés à 43 milliards d'euros. En Chine, l'amélioration de la qualité de l'air et de la santé humaine augmenterait avec des politiques climatiques plus strictes, principalement parce que l'énergie du pays est si fortement dépendante du charbon. Et il y aurait un avantage économique net. Une étude publiée en 2017 dans l'Economic Journal a révélé que pour la Grande-Bretagne au cours de la période 1851-1860, "" une augmentation d'un écart-type de l'utilisation du charbon a augmenté la mortalité infantile de 6 à 8% et que l'utilisation industrielle du charbon explique environ un tiers de la mortalité urbaine. pénalité observée pendant cette période. "" L'inhalation de poussière de charbon provoque la pneumoconiose des charbonniers qui est connue familièrement sous le nom de "poumon noir" ", ainsi appelée parce que la poussière de charbon transforme littéralement les poumons en noir de leur couleur rose habituelle. Aux États-Unis seulement, on estime que 1 500 anciens employés de l'industrie charbonnière meurent chaque année des effets de l'inhalation de poussières de mines de charbon. D'énormes quantités de cendres de charbon et d'autres déchets sont produites chaque année. L'utilisation du charbon génère chaque année des centaines de millions de tonnes de cendres et d'autres déchets. Il s'agit notamment des cendres volantes, des cendres résiduelles et des boues de désulfuration des gaz de combustion, qui contiennent du mercure, de l'uranium, du thorium, de l'arsenic et d'autres métaux lourds, ainsi que des non-métaux tels que le sélénium. Environ 10% du charbon sont des cendres: les cendres de charbon sont dangereuses et toxiques pour les êtres humains et certains autres êtres vivants. Les cendres de charbon contiennent les éléments radioactifs uranium et thorium. Les cendres de charbon et autres sous-produits solides de la combustion sont stockés localement et s'échappent de diverses manières, ce qui expose les personnes vivant à proximité des centrales au charbon aux radiations et aux substances toxiques de l'environnement. L'extraction du charbon et l'alimentation au charbon des centrales électriques et des procédés industriels peuvent causer des dommages environnementaux majeurs. Les systèmes d'eau sont affectés par l'extraction du charbon. Par exemple, l'exploitation minière affecte les niveaux et l'acidité des eaux souterraines et de la nappe phréatique. Les déversements de cendres volantes, comme le déversement de boues de cendres volantes de la Kingston Fossil Plant, peuvent également contaminer les terres et les cours d'eau et détruire les maisons. Les centrales électriques qui brûlent du charbon consomment également de grandes quantités d'eau. Cela peut affecter le débit des rivières et a des conséquences conséquentes sur d'autres utilisations des terres. Dans les zones de pénurie d'eau, comme le désert du Thar au Pakistan, les mines de charbon et les centrales électriques au charbon utiliseraient des quantités importantes d'eau. L'un des premiers impacts connus du charbon sur le cycle de l'eau a été les pluies acides. Environ 75 Tg / S par an de dioxyde de soufre (SO2) sont libérés par la combustion du charbon. Après rejet, le dioxyde de soufre est oxydé en H2SO2 gazeux qui disperse le rayonnement solaire, d'où son augmentation dans l'atmosphère exerce un effet de refroidissement sur le climat. Cela masque avantageusement une partie du réchauffement causé par l'augmentation des gaz à effet de serre. Cependant, le soufre est précipité hors de l'atmosphère sous forme de pluies acides en quelques semaines, tandis que le dioxyde de carbone reste dans l'atmosphère pendant des centaines d'années. Le rejet de SO2 contribue également à l'acidification généralisée des écosystèmes. Les mines de charbon désaffectées peuvent également causer des problèmes. Un affaissement peut se produire au-dessus des tunnels, causant des dommages aux infrastructures ou aux terres cultivées. L'extraction du charbon peut également provoquer des incendies de longue durée, et il a été estimé que des milliers de feux de veine de charbon brûlent à un moment donné. Par exemple, Brennender Berg brûle depuis 1668 et brûle toujours au 21ème siècle. La production de coke à partir de charbon produit de l'ammoniac, du goudron de houille et des composés gazeux comme sous-produits qui, s'ils sont rejetés dans le sol, l'air ou les voies navigables, peuvent polluer l'environnement. L'usine sidérurgique de Whyalla est un exemple d'installation de production de coke où de l'ammoniac liquide est rejeté dans le milieu marin. "

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Caractéristiques de Houille

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Types de roches de Houille

Au fur et à mesure que les processus géologiques exercent une pression sur le matériau biotique mort au fil du temps, dans des conditions appropriées, sa teneur ou son rang métamorphique augmente successivement en:
  • La tourbe, précurseur du charbon
  • Le lignite, ou lignite, le charbon le plus bas, le plus nocif pour la santé, utilisé presque exclusivement comme combustible pour la production d'électricité
  • Le charbon sous-bitumineux, dont les propriétés varient entre celles du lignite et celles du charbon bitumineux, est principalement utilisé comme combustible pour la production d'électricité à vapeur.
  • Charbon bitumineux, une roche sédimentaire dense, généralement noire, mais parfois brun foncé, souvent avec des bandes bien définies de matériau brillant et terne. Il est principalement utilisé comme combustible dans la production d'énergie électrique à vapeur et pour fabriquer du coke. Connu sous le nom de charbon vapeur au Royaume-Uni, et historiquement utilisé pour élever la vapeur dans les locomotives à vapeur et les navires
  • L'anthracite, le plus haut rang du charbon, est un charbon noir plus dur et brillant utilisé principalement pour le chauffage des locaux résidentiels et commerciaux.
  • Le graphite est difficile à enflammer et n'est pas couramment utilisé comme combustible; il est le plus utilisé dans les crayons ou en poudre pour la lubrification.

Caractéristiques de Houille

L'intensité des émissions est le gaz à effet de serre émis pendant la durée de vie d'un générateur par unité d'électricité produite. Parmi les méthodes de production d'électricité actuellement largement utilisées, l'intensité des émissions de charbon et de pétrole est élevée, car elles émettent environ 1 000 g d'équivalent CO2 pour chaque kWh produit; le gaz naturel a une intensité d'émission moyenne d'environ 500 g d'équivalent CO2 par kWh; et toutes les autres méthodes sont généralement à faible intensité d'émission de moins de 100 g par kWh. L'intensité des émissions de charbon varie selon le type et la technologie des générateurs et dépasse 1 200 g par kWh dans certains pays. La densité énergétique du charbon, c'est-à-dire son pouvoir calorifique, est d'environ 24 mégajoules par kilogramme (environ 6,7 kilowattheures par kg). Pour une centrale au charbon avec un rendement de 40%, il faut environ 325 kg (717 lb) de charbon pour alimenter une ampoule de 100 W pendant un an. 27,6% de l'énergie mondiale était fournie par le charbon en 2017 et l'Asie en a utilisé près des trois quarts.

Formation de Houille

La carbochimie quand elle est associée aux bassins charbonniers a été et reste une source importante de pollution. Elle a au XX siècle laissé de lourdes séquelles de pollution de nappes, sols et sédiments. La combustion du charbon est également une activité particulièrement polluante, plus que pour d'autres énergies fossiles en raison de la quantité de produits indésirables que contient le charbon. Au cours de la pyrolyse, le charbon émet de nombreux gaz et particules volatiles toxiques et polluantes : HAP, dont benzène et ses dérivés aromatiques (notamment le benzo[a]pyrène), goudrons, dérivés du phénol comme les dioxines… Lorsque le charbon se met à brûler, il émet des oxydes de soufre et d'azote qui acidifie l'air, ainsi que des suies et d'autres éléments toxiques comme le cadmium, l'arsenic ou le mercure. La combustion du charbon libère dans l'air des quantités importantes de soufre, qui contribue au phénomène de pluies acides et avec le CO2 (transformé en acide carbonique dans l'eau aux phénomènes d'acidification des eaux de surface et des mers. Or, dans un milieu acide ou acidifié, les métaux lourds, dont ceux mis en circulation par la combustion du charbon sont plus mobiles dans l'environnement, plus « biodisponible » et plus « bioassimilables ». De nombreux foyers utilisent le charbon pour le chauffage et/ou pour la cuisine, en produisant une fumée nuisible à la santé : L'OMS estime que plus de 1,3 million de personnes meurent chaque année des suites de problèmes respiratoires causés par des combustibles solides (bois, herbacées, tourbe, bouses séchées et charbon). Un rapport publié en juin 2016 par WWF et trois autres ONG avec le soutien de l'Union européenne évalue à 22 900 décès prématurés les impacts de la pollution atmosphérique causée par les centrales au charbon de l'Union européenne en 2013, un bilan comparable à celui des accidents de la route : 26 000 décès. Ces centrales ont aussi été responsables en 2013 de 11 800 nouveaux cas de bronchite chronique et 21 000 admissions à l’hôpital. Les impacts transfrontaliers sont très importants : les centrales polonaises ont causé 4 700 décès prématurés dans les pays voisins et les centrales allemandes 2 500 décès ; l'impact le plus élevé dû à des centrales étrangères est celui de la France : 1 200 décès causés par les centrales allemandes, britanniques, polonaises, espagnoles et tchèques.

Composition de Houille

Houille est composé de macérals, minéraux et eau. Des fossiles et de l'ambre peuvent être trouvés dans le charbon.

Signification culturelle de Houille

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Utilisations de Houille

En tant que combustible fossile brûlé pour la chaleur, le charbon fournit environ un quart de l'énergie primaire mondiale et les deux cinquièmes de son électricité. Certains procédés de fabrication de fer et d'acier et d'autres procédés industriels brûlent du charbon.

Géochimie de Houille

La composition du charbon est rapportée soit comme une analyse immédiate (humidité, matières volatiles, carbone fixe et cendres), soit comme une analyse finale (cendres, carbone, hydrogène, azote, oxygène et soufre). La «matière volatile» n'existe pas par elle-même (sauf pour certains méthane adsorbé) mais désigne les composés volatils qui sont produits et chassés par le chauffage du charbon. Un charbon bitumineux typique peut avoir une analyse finale sur une base sèche et sans cendres de 84,4% de carbone, 5,4% d'hydrogène, 6,7% d'oxygène, 1,7% d'azote et 1,8% de soufre, sur une base pondérale.

Étymologie de Houille

Le mot prit à l'origine la forme col en vieil anglais, du proto-germanique * kula (n), qui à son tour est supposé provenir de la racine proto-indo-européenne * g (e) u-lo- "charbon vivant". Les cognats germaniques comprennent le vieux frison kole, le moyen néerlandais cole, le néerlandais kool, le vieux haut allemand chol, l'allemand Kohle et le vieux norrois kol, et le mot irlandais gual est également un apparenté via la racine indo-européenne.

Questions fréquentes posées

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